原型和原型链

一、prototype

  • 在JavaScript中,prototype对象是实现面向对象的一个重要机制。
  • 每个函数就是一个对象(Function),函数对象都有一个子对象prototype对象,类是以函数的形式来定义的。prototype表示该函数的原型,也表示一个类的成员的集合。
  • 每个函数都有一个prototype属性,这个属性指向函数的原型对象

例一 JavaScript原生对象

例二 构造函数

function Person() { }
Person.prototype.name = 'zhangsan'
var person1 = new Person()
var person2 = new Person()
console.log(person1.name)   //zhangsan
console.log(person2.name)   //zhangsan
  • 例二中,函数的prototype指向了一个对象,而这个对象正是调用构造函数时创建的实例的原型,也就是person1和person2的原型。
    原型的概念:每一个javascript对象(除null外)创建的时候,就会与之关联另一个对象,这个对象就是我们所说的原型,每一个对象都会从原型中“继承”属性。
    让我们用一张图表示构造函数和实例原型之间的关系:

二、__ proto __

  • 每个对象(除null外)都会有的属性,叫做__proto__,这个属性会指向该对象的原型。
function Person() {}
var person = new Person();
console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true
  • console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true

  • 综上所述,我们可以得到一张新的关系图
  • 补充说明:
  • 绝大部分浏览器都支持这个非标准的方法访问原型,然而它并不存在于 Person.prototype 中,实际上,它是来自于 Object.prototype ,与其说是一个属性,不如说是一个 getter/setter,当使用 obj.__ proto__ 时,可以理解成返回了 Object.getPrototypeOf(obj)。

三、constructor

  • 每个原型都有一个constructor属性,指向该原型关联的构造函数。
function Person() {}
console.log(Person===Person.prototype.constructor)  //true
  • Person===Person.prototype.constructor
  • 我们更新一下关系图
  • constructor补充说明
function Person() {}
var person = new Person();
console.log(person.constructor === Person); // true
  • 当获取 person.constructor 时,其实 person 中并没有 constructor 属性,当不能读取到constructor 属性时,会从 person 的原型也就是 Person.prototype 中读取,正好原型中有该属性,所以:

  • person.constructor === Person.prototype.constructor

四、实例与原型、原型的原型

  • 实例与原型
  • 当读取实例的属性时,如果找不到,就会查找与对象关联的原型中的属性,如果还查不到,就去找原型的原型,一直找到最顶层为止。
function Person() {}Person.prototype.name = 'zhangsan';var person = new Person();person.name = 'lisi';
console.log(person.name) // lisidelete person.name;      //删除person name 属性
console.log(person.name) // zhangsan
  • 在这个例子中,我们给实例对象 person 添加了 name 属性,当我们打印 person.name 的时候,结果自然为 lisi。
    但是当我们删除了 person 的 name 属性时,读取 person.name,从 person 对象中找不到 name 属性就会从 person 的原型也就是 person.__ proto__ ,也就是 Person.prototype中查找,幸运的是我们找到了 name 属性,结果为 zhangsan。
  • 但是万一还没有找到呢?原型的原型又是什么呢?
  • 原型的原型
  • 在前面,我们已经讲了原型也是一个对象,既然是对象,我们就可以用最原始的方式创建它,那就是:
var obj = new Object();
obj.name = 'zhangsan'
console.log(obj.name) // zhangsan

  • 其实原型对象就是通过 Object 构造函数生成的,结合之前所讲,实例的 __ proto__ 指向构造函数的 prototype
  • 这时我们可以再次更新关系图:

五、原型链

  • 简单的回顾一下构造函数、原型和实例的关系:每个构造函数都有一个原型对象,原型对象都包含一个指向构造函数的指针,而实例都包含一个指向原型对象的内部指针。那么假如我们让原型对象等于另一个类型的实例,结果会怎样?显然,此时的原型对象将包含一个指向另一个原型的指针,相应地,另一个原型中也包含着一个指向另一个构造函数的指针。假如另一个原型又是另一个类型的实例,那么上述关系依然成立。如此层层递进,就构成了实例与原型的链条。这就是所谓的原型链的基本概念。
    ——摘自《javascript高级程序设计》

  • 那么Object.prototype 的原型呢?

  • console.log(Object.prototype.__proto__ === null) // true

  • 引用阮一峰老师的 《undefined与null的区别》 就是:
    null 表示“没有对象”,即该处不应该有值。

所以 Object.prototype.proto 的值为 null 跟 Object.prototype 没有原型,其实表达了一个意思。

所以查找属性的时候查到 Object.prototype 就可以停止查找了。

综上所述,关系图最终更新为:

new运算符的实现原理

当我们用new运算符new一个构造函数产生一个实例时,比如说: var obj = new Func 时,其背后的步骤是这样的:

1:创建一个继承自 Func.prototype 的新对象;
2:执行构造函数 Func ,执行的时候,相应的传参会被传入,同时上下文(this)会被指定为第一步创建的新实例;
3:如果构造函数返回了一个“对象”,那么这个对象会取代步骤1中new出来的实例被返回。如果构造函数没有返回对象,那么new出来的结果为步骤1创建的对象。

注意:new Func 等同于new Func(),只能用在不传递任何参数的情况。

按照上述原理,写一段代码模拟new运算符的实现原理:

var new1 = function(fun){var newObj = Object.create(fun.prototype);var returnObj = fun.call(newObj);if(typeof returnObj === 'object'){return returnObj}else{return newObj}
}

Object.create()方法Object.create()方法创建一个新对象,使用现有的对象来提供新创建的对象的__proto__。
var newObj = Object.create(fun.prototype) 的意思是:创建一个新对象newObj,并让 newObj.__ proto__ 指向 fun,即 newObj.__ proto__ === fun 返回true。

  • 模拟new运算符之后进行验证

instanceof判断数据类型

  • instanceof是判断实例对象的__proto__和生成该实例的构造函数的prototype是不是引用的同一个地址。
    是返回true,否返回false。
  • 注意:实例的instanceof在比较的时候,与原型链上向上找的的构造函数相比都是true。
  • instanceof用来判断A是否为B的实例,表达式为:A instanceof B,如果A是B的实例,则返回true,否则返回false。instanceof检测的是原型,内部机制是通过判断对象的原型链中是否有类型的原型。
{} instanceof Object; //true
[] instanceof Array;  //true
[] instanceof Object; //true
"123" instanceof String; //false
new String(123) instanceof String; //truefunction Person1(){}
function Person2(){}
let person1=new Person1()
let person2=new Person2()
console.log(person1 instanceof Person1) //true
console.log(person2 instanceof Person2) //true
console.log(person1 instanceof Person2) //false
  • 我们可以用下面的代码实现instanceof。
function instance(left,right){let prototype = right.prototype;  //获取类型的原型let proto = left.__proto__;       //获取对象的原型while(true){    //循环判断对象的原型是否等于类型的原型,直到对象原型为null,因为原型链最终为nullif (proto === null || proto === undefined){return false;}if (proto === prototype){return true;}proto = proto.__proto__;}
}
console.log(instance({},Object)); //true
console.log(instance([],Number)); //false
  • 那怎么判断实例是由哪个构造函数生成的呢?这时候就要用到constructor了。
  • 实例的原型的构造函数, obj.__ proto__.constructor
  • 当一个函数F被定义时,JS引擎会为F添加prototype原型,然后在prototype上添加一个constructor属性,并让其指向F的引用,F利用原型对象的constructor属性引用了自身,当F作为构造函数创建对象时,原型上的constructor属性被遗传到了新创建的对象上,从原型链角度讲,构造函数F就是新对象的类型。这样做的意义是,让对象诞生以后,就具有可追溯的数据类型。

实例方法与静态方法

  • 静态方法:
function Person(){}
Person.sayHello=function(){console.log("Hello world")
}
Person.sayHello()
  • 实例方法:
function Person(){}
Person.prototype.sayHello=function(){console.log("Hello world")
}
let person=new Person()
person.sayHello()

静态方法:在构造函数本身上定义的方法,只能通过构造函数本身调用,new出来的对象不能够调用。

动态方法:也叫做实例方法,它是通过prototype原型对象添加的,所有的实例对象都能够继承调用。通过先定义一个引用变量,指向构造函数定义的新对象,数对象中的属性 prototype可以想成一个指针,指向一个方法。

参考文章

javascript——原型与原型链
详谈JavaScript原型链
继承与原型链
JS中new运算符的实现原理
js判断数据类型的四种方法
JS中的实例方法与静态方法
在js中动态方法与静态方法的区别

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