關於原型和原型鏈

時間 2019-11-19

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原文原文鏈接

一. 普通對象與函數對象

JavaScript 中，萬物皆對象！但對象也是有區別的。分爲普通對象和函數對象，Object 、Function 是 JS 自帶的函數對象。下面舉例說明javascript

var o1 = {}; 
var o2 =new Object();
var o3 = new f1();
 
function f1(){}; 
var f2 = function(){};
var f3 = new Function('str','console.log(str)');
 
console.log(typeof Object); //function 
console.log(typeof Function); //function  
 
console.log(typeof f1); //function 
console.log(typeof f2); //function 
console.log(typeof f3); //function   
 
console.log(typeof o1); //object 
console.log(typeof o2); //object 
console.log(typeof o3); //object

在上面的例子中 o1 o2 o3 爲普通對象，f1 f2 f3 爲函數對象。怎麼區分，其實很簡單，凡是經過 new Function() 建立的對象都是函數對象，其餘的都是普通對象。f1,f2,歸根結底都是經過 new Function()的方式進行建立的。Function Object 也都是經過 New Function()建立的。java

必定要分清楚普通對象和函數對象，下面咱們會經常用到它。數組

二. 構造函數

咱們先複習一下構造函數的知識：瀏覽器

function Person(name, age, job) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 this.job = job;
 this.sayName = function() { alert(this.name) } 
}
var person1 = new Person('Zaxlct', 28, 'Software Engineer');
var person2 = new Person('Mick', 23, 'Doctor');

上面的例子中 person1 和 person2 都是 Person 的實例。這兩個實例都有一個 constructor （構造函數）屬性，該屬性（是一個指針）指向 Person。即：app

console.log(person1.constructor == Person); //true
console.log(person2.constructor == Person); //true

咱們要記住兩個概念（構造函數，實例）：
person1 和 person2 都是構造函數 Person 的實例
一個公式：
實例的構造函數屬性（constructor）指向構造函數。函數

三. 原型對象

在 JavaScript 中，每當定義一個對象（函數也是對象）時候，對象中都會包含一些預約義的屬性。其中每一個函數對象都有一個prototype 屬性，這個屬性指向函數的原型對象。（先用無論什麼是 __proto__ 第二節的課程會詳細的剖析）測試

function Person() {}
Person.prototype.name = 'Zaxlct';
Person.prototype.age  = 28;
Person.prototype.job  = 'Software Engineer';
Person.prototype.sayName = function() {
  alert(this.name);
}
  
var person1 = new Person();
person1.sayName(); // 'Zaxlct'
 
var person2 = new Person();
person2.sayName(); // 'Zaxlct'
 
console.log(person1.sayName == person2.sayName); //true

咱們獲得了本文第一個「定律」：ui

每一個對象都有 __proto__ 屬性，但只有函數對象纔有 prototype 屬性

那什麼是原型對象呢？
咱們把上面的例子改一改你就會明白了：this

Person.prototype = {
   name:  'Zaxlct',
   age: 28,
   job: 'Software Engineer',
   sayName: function() {
     alert(this.name);
   }
}

原型對象，顧名思義，它就是一個普通對象（廢話 = =!）。從如今開始你要緊緊記住原型對象就是 Person.prototype ，若是你仍是懼怕它，那就把它想一想成一個字母 A： var A = Person.prototypespa

在上面咱們給 A 添加了四個屬性：name、age、job、sayName。其實它還有一個默認的屬性：constructor

在默認狀況下，全部的原型對象都會自動得到一個 constructor（構造函數）屬性，這個屬性（是一個指針）指向 prototype 屬性所在的函數（Person）

上面這句話有點拗口，咱們「翻譯」一下：A 有一個默認的 constructor 屬性，這個屬性是一個指針，指向 Person。即：
Person.prototype.constructor == Person

在上面第二小節《構造函數》裏，咱們知道實例的構造函數屬性（constructor）指向構造函數：person1.constructor == Person

這兩個「公式」好像有點聯繫：

person1. constructor == Person
Person.prototype. constructor == Person

person1 爲何有 constructor 屬性？那是由於 person1 是 Person 的實例。
那 Person.prototype 爲何有 constructor 屬性？？同理， Person.prototype （你把它想象成 A）也是Person 的實例。
也就是在 Person 建立的時候，建立了一個它的實例對象並賦值給它的 prototype，基本過程以下：

var A = new Person();
Person.prototype = A;

結論：原型對象（Person.prototype）是構造函數（Person）的一個實例。

原型對象其實就是普通對象（但 Function.prototype 除外，它是函數對象，但它很特殊，他沒有prototype屬性（前面說道函數對象都有prototype屬性））。看下面的例子：、

 function Person(){};
 console.log(Person.prototype) //Person{}
 console.log(typeof Person.prototype) //Object
 console.log(typeof Function.prototype) // Function，這個特殊
 console.log(typeof Object.prototype) // Object
 console.log(typeof Function.prototype.prototype) //undefined

Function.prototype 爲何是函數對象呢？

var A = new Function ();
Function.prototype = A;

上文提到凡是經過 new Function( ) 產生的對象都是函數對象。由於 A 是函數對象，因此`Function.prototype` 是函數對象。

那原型對象是用來作什麼的呢？主要做用是用於繼承。舉個例子：

 var Person = function(name){
    this.name = name; // tip: 當函數執行時這個 this 指的是誰？
  };
  Person.prototype.getName = function(){
    return this.name;  // tip: 當函數執行時這個 this 指的是誰？
  }
  var person1 = new person('Mick');
  person1.getName(); //Mick

從這個例子能夠看出，經過給 Person.prototype 設置了一個函數對象的屬性，那有 Person 的實例（person1）出來的普通對象就繼承了這個屬性。具體是怎麼實現的繼承，就要講到下面的原型鏈了。

小問題，上面兩個 this 都指向誰？

var person1 = new person('Mick');
  person1.name = 'Mick'; // 此時 person1 已經有 name 這個屬性了
  person1.getName(); //Mick

故兩次 this 在函數執行時都指向 person1。

四. proto

JS 在建立對象（不管是普通對象仍是函數對象）的時候，都有一個叫作__proto__ 的內置屬性，用於指向建立它的構造函數的原型對象。
對象 person1 有一個 __proto__屬性，建立它的構造函數是 Person，構造函數的原型對象是 Person.prototype ，因此：
person1.__proto__ == Person.prototype

請看下圖：

《JavaScript 高級程序設計》的圖 6-1

根據上面這個鏈接圖，咱們能獲得：

Person.prototype.constructor == Person;
person1.__proto__ == Person.prototype;
person1.constructor == Person;

不過，要明確的真正重要的一點就是，這個鏈接存在於實例（person1）與構造函數（Person）的原型對象（Person.prototype）之間，而不是存在於實例（person1）與構造函數（Person）之間。

注意：由於絕大部分瀏覽器都支持__proto__屬性，因此它才被加入了 ES6 裏（ES5 部分瀏覽器也支持，但還不是標準）。

五. 構造器

熟悉 Javascript 的童鞋都知道，咱們能夠這樣建立一個對象：
var obj = {}
它等同於下面這樣：
var obj = new Object()

obj 是構造函數（Object）的一個實例。因此：
obj.constructor === Object
obj.__proto__ === Object.prototype

新對象 obj 是使用 new 操做符後跟一個構造函數來建立的。構造函數（Object）自己就是一個函數（就是上面說的函數對象），它和上面的構造函數 Person 差很少。只不過該函數是出於建立新對象的目的而定義的。因此不要被 Object 嚇倒。

同理，能夠建立對象的構造器不只僅有 Object，也能夠是 Array，Date，Function等。
因此咱們也能夠構造函數來建立 Array、 Date、Function

var b = new Array();
b.constructor === Array;
b.__proto__ === Array.prototype;
 
var c = new Date(); 
c.constructor === Date;
c.__proto__ === Date.prototype;
 
var d = new Function();
d.constructor === Function;
d.__proto__ === Function.prototype;

這些構造器都是函數對象：

函數對象

六. 原型鏈

小測試來檢驗一下你理解的怎麼樣：

person1.__proto__ 是什麼？
Person.__proto__ 是什麼？
Person.prototype.__proto__ 是什麼？
Object.__proto__ 是什麼？
Object.prototype__proto__ 是什麼？

答案：
第一題：
由於 person1.__proto__ === person1 的構造函數.prototype
由於 person1的構造函數 === Person
因此 person1.__proto__ === Person.prototype

第二題：
由於 Person.__proto__ === Person的構造函數.prototype
由於 Person的構造函數 === Function
因此 Person.__proto__ === Function.prototype

第三題：
Person.prototype 是一個普通對象，咱們無需關注它有哪些屬性，只要記住它是一個普通對象。
由於一個普通對象的構造函數 === Object
因此 Person.prototype.__proto__ === Object.prototype

第四題，參照第二題，由於 Person 和 Object 同樣都是構造函數

第五題：
Object.prototype 對象也有proto屬性，但它比較特殊，爲 null 。由於 null 處於原型鏈的頂端，這個只能記住。
Object.prototype.__proto__ === null

七. 函數對象（複習一下前面的知識點）

全部函數對象的proto都指向Function.prototype，它是一個空函數（Empty function）

Number.__proto__ === Function.prototype  // true
Number.constructor == Function //true
 
Boolean.__proto__ === Function.prototype // true
Boolean.constructor == Function //true
 
String.__proto__ === Function.prototype  // true
String.constructor == Function //true
 
// 全部的構造器都來自於Function.prototype，甚至包括根構造器Object及Function自身
Object.__proto__ === Function.prototype  // true
Object.constructor == Function // true
 
// 全部的構造器都來自於Function.prototype，甚至包括根構造器Object及Function自身
Function.__proto__ === Function.prototype // true
Function.constructor == Function //true
 
Array.__proto__ === Function.prototype   // true
Array.constructor == Function //true
 
RegExp.__proto__ === Function.prototype  // true
RegExp.constructor == Function //true
 
Error.__proto__ === Function.prototype   // true
Error.constructor == Function //true
 
Date.__proto__ === Function.prototype    // true
Date.constructor == Function //true

JavaScript中有內置(build-in)構造器/對象共計12個（ES5中新加了JSON），這裏列舉了可訪問的8個構造器。剩下如Global不能直接訪問，Arguments僅在函數調用時由JS引擎建立，Math，JSON是以對象形式存在的，無需new。它們的proto是Object.prototype。以下

Math.__proto__ === Object.prototype  // true
Math.construrctor == Object // true
 
JSON.__proto__ === Object.prototype  // true
JSON.construrctor == Object //true

上面說的函數對象固然包括自定義的。以下

// 函數聲明
function Person() {}
// 函數表達式
var Perosn = function() {}
console.log(Person.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(Man.__proto__ === Function.prototype)    // true

這說明什麼呢？

** 全部的構造器都來自於 Function.prototype，甚至包括根構造器Object及Function自身。全部構造器都繼承了·Function.prototype·的屬性及方法。如length、call、apply、bind**

（你應該明白第一句話，第二句話咱們下一節繼續說，先挖個坑：））
Function.prototype也是惟一一個typeof XXX.prototype爲 function的prototype。其它的構造器的prototype都是一個對象（緣由第三節裏已經解釋過了）。以下（又複習了一遍）：

console.log(typeof Function.prototype) // function
console.log(typeof Object.prototype) // object
console.log(typeof Number.prototype) // object
console.log(typeof Boolean.prototype) // object
console.log(typeof String.prototype) // object
console.log(typeof Array.prototype) // object
console.log(typeof RegExp.prototype) // object
console.log(typeof Error.prototype) // object
console.log(typeof Date.prototype) // object
console.log(typeof Object.prototype) // object

噢，上面還提到它是一個空的函數，console.log(Function.prototype) 下看看（留意，下一節會再說一下這個）

知道了全部構造器（含內置及自定義）的__proto__都是Function.prototype，那Function.prototype的__proto__是誰呢？
相信都據說過JavaScript中函數也是一等公民，那從哪能體現呢？以下
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true
這說明全部的構造器也都是一個普通 JS 對象，能夠給構造器添加/刪除屬性等。同時它也繼承了Object.prototype上的全部方法：toString、valueOf、hasOwnProperty等。（你也應該明白第一句話，第二句話咱們下一節繼續說，不用挖坑了，仍是剛纔那個坑；））

最後Object.prototype的proto是誰？
Object.prototype.__proto__ === null // true
已經到頂了，爲null。(讀到如今，再回過頭看第五章，能明白嗎？)

八. Prototype

在 ECMAScript 核心所定義的所有屬性中，最回味無窮的就要數 prototype 屬性了。對於 ECMAScript 中的引用類型而言，prototype 是保存着它們全部實例方法的真正所在。換句話所說，諸如 toString()和 valuseOf() 等方法實際上都保存在 prototype 名下，只不過是經過各自對象的實例訪問罷了。

——《JavaScript 高級程序設計》第三版 P116

咱們知道 JS 內置了一些方法供咱們使用，好比：
對象能夠用 constructor/toString()/valueOf() 等方法;
數組能夠用 map()/filter()/reducer() 等方法；
數字可用用 parseInt()/parseFloat()等方法；
Why ？？？

why??

當咱們建立一個函數時：

var Person = new Object()
Person 是 Object 的實例，因此 Person 繼承了Object 的原型對象Object.prototype上全部的方法：

Object.prototype

Object 的每一個實例都具備以上的屬性和方法。
因此我能夠用 Person.constructor 也能夠用 Person.hasOwnProperty。

當咱們建立一個數組時：

var num = new Array()
num 是 Array 的實例，因此 num 繼承了Array 的原型對象Array.prototype上全部的方法：

Array.prototype

Are you f***ing kidding me? 這尼瑪怎麼是一個空數組？？？

doge

咱們能夠用一個 ES5 提供的新方法：Object.getOwnPropertyNames
獲取全部（包括不可枚舉的屬性）的屬性名不包括 prototy 中的屬性，返回一個數組：

var arrayAllKeys = Array.prototype; // [] 空數組
// 只獲得 arrayAllKeys 這個對象裏全部的屬性名(不會去找 arrayAllKeys.prototype 中的屬性)
console.log(Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys));
/* 輸出：
[ "length", "constructor", "toString", "toLocaleString", "join", "pop", "push",
"concat", "reverse", "shift", "unshift", "slice", "splice", "sort", "filter", "forEach",
"some", "every", "map", "indexOf", "lastIndexOf", "reduce", "reduceRight",
"entries", "keys", "copyWithin", "find", "findIndex", "fill"]
*/

這樣你就明白了隨便聲明一個數組，它爲啥能用那麼多方法了。

細心的你確定發現了Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys) 輸出的數組裏並無 constructor/hasOwnPrototype等對象的方法（你確定沒發現）。
可是隨便定義的數組也能用這些方法

var num = [1];
console.log(num.hasOwnPrototype()) // false (輸出布爾值而不是報錯)

Why ？？？

why??

由於Array.prototype 雖然沒這些方法，可是它有原型對象（__proto__）：

// 上面咱們說了 Object.prototype 就是一個普通對象。
Array.prototype.__proto__ == Object.prototype

因此 Array.prototype 繼承了對象的全部方法，當你用num.hasOwnPrototype()時，JS 會先查一下它的構造函數（Array）的原型對象 Array.prototype 有沒有有hasOwnPrototype()方法，沒查到的話繼續查一下 Array.prototype 的原型對象 Array.prototype.__proto__有沒有這個方法。

當咱們建立一個函數時：

var f = new Function("x","return x*x;");
//固然你也能夠這麼建立 f = function(x){ return x*x }
console.log(f.arguments) // arguments 方法從哪裏來的？
console.log(f.call(window)) // call 方法從哪裏來的？
console.log(Function.prototype) // function() {} （一個空的函數）
console.log(Object.getOwnPropertyNames(Function.prototype));
/* 輸出
["length", "name", "arguments", "caller", "constructor", "bind", "toString", "call", "apply"]
*/

咱們再複習第八小節這句話：

全部函數對象proto都指向 Function.prototype，它是一個空函數（Empty function）

嗯，咱們驗證了它就是空函數。不過不要忽略前半句。咱們枚舉出了它的全部的方法，因此全部的函數對象都能用，好比:

函數對象

若是你還沒搞懂啥是函數對象？

去屎 | center

還有，我建議你能夠再複習下爲何：

Function.prototype 是惟一一個typeof XXX.prototype爲「function」的prototype

我猜你確定忘了。

九. 複習一下

第八小節咱們總結了：

全部函數對象的 __proto__ 都指向 Function.prototype，它是一個空函數（Empty function）

可是你可別忘了在第三小節咱們總結的：

全部對象的 __proto__ 都指向其構造器的 prototype

咦，我找了半天怎麼沒找到這句話……

doge | center

咱們下面再複習下這句話。

先看看 JS 內置構造器：

var obj = {name: 'jack'}
var arr = [1,2,3]
var reg = /hello/g
var date = new Date
var err = new Error('exception')
console.log(obj.__proto__ === Object.prototype) // true
console.log(arr.__proto__ === Array.prototype) // true
console.log(reg.__proto__ === RegExp.prototype) // true
console.log(date.__proto__ === Date.prototype) // true
console.log(err.__proto__ === Error.prototype) // true

再看看自定義的構造器，這裏定義了一個 Person：

function Person(name) {
this.name = name;
}
var p = new Person('jack')
console.log(p.__proto__ === Person.prototype) // true

p 是 Person 的實例對象，p 的內部原型老是指向其構造器 Person 的原型對象 prototype。

每一個對象都有一個 constructor 屬性，能夠獲取它的構造器，所以如下打印結果也是恆等的：

function Person(name) {
this.name = name
}
var p = new Person('jack')
console.log(p.__proto__ === p.constructor.prototype) // true

上面的Person沒有給其原型添加屬性或方法，這裏給其原型添加一個getName方法：

function Person(name) {
this.name = name
}
// 修改原型
Person.prototype.getName = function() {}
var p = new Person('jack')
console.log(p.__proto__ === Person.prototype) // true
console.log(p.__proto__ === p.constructor.prototype) // true

能夠看到p.__proto__與Person.prototype，p.constructor.prototype都是恆等的，即都指向同一個對象。

若是換一種方式設置原型，結果就有些不一樣了：

function Person(name) {
this.name = name
}
// 重寫原型
Person.prototype = {
getName: function() {}
}
var p = new Person('jack')
console.log(p.__proto__ === Person.prototype) // true
console.log(p.__proto__ === p.constructor.prototype) // false

這裏直接重寫了 Person.prototype（注意：上一個示例是修改原型）。輸出結果能夠看出p.__proto__仍然指向的是Person.prototype，而不是p.constructor.prototype。

這也很好理解，給Person.prototype賦值的是一個對象直接量{getName: function(){}}，使用對象直接量方式定義的對象其構造器（constructor）指向的是根構造器Object，Object.prototype是一個空對象{}，{}天然與{getName: function(){}}不等。以下：

var p = {}
console.log(Object.prototype) // 爲一個空的對象{}
console.log(p.constructor === Object) // 對象直接量方式定義的對象其constructor爲Object
console.log(p.constructor.prototype === Object.prototype) // 爲true，不解釋(๑ˇ3ˇ๑)

十. 原型鏈（再複習一下：）

下面這個例子你應該能明白了！

function Person(){}
var person1 = new Person();
console.log(person1.__proto__ === Person.prototype); // true
console.log(Person.prototype.__proto__ === Object.prototype) //true
console.log(Object.prototype.__proto__) //null
Person.__proto__ == Function.prototype; //true
console.log(Function.prototype)// function(){} (空函數)
var num = new Array()
console.log(num.__proto__ == Array.prototype) // true
console.log( Array.prototype.__proto__ == Object.prototype) // true
console.log(Array.prototype) // [] (空數組)
console.log(Object.prototype.__proto__) //null
console.log(Array.__proto__ == Function.prototype)// true

疑點解惑：

Object.__proto__ === Function.prototype // true
Object 是函數對象，是經過new Function()建立的，因此Object.__proto__指向Function.prototype。（參照第八小節：「全部函數對象的__proto__都指向Function.prototype」）
Function.__proto__ === Function.prototype // true
Function 也是對象函數，也是經過new Function()建立，因此Function.__proto__指向Function.prototype。

本身是由本身建立的，好像不符合邏輯，但仔細想一想，現實世界也有些相似，你是怎麼來的，你媽生的，你媽怎麼來的，你姥姥生的，……類人猿進化來的，那類人猿從哪來，一直追溯下去……，就是無，（NULL生萬物）
正如《道德經》裏所說「無，名天地之始」。

Function.prototype.__proto__ === Object.prototype //true

其實這一點我也有點困惑，不過也能夠試着解釋一下。
Function.prototype是個函數對象，理論上他的__proto__應該指向 Function.prototype，就是他本身，本身指向本身，沒有意義。
JS一直強調萬物皆對象，函數對象也是對象，給他認個祖宗，指向Object.prototype。Object.prototype.__proto__ === null，保證原型鏈可以正常結束。

十一總結

原型和原型鏈是JS實現繼承的一種模型。
原型鏈的造成是真正是靠__proto__ 而非prototype

要深刻理解這句話，咱們再舉個例子，看看前面你真的理解了嗎？

var animal = function(){};
var dog = function(){};
animal.price = 2000;
dog.prototype = animal;
var tidy = new dog();
console.log(dog.price) //undefined
console.log(tidy.price) // 2000

這裏解釋一下：

var dog = function(){};
dog.prototype.price = 2000;
var tidy = new dog();
console.log(tidy.price); // 2000
console.log(dog.price); //undefined

var dog = function(){};
var tidy = new dog();
tidy.price = 2000;
console.log(dog.price); //undefined

這個明白吧？想想咱們上面說過這句話：

實例（tidy）和原型對象（dog.prototype）存在一個鏈接。不過，要明確的真正重要的一點就是，這個鏈接存在於實例（tidy）與構造函數的原型對象（dog.prototype）之間，而不是存在於實例（tidy）與構造函數（dog）之間。

class B{}
class A extends B{}
var a=new A();
var b=new B();
 
console.log(typeof A.prototype)                      //object
console.log(typeof B.prototype)                      //object
console.log(A.prototype.__proto__==B.prototype)     //true
console.log(B.prototype.__proto__==Object.prototype); //true
console.log(Object.prototype.__proto__==null);        //true, 原型鏈的頂部
console.log(A.__proto__==B)                         //true
console.log(B.__proto__==Function.prototype)        //true
console.log(typeof Function.prototype)              //function,比較特殊，並非一個object
console.log(Function.prototype.__proto__==Object.prototype)  //true
console.log(a.__proto__==A.prototype)               //true
console.log(b.__proto__==B.prototype)               //true
console.log(a.constructor==A)                       //true
console.log(b.constructor==B)                       //true
console.log(A.prototype.constructor==A)             //true  A.prototype至關於A的一個實例
console.log(B.prototype.constructor==B)             //true