深入學習JavaScript中的原型prototype

更新時間：2015年08月13日 10:00:02 作者：Tower Joo

這篇文章主要介紹了深入學習JavaScript中的原型prototype,是JavaScript入門學習中的基礎知識,需要的朋友可以參考下

javascript 是一種 prototype based programming 的語言, 而與我們通常的 class based programming 有很大的區(qū)別,我列舉重要的幾點如下:

1.函數(shù)是first class object, 也就是說函數(shù)與對象具有相同的語言地位
2.沒有類,只有對象
3.函數(shù)也是一種對象,所謂的函數(shù)對象
4.對象是按引用來傳遞的
那么這種 prototype based programming 的語言如何實現(xiàn)繼承呢(OO的一大基本要素), 這也便是 prototype 的由來.

看下面的代碼片斷:

function foo(a, b, c)
{
return a*b*c;
}
alert(foo.length);
alert(typeof foo.constructor);
alert(typeof foo.call);
alert(typeof foo.apply);
alert(typeof foo.prototype);

對于上面的代碼,用瀏覽器運行后你會發(fā)現(xiàn):

1.length: 提供的是函數(shù)的參數(shù)個數(shù)
2.prototype: 是一個object
3.其它三個都是function
而對于任何一個函數(shù)的聲明,它都將會具有上面所述的5個property(方法或者屬性).

下面我們主要看下prototype.

// prototype
function Person(name, gender)
{
this.name = name;
this.gender = gender;
this.whoAreYou = function(){//這個也是所謂的closure, 內部函數(shù)可以訪問外部函數(shù)的變量
var res = "I'm " + this.name + " and I'm a " + this.gender +".";
return res;
};
}
// 那么在由Person創(chuàng)建的對象便具有了下面的幾個屬性
Person.prototype.age = 24;
Person.prototype.getAge = function(){
return this.age;
};
flag = true;
if (flag)
{
var fun = new Person("Tower", "male");
alert(fun.name);
alert(fun.gender);
alert(fun.whoAreYou());
alert(fun.getAge());
}
Person.prototype.salary = 10000;
Person.prototype.getSalary = function(){
return this.name + " can earn about " + this.salary + "RMB each month." ;
};
// 下面就是最神奇的地方, 我們改變了Person的prototype,而這個改變是在創(chuàng)建fun之后
// 而這個改變使得fun也具有了相同的屬性和方法
// 繼承的意味即此
if (flag)
{
alert(fun.getSalary());
alert(fun.constructor.prototype.age);//而這個相當于你直接調用 Person.prototype.age
alert(Person.prototype.age);
}

從上面的示例中我們可以發(fā)現(xiàn),對于prototype的方法或者屬性,我們可以動態(tài)地增加, 而由其創(chuàng)建的對象自動會繼承相關的方法和屬性.

另外,每個對象都有一個 constructor 屬性,用于指向創(chuàng)建其的函數(shù)對象,如上例中的 fun.constructor 指向的就是 Person.

那么一個疑問就自然產生了, 函數(shù)對象中自身聲明的方法和屬性與prototype聲明的對象有什么差別?

有下面幾個差別:

1.自身聲明的方法和屬性是靜態(tài)的, 也就是說你在聲明后,試圖再去增加新的方法或者修改已有的方法,并不會對由其創(chuàng)建的對象產生影響, 也即繼承失敗
2.而prototype可以動態(tài)地增加新的方法或者修改已有的方法, 從而是動態(tài)的 ,一旦父函數(shù)對象聲明了相關的prototype屬性,由其創(chuàng)建的對象會自動繼承這些prototype的屬性.
繼續(xù)上面的例子:

flag = true;
// 函數(shù)內部聲明的方法是靜態(tài)的,無法傳遞的
Person.school = "ISCAS";
Person.whoAreYou = function(){
return "zhutao";
};//動態(tài)更改聲明期的方法,并不會影響由其創(chuàng)建的對象的方法, 即所謂的 靜態(tài)
if (flag)
{
alert(Person.school);
alert(fun.school);//輸出的是 "undefined"
alert(Person.whoAreYou()); //輸出 zhutao
alert(fun.whoAreYou()); // I'm Tower and I'm a male.
}
Person.prototype.getSalary = function(){
return "I can earn 1000000 USD";
};
if (flag)
{
alert(fun.getSalary());//已經繼承了改變, 即所謂的 動態(tài)
}

既然有函數(shù)對象本身的屬性, 也有prototype的屬性, 那么是由其創(chuàng)建的對象是如何搜索相應的屬性的呢?

基本是按照下面的流程和順序來進行.

1.先去搜索函數(shù)對象本身的屬性,如果找到立即執(zhí)行
2.如果1沒有找到,則會去搜索prototype屬性,有2種結果,找到則直接執(zhí)行,否則繼續(xù)搜索父對象的父對象的prototype, 直至找到,或者到達 prototype chain 的結尾(結尾會是Object對象)
上面也回答如果函數(shù)對象本身的屬性與prototype屬性相同(重名)時的解決方式, 函數(shù)本身的對象優(yōu)先 .

prototype 的典型示例

用過 jQuery 或者 Prototype 庫的朋友可能知道，這些庫中通常都會有 trim 這個方法。

示例：

String.prototype.trim = function() {
 return this.replace(/^\s+|\s+$/g, '');
};

trim 用法：

' foo bar '.trim(); // 'foo bar'

但是這樣做又有一個缺點，因為比較新版本的瀏覽器中的 JavaScript 引擎在 String 對象中本身就提供了 trim 方法，那么我們自己定義的 trim 就會覆寫它自帶的 trim。其實，我們在定義 trim 方法之前，可以做個簡單的檢測，看是否需要自己添加這個方法：

if(!String.prototype.trim) {
 String.prototype.trim = function() {
 return this.replace(/^\s+|\s+$/g, '');
 };
}

原型鏈

JavaScript 中定義或實例化任何一個對象的時候，它都會被附加一個名為 __proto__ 的隱藏屬性，原型鏈正是依靠這個屬性才得以形成。但是千萬別直接訪問 __proto__ 屬性，因為有些瀏覽器并不支持直接訪問它。另外 __proto__ 和對象的 prototype 屬性也不是一回事，它們各自有各自的用途。

怎么理解呢？其實，當我們創(chuàng)建 myObject 函數(shù)時，實際上是創(chuàng)建了一個 Function 類型的對象：

console.log(typeof myObject); // function

這里要說明一下，F(xiàn)unction 是 JavaScript 中預定義的一個對象，所以它也有自己預定義的屬性（如 length 和 arguments）和方法（如 call 和 apply），當然也有 __proto__，以此實現(xiàn)原型鏈。也就是說，JavaScript 引擎內可能有類似如下的代碼片段：

Function.prototype = {
 arguments: null,
 length: 0,
 call: function() {
 // secret code
 },
 apply: function(){
 // secret code
 },
 ...
};

事實上，JavaScript 引擎代碼不可能這樣簡單，這里只是描述一下原型鏈是如何工作的。

我們定義了一個函數(shù) myObject，它還有一個參數(shù) name，但是并沒有給它任何其它屬性，例如 length 或者其它方法，如 call。那么下面這段代碼為啥能正常執(zhí)行呢？

console.log(myObject.length); // 結果：1，是參數(shù)的個數(shù)

這是因為我們定義 myObject 時，同時也給它定義了一個 __proto__ 屬性，并賦值為 Function.prototype（參考前面的代碼片段），所以我們能夠像訪問其它屬性一樣訪問 myObject.length，即使我們并沒有定義這個屬性，因為它會順著 __proto__ 原型鏈往上去找 length，最終在 Function 里面找到了。

那為什么找到的 length 屬性的值是 1，而不是 0 呢，是什么時候給它賦值的呢？由于 myObject 是 Function 的一個實例：

console.log(myObject instanceof Function); // true
console.log(myObject === Function); // false

當實例化一個對象的時候，對象的 __proto__ 屬性會被賦值為其構造者的原型對象，在本示例中就是 Function，此時構造器回去計算參數(shù)的個數(shù)，改變 length 的值。

console.log(myObject.__proto__ === Function.prototype); // true

而當我們用 new 關鍵字創(chuàng)建一個新的實例時，新對象的 __proto__ 將會被賦值為 myObject.prototype，因為現(xiàn)在的構造函數(shù)為 myObject，而非 Function。

var myInstance = new myObject('foo');
console.log(myInstance.__proto__ === myObject.prototype); // true

新對象除了能訪問 Function.prototype 中繼承下來的 call 和 apply 外，還能訪問從 myObject 中繼承下來的 getName 方法：

console.log(myInstance.getName()); // foo
 
var mySecondInstance = new myObject('bar');
 
console.log(mySecondInstance.getName()); // bar
console.log(myInstance.getName()); // foo

其實這相當于把原型對象當做一個藍本，然后可以根據(jù)這個藍本創(chuàng)建 N 個新的對象。

再看一個多重prototype鏈的例子:

// 多重prototype鏈的例子
function Employee(name)
{
this.name = "";
this.dept = "general";
this.gender = "unknown";
}
function WorkerBee()
{
this.projects = [];
this.hasCar = false;
}
WorkerBee.prototype = new Employee; // 第一層prototype鏈
function Engineer()
{
this.dept = "engineer"; //覆蓋了 "父對象"
this.language = "javascript";
}
Engineer.prototype = new WorkerBee; // 第二層prototype鏈
var jay = new Engineer("Jay");
if (flag)
{
alert(jay.dept); //engineer, 找到的是自己的屬性
alert(jay.hasCar); // false, 搜索到的是自己上一層的屬性
alert(jay.gender); // unknown, 搜索到的是自己上二層的屬性
}

上面這個示例的對象關系如下:

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