JavaScript中的原型与原型链

超、凢脫俗 2022-06-13 02:56 294阅读 0赞

## **1、原型** ##

JavaScript中的所有数据都可以看成对象，那是不是我们已经在使用面向对象编程了呢？

当然不是。如果我们只使用Number、Array、string以及基本的\{…\}定义的对象，还无法发挥出面向对象编程的威力。

JavaScript的面向对象编程和大多数其他语言如Java、C\#的面向对象编程都不太一样。如果你熟悉Java或C\#，很好，你一定明白面向对象的两个基本概念：

1、类：类是对象的类型模板，例如，定义Student类来表示学生，类本身是一种类型，Student表示学生类型，但不表示任何具体的某个学生；

2、实例：实例是根据类创建的对象，例如，根据Student类可以创建出xiaoming、xiaohong、xiaojun等多个实例，每个实例表示一个具体的学生，他们全都属于Student类型。

所以，类和实例是大多数面向对象编程语言的基本概念。

不过，在JavaScript中，这个概念需要改一改。**JavaScript不区分类和实例的概念，而是通过原型（prototype）来实现面向对象编程**。

原型是指当我们想要创建xiaoming这个具体的学生时，我们并没有一个Student类型可用。那怎么办？恰好有这么一个现成的对象：

var robot = {
        name: 'Robot',
        height: 1.6,
        run: function () { 
            console.log(this.name + ' is running...');
        }
    };

我们看这个robot对象有名字，有身高，还会跑，有点像小明，干脆就根据它来“创建”小明得了！于是我们把它改名为Student，然后创建出xiaoming：

注意最后一行代码把xiaoming的原型指向了对象Student，看上去xiaoming仿佛是从Student继承下来的：

xiaoming.name; // '小明'
    xiaoming.run(); // 小明 is running...

xiaoming有自己的name属性，但并没有定义run()方法。不过，由于小明是从Student继承而来，只要Student有run()方法，xiaoming也可以调用：

![xiaoming-prototype][]

**JavaScript的原型链和Java的Class区别就在于它没有“Class”的概念，所有对象都是实例，所谓继承关系不过是把一个对象的原型指向另一个对象而已**。

如果你把xiaoming的原型指向其他对象：

var Bird = {
        fly: function () { 
            console.log(this.name + ' is flying...');
        }
    };
    xiaoming.__proto__ = Bird;

现在xiaoming已经无法run()了，他已经变成了一只鸟：

xiaoming.fly(); // 小明 is flying...

在JavaScrip代码运行时期，你可以把xiaoming从Student变成Bird，或者变成任何对象。

请注意，上述代码仅用于演示目的。**在编写JavaScript代码时，不要直接用obj.\_\_proto\_\_去改变一个对象的原型，并且，低版本的IE也无法使用\_\_proto\_\_**。Object.create()方法可以传入一个原型对象，并创建一个基于该原型的新对象，但是新对象什么属性都没有，因此，我们可以编写一个函数来创建xiaoming：

// 原型对象:
    var Student = {
        name: 'Robot',
        height: 1.2,
        run: function () { 
            console.log(this.name + ' is running...');
        }
    };
    
    function createStudent(name) { 
        // 基于Student原型创建一个新对象:
        var s = Object.create(Student);
        // 初始化新对象:
        s.name = name;
        return s;
    }
    
    var xiaoming = createStudent('小明');
    xiaoming.run(); // 小明 is running...
    xiaoming.__proto__ === Student; // true

## **2、原型链** ##

JavaScript对每个创建的对象都会设置一个原型，指向它的原型对象。

当我们用obj.xxx访问一个对象的属性时，JavaScript引擎先在当前对象上查找该属性，如果没有找到，就到其原型对象上找，如果还没有找到，就一直上溯到Object.prototype对象，最后，如果还没有找到，就只能返回undefined。

例如，创建一个Array对象：

var arr = [1, 2, 3];

其原型链是：

arr ----> Array.prototype ----> Object.prototype ----> null

Array.prototype定义了indexOf()、shift()等方法，因此你可以在所有的Array对象上直接调用这些方法。

当我们创建一个函数时：

function foo() { 
        return 0;
    }

函数也是一个对象，它的原型链是：

foo ----> Function.prototype ----> Object.prototype ----> null

由于Function.prototype定义了apply()等方法，因此，所有函数都可以调用apply()方法。

很容易想到，如果原型链很长，那么访问一个对象的属性就会因为花更多的时间查找而变得更慢，因此要注意不要把原型链搞得太长。

## **3、用构造函数创建对象** ##

除了直接用\{ … \}创建一个对象外，JavaScript还可以用一种构造函数的方法来创建对象。它的用法是，先定义一个构造函数：

function Student(name) { 
        this.name = name;
        this.hello = function () { 
            alert('Hello, ' + this.name + '!');
        }
    }

你会问，这不就是一个普通函数吗？这确实是一个普通函数，但是在JavaScript中，可以用关键字new来调用这个函数，并返回一个对象：

var xiaoming = new Student('小明');
    xiaoming.name; // '小明'
    xiaoming.hello(); // Hello, 小明!

注意，如果不写new，这就是一个普通函数，它返回undefined。但是，如果写了new，它就变成了一个构造函数，它绑定的this指向新创建的对象，并默认返回this，也就是说，不需要在最后写return this;。

新创建的xiaoming的原型链是：

xiaoming ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null

也就是说，xiaoming的原型指向函数Student的原型。如果你又创建了xiaohong、xiaojun，那么这些对象的原型与xiaoming是一样的：

xiaoming ↘
    xiaohong -→ Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
    xiaojun  ↗

用new Student()创建的对象还从原型上获得了一个constructor属性，它指向函数Student本身：

xiaoming.constructor === Student.prototype.constructor; // true
    Student.prototype.constructor === Student; // true
    
    Object.getPrototypeOf(xiaoming) === Student.prototype; // true
    
    xiaoming instanceof Student; // true

用一张图来表示这些乱七八糟的关系就是：

![l][]

红色箭头是原型链。注意，Student.prototype指向的对象就是xiaoming、xiaohong的原型对象，这个原型对象自己还有个属性constructor，指向Student函数本身。

另外，函数Student恰好有个属性prototype指向xiaoming、xiaohong的原型对象，但是xiaoming、xiaohong这些对象可没有prototype这个属性，不过可以用\_\_proto\_\_这个非标准用法来查看。

现在我们就认为xiaoming、xiaohong这些对象“继承”自Student。

不过还有一个小问题，注意观察：

xiaoming.name; // '小明'
    xiaohong.name; // '小红'
    xiaoming.hello; // function: Student.hello()
    xiaohong.hello; // function: Student.hello()
    xiaoming.hello === xiaohong.hello; // false

xiaoming和xiaohong各自的name不同，这是对的，否则我们无法区分谁是谁了。xiaoming和xiaohong各自的hello是一个函数，但它们是两个不同的函数，虽然函数名称和代码都是相同的！

如果我们通过new Student()创建了很多对象，这些对象的hello函数实际上只需要共享同一个函数就可以了，这样可以节省很多内存。

要让创建的对象共享一个hello函数，根据对象的属性查找原则，我们只要把hello函数移动到xiaoming、xiaohong这些对象共同的原型上就可以了，也就是Student.prototype：

![l 1][]

修改代码如下：

function Student(name) { 
        this.name = name;
    }
    
    Student.prototype.hello = function () { 
        alert('Hello, ' + this.name + '!');
    };

用new创建基于原型的JavaScript的对象就是这么简单！

如果一个函数被定义为用于创建对象的构造函数，但是调用时忘记了写new怎么办？

在strict模式下，this.name = name将报错，因为this绑定为undefined，在非strict模式下，this.name = name不报错，因为this绑定为window，于是无意间创建了全局变量name，并且返回undefined，这个结果更糟糕。

所以，**调用构造函数千万不要忘记写new。**为了区分普通函数和构造函数，按照约定，构造函数首字母应当大写，而普通函数首字母应当小写，这样，一些语法检查工具如jslint将可以帮你检测到漏写的new。

最后，我们还可以编写一个createStudent()函数，在内部封装所有的new操作。一个常用的编程模式像这样：

这个createStudent()函数有几个巨大的优点：一是不需要new来调用，二是参数非常灵活，可以不传，也可以这么传：

var xiaoming = createStudent({
        name: '小明'
    });
    
    xiaoming.grade; // 1

如果创建的对象有很多属性，我们只需要传递需要的某些属性，剩下的属性可以用默认值。由于参数是一个Object，我们无需记忆参数的顺序。如果恰好从JSON拿到了一个对象，就可以直接创建出xiaoming。

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本文转载自[廖雪峰的JavaScript教程][JavaScript]：[JS面向对象编程][JS]

[xiaoming-prototype]: /images/20220613/62d59834860c4b8b91ea353a46b9b4bd.png
[l]: /images/20220613/38bcb1744e6d40f8a36bb9b89b599956.png
[l 1]: /images/20220613/d1c81f4f0eba4d7e81a5cdab08b6ac4c.png
[JavaScript]: http://www.liaoxuefeng.com/
[JS]: http://www.liaoxuefeng.com/wiki/001434446689867b27157e896e74d51a89c25cc8b43bdb3000/001434499763408e24c210985d34edcabbca944b4239e20000