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js原型链之大话西游—简单粗暴地理解JavaScript原型链

发布人:zhoulujun@live.cn    点击:

随便拉一个码农估计都会写JS,大部分也知道JS是基于原型的语言,但是如果问及JS原生对象(Object,Function,Array,Date等)的这个原型链长什

随便拉一个码农估计都会写JS,大部分也知道JS是基于原型的语言,但是如果问及JS原生对象(Object,Function,Array,Date等)的这个原型链长什么样子?估计能回答出来的人就少了,特别是没有学过java的小鸟们,继承是啥?

继承是OO语言中的一个最为人津津乐道的概念。ECMAScript只支持实现继承,而且其实现继承主要是依靠原型链来实现的。

 不像JAVA是完全OOP的语言:class是一类具有共同特点的物体的抽象,object是某个class下具体的一个实现,Object类是所有类的顶层父类,对Java的认知是从类与对象开始的(javascript万物皆对象);Javascript则不然,它是从类型(type)开始,在各类语言中遇到的number,string, boolean, object, function,array等都属于类型。这里总结为两大类:原生类型与对象类型

原生类型包括:number,string, bool, null, undefined;

非原生类型对象都属于对象类型,包括:object, array, function等

那这里的object专指具有属性(attribute)的对象,在判断某个值是什么大的类型没有意义,往往需要判断它是什么原生类型或者对象类型:

判断原生类型,可以使用typeof关键字;

判断对象类型,可以使用toString()方法;

这个是茄子写:简单粗暴地理解JavaScript原型链处 感觉写的特别好,拿过来来排版整理下,觉得能更快理解!

function Person (name) { this.name = name; }
function Mother () { }
Mother.prototype = {    //Mother的原型
    age: 18,
    home: ['Beijing', 'Shanghai']
};
Person.prototype = new Mother(); //Person的原型为Mother

//用chrome调试工具查看,提供了__proto__接口查看原型,这里有两层原型,各位还是直接看chrome好一点。
var p1 = new Person('Jack'); //p1:'Jack'; __proto__:{__proto__:18,['Beijing','Shanghai']}
var p2 = new Person('Mark'); //p2:'Mark'; __proto__:{__proto__:18,['Beijing','Shanghai']}

p1.age = 20;  
/* 实例不能改变原型的基本值属性,正如你洗剪吹染黄毛跟你妈无关
 * 在p1实例下增加一个age属性的普通操作,与原型无关。跟var o={}; o.age=20一样。
 * p1:下面多了个属性age,而__proto__跟 Mother.prototype一样,age=18。
 * p2:只有属性name,__proto__跟 Mother.prototype一样
 */

p1.home[0] = 'Shenzhen'; 
/* 原型中引用类型属性的共享,正如你烧了你家,就是烧了你全家的家
 * 这个先过,下文再仔细唠叨一下可好?
 * p1:'Jack',20; __proto__:{__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 * p2:'Mark';    __proto__:{__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 */

p1.home = ['Hangzhou', 'Guangzhou']; 
/* 其实跟p1.age=20一样的操作。换成这个理解: var o={}; o.home=['big','house']
 * p1:'Jack',20,['Hangzhou','Guangzhou']; __proto__:{__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 * p2:'Mark';                             __proto__:{__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 */

delete p1.age;    
/* 删除实例的属性之后,原本被覆盖的原型值就重见天日了。正如你剃了光头,遗传的迷人小卷发就长出来了。
 * 这就是向上搜索机制,先搜你,然后你妈,再你妈他妈,所以你妈的改动会动态影响你。
 * p1:'Jack',['Hangzhou','Guangzhou']; __proto__:{__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 * p2:'Mark';                          __proto__:{__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 */


Person.prototype.lastName = 'Jin'; 
/* 改写原型,动态反应到实例中。正如你妈变新潮了,邻居提起你都说你妈真潮。
 * 注意,这里我们改写的是Person的原型,就是往Mother里加一个lastName属性,等同于Mother.lastName='Jin'
 * 这里并不是改Mother.prototype,改动不同的层次,效果往往会有很大的差异。
 * p1:'Jack',['Hangzhou','Guangzhou']; __proto__:{'jin',__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 * p2:'Mark';                          __proto__:{'jin',__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 */

Person.prototype = { 
    age: 28, 
    address: { country: 'USA', city: 'Washington' }
};
var p3 = new Person('Obama'); 
/* 重写原型!这个时候Person的原型已经完全变成一个新的对象了,也就是说Person换了个妈,叫后妈。
 * 换成这样理解:var a=10; b=a; a=20; c=a。所以b不变,变得是c,所以p3跟着后妈变化,与亲妈无关。
 * p1:'Jack',['Hangzhou','Guangzhou']; __proto__:{'jin',__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 * p2:'Mark';                          __proto__:{'jin',__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai']}
 * p3:'Obama';__proto__: 28 {country: 'USA', city: 'Washington'}
 */


Mother.prototype.no = 9527;
/* 改写原型的原型,动态反应到实例中。正如你妈他妈变新潮了,邻居提起你都说你丫外婆真潮。
 * 注意,这里我们改写的是Mother.prototype,p1p2会变,但上面p3跟亲妈已经了无瓜葛了,不影响他。
 * p1:'Jack',['Hangzhou','Guangzhou']; __proto__:{'jin',__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai'],9527}
 * p2:'Mark';                          __proto__:{'jin',__proto__:18,['Shenzhen','Shanghai'],9527}
 * p3:'Obama';__proto__: 28 {country: 'USA', city: 'Washington'}
 */

Mother.prototype = { 
    car: 2, 
    hobby: ['run','walk']
};
var p4 = new Person('Tony');
/* 重写原型的原型!这个时候Mother的原型已经完全变成一个新的对象了!人他妈换了个后妈!
 * 由于上面Person与Mother已经断开联系了,这时候Mother怎么变已经不影响Person了。
 * p4:'Tony';__proto__: 28 {country: 'USA', city: 'Washington'}
 */
 
Person.prototype = new Mother(); //再次绑定
var p5 = new Person('Luffy');
// 这个时候如果需要应用这些改动的话,那就要重新将Person的原型绑到mother上了
// p5:'Luffy';__proto__:{__proto__: 2, ['run','walk']}

p1.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__ //null,你说原型链的终点不是null?
Mother.__proto__.__proto__.__proto__    //null,你说原型链的终点不是null?

看完基本能理解了吧?

现在再来说说 p1.age = 20、p1.home = ['Hangzhou', 'Guangzhou'] 和  p1.home[0] =  ‘Shenzhen’ 的区别。 p1.home[0] = ‘Shenzhen’;  总结一下是  p1.object.method,p1.object.property 这样的形式。

p1.age = 20;  p1.home = ['Hangzhou', 'Guangzhou'];这两句还是比较好理解的,先忘掉原型吧,想想我们是怎么为一个普通对象增加属性的:

var obj = new Object(); obj.name='xxx'; obj.num = [100, 200];

这样是不是就理解了呢?一样一样的呀。

那为什么 p1.home[0] = ‘Shenzhen’ 不会在 p1 下创建一个 home  数组属性,然后将其首位设为 ’Shenzhen’呢? 我们还是先忘了这个,想想上面的obj对象,如果写成这样: var obj.name =  ‘xxx’, obj.num = [100, 200],能得到你要的结果吗?  显然,除了报错你什么都得不到。因为obj还未定义,又怎么能往里面加入东西呢?同理,p1.home[0]中的 home 在 p1  下并未被定义,所以也不能直接一步定义 home[0] 了。如果要在p1下创建一个 home 数组,当然是这么写了:

p1.home = []; p1.home[0] = 'Shenzhen';

这不就是我们最常用的办法吗?

而之所以 p1.home[0] = ‘Shenzhen’ 不直接报错,是因为在原型链中有一个搜索机制。当我们输入 p1.object  的时候,原型链的搜索机制是先在实例中搜索相应的值,找不到就在原型中找,还找不到就再往上一级原型中搜索……一直到了原型链的终点,就是到null还没 找到的话,就返回一个 undefined。当我们输入 p1.home[0] 的时候,也是同样的搜索机制,先搜索 p1 看有没有名为 home  的属性和方法,然后逐级向上查找。最后我们在Mother的原型里面找到了,所以修改他就相当于修改了 Mother 的原型啊。

一句话概括:p1.home[0] = ‘Shenzhen’  等同于  Mother.prototype.home[0] = ’Shenzhen’。

由上面的分析可以知道,原型链继承的主要问题在于属性的共享,很多时候我们只想共享方法而并不想要共享属性,理想中每个实例应该有独立的属性。因此,原型继承就有了下面的两种改良方式:

1)组合继承

function Mother (age) {
    this.age = age;
    this.hobby = ['running','football']
}
Mother.prototype.showAge = function () {
    console.log(this.age); 
};

function Person (name, age) { 
    Mother.call(this, age);  //第二次执行
    this.name = name; 
}
Person.prototype = new Mother();  //第一次执行
Person.prototype.constructor = Person;
Person.prototype.showName = function () {
    console.log(this.name);
}

var p1 = new Person('Jack', 20); 
p1.hobby.push('basketball');  //p1:'Jack'; __proto__:20,['running','football']
var p2 = new Person('Mark', 18);  //p2:'Mark'; __proto__:18,['running','football']

结果是酱紫的:

 

这里第一次执行的时候,得到 Person.prototype.age =  undefined, Person.prototype.hobby = ['running','football'],第二次执行也就是 var  p1 = new Person(‘Jack’, 20) 的时候,得到 p1.age =20, p1.hobby =  ['running','football'],push后就变成了 p1.hobby = ['running','football',  'basketball']。其实分辨好 this 的变化,理解起来也是比较简单的,把 this 简单替换一下就能得到这个结果了。  如果感觉理解起来比较绕的话,试着把脑子里面的概念扔掉吧,把自己当浏览器从上到下执行一遍代码,结果是不是就出来了呢?

通过第二次执行原型的构造函数 Mother(),我们在对象实例中复制了一份原型的属性,这样就做到了与原型属性的分离独立。细心的你会发现,我们第一次调用 Mother(),好像什么用都没有呢,能不调用他吗?可以,就有了下面的寄生组合式继承。

2)寄生组合式继承

function object(o){
    function F(){}
    F.prototype = o;
    return new F();
}

function inheritPrototype(Person, Mother){
    var prototype = object(Mother.prototype); 
    prototype.constructor = Person;    
    Person.prototype = prototype;    
}
                        
function Mother (age) {
    this.age = age;
    this.hobby = ['running','football']
}
Mother.prototype.showAge = function () {
    console.log(this.age); 
};

function Person (name, age) { 
    Mother.call(this, age);
    this.name = name; 
}

inheritPrototype(Person, Mother);

Person.prototype.showName = function () {
    console.log(this.name);
}

var p1 = new Person('Jack', 20); 
p1.hobby.push('basketball');//p1:'Jack'; __proto__:20,['running','football']
var p2 = new Person('Mark', 18); //p2:'Mark'; __proto__:18,['running','football']

结果是酱紫的:

原型中不再有 age 和 hobby 属性了,只有两个方法,正是我们想要的结果!

关键点在于 object(o) 里面,这里借用了一个临时对象来巧妙避免了调用new Mother(),然后将原型为 o  的新对象实例返回,从而完成了原型链的设置。很绕,对吧,那是因为我们不能直接设置 Person.prototype =  Mother.prototype 啊。

实例在分析:

//父类构造函数
function Parent() {
  this.name = "baba";
}
//父类原型方法
Parent.prototype.getName = function () {
  return this.name;
}
//子类构造函数
function Child() {
  this.name = "cc";
}
//类式继承
classInherit(Parent, Child);
//实例
var child = new Child();
alert(child.getName()) //“baba”

下面我们来看看这个继承的关键方法:classInherit(Parent,Child)

var classInherit = (function () {
  var F = function () { }
  return function (P, C) {
    F.prototype = P.prototype;
    C.prototype = new F();
    C.prototype.constructor = C;
  }
}());

分析一下这个方法:

首先创建一个空的构造函数F(),用其实例的_proto_属性来构建父类与子类的原型链。起到一个代理的作用,目的是为了防止C.prototype = P.prototype,这样会在子类实例化后修改属性或方法时候,连同父类一起修改。整体采用即时函数并且在闭包中存储F(),防止多次继承时候创建大量的空的构造函数,从而减少消耗内存。最后一行的意思是,由于原型链的关系,C的实例对象的constructor会指向P,所以重新设置。

js原型链式图解


3)复制继承

//复制继承
function copyInherit(p, c) {
  var i,
    toStr = Object.prototype.toString,
    astr = "[object Array]";
  c = c || {};
  for (i in p) {
    if (p.hasOwnProperty(i)) {
      if (typeof p[i] === "object") {
        c[i] = toStr.call(p[i]) == astr ? [] : {};
        c[i] = copy(p[i], c[i]);
      }
      else {
        c[i] = p[i];
      }
    }
  }
  return c;
}
//重写Parent
function Parent() {
  this.name = "pp";
  this.obj= {a:1,b:2};
  this.arr= [1, 2]
}
//实例
var child = new Child();
var parent = new Parent();
copyInherit(parent, child);
alert(child.name) //"baba"
alert(child.arr) //1,2
alert(child.obj.a) //1

分析下copyInherit(p,c)

当一个值赋予一个变量时候,分为传值和传引用两种方式,当你父对象内属性包含数组类型或是对象类型时候,  c[i] = toStr.call(p[i]) == astr ? [] : {};这一句会避免修改子对象属性而引起的父对象属性被篡改。


小结

说了这么多,其实核心只有一个:属性共享和独立的控制,当你的对象实例需要独立的属性,所有做法的本质都是在对象实例里面创建属性。若不考虑太多, 你大可以在Person里面直接定义你所需要独立的属性来覆盖掉原型的属性。总之,使用原型继承的时候,要对于原型中的属性要特别注意,因为他们都是牵一 发而动全身的存在。


下面简单罗列下js中创建对象的各种方法,现在最常用的方法是组合模式,熟悉的同学可以跳过到文章末尾点赞了。

1)原始模式

//1.原始模式,对象字面量方式
var person = { 
    name: 'Jack',
    age: 18,
    sayName: function () { alert(this.name); }
};
//1.原始模式,Object构造函数方式
var person = new Object();
person.name = 'Jack';
person.age = 18;
person.sayName = function () {
    alert(this.name);
};

显然,当我们要创建批量的person1、person2……时,每次都要敲很多代码,资深copypaster都吃不消!然后就有了批量生产的工厂模式。

2)工厂模式

/2.工厂模式,定义一个函数创建对象
function creatPerson (name, age) {
    var person = new Object(); 
    person.name = name;
    person.age = age;
    person.sayName = function () {
        alert(this.name);
    };
    return person; 
}

工厂模式就是批量化生产,简单调用就可以进入造人模式(啪啪啪……)。指定姓名年龄就可以造一堆小宝宝啦,解放双手。但是由于是工厂暗箱操作的,所 以你不能识别这个对象到底是什么类型、是人还是狗傻傻分不清(instanceof 测试为  Object),另外每次造人时都要创建一个独立的temp对象,代码臃肿,雅蠛蝶啊。

3)构造函数

//3.构造函数模式,为对象定义一个构造函数
function Person (name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.sayName = function () {
        alert(this.name);
    };    
}
var p1 = new Person('Jack', 18); //创建一个p1对象
Person('Jack', 18);    //属性方法都给window对象,window.name='Jack',window.sayName()会输出Jack

构造函数与C++、JAVA中类的构造函数类似,易于理解,另外Person可以作为类型识别(instanceof 测试为 Person  、Object)。但是所有实例依然是独立的,不同实例的方法其实是不同的函数。这里把函数两个字忘了吧,把sayName当做一个对象就好理解了,就是 说张三的 sayName 和李四的 sayName是不同的存在,但显然我们期望的是共用一个 sayName 以节省内存。

构造函数、原型和实例之间的关系

①+Object

②+Function+Object+Array

来个绕口令:

function Foo1() {
  this.name1 = '1';
}
function Foo2() {
  this.name2 = '2';
}
Foo2.prototype = new Foo1();
function Foo3() {
  this.name = '3';
}
Foo3.prototype = new Foo2();
var foo3 = new Foo3();
console.dir(foo3);



存在的问题:可以解决原型继承当中传参问题,但是父类型当中的原型对象上的成员(属性和方法)不能被继承到


4)原型模式

//4.原型模式,直接定义prototype属性
function Person () {}
Person.prototype.name = 'Jack';
Person.prototype.age = 18;
Person.prototype.sayName = function () { alert(this.name); };
//4.原型模式,字面量定义方式
function Person () {}
Person.prototype = {
    name: 'Jack',
    age: 18,
    sayName: function () { alert(this.name); }
};
var p1 = new Person(); //name='Jack'
var p2 = new Person(); //name='Jack'

这里需要注意的是原型属性和方法的共享,即所有实例中都只是引用原型中的属性方法,任何一个地方产生的改动会引起其他实例的变化。

值得注意的是,这里存在两个主要的问题

 ①它不方便给父级类型传递参数;

②父级类型当中的引用类型被所有的实例共享

5)混合模式(构造+原型)

//5. 原型构造组合模式,
function Person (name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Person.prototype = {
    hobby: ['running','football'];
    sayName: function () { alert(this.name); },
    sayAge: function () { alert(this.age); }
};
var p1 = new Person('Jack', 20); 
//p1:'Jack',20; __proto__: ['running','football'],sayName,sayAge
var p2 = new Person('Mark', 18); 
//p1:'Mark',18;__proto__: ['running','football'],sayName,sayAge

做法是将需要独立的属性方法放入构造函数中,而可以共享的部分则放入原型中,这样做可以最大限度节省内存而又保留对象实例的独立性。


总结:

1.原型和原型链是JS实现继承的一种模型。

2.原型链的形成是真正是靠__proto__ 而非prototype

要深入理解这句话,我们再举个例子,看看前面你真的理解了吗?

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

为什么呢?画一下内存图:

这说明什么问题呢,执行dog.price的时候,发现没有price这个属性,虽然prototype指向的animal有这个属性,但它并没有去沿着这个“链”去寻找。同样,执行tidy.price的时候,也没有这个属性,但是__proto__指向了animal,它会沿着这个链去寻找,animal中有price属性,所以tidy.price输出2000。由此得出,原型链的真正形成是靠的__proro__,而不是prototype。

因此,如果在这样指定dog.__proto__ = animal。那dog.price = 2000。

最后打个比喻,虽然不是很确切,但可能对原型的理解有些帮助。



  父亲(函数对象),先生了一个大儿子(prototype),也就是你大哥,父亲给你大哥买了好多的玩具,当你出生的时候,你们之间的亲情纽带(__proto__)会让你自然而然的拥有了你大哥的玩具。同样,你也先生个大儿子,又给他买了好多的玩具,当你再生儿子的时候,你的小儿子会自然拥有你大儿子的所有玩具。至于他们会不会打架,这不是我们的事了。

所以说,你是从你大哥那继承的,印证了那句“长兄如父”啊!



不要纠结于那一堆术语了,那除了让你脑筋拧成麻花,真的不能帮你什么。简单粗暴点看原型链吧,想点与代码无关的事,比如人、妖以及人妖。

1)人是人他妈生的,妖是妖他妈生的。人和妖都是对象实例,而人他妈和妖他妈就是原型。原型也是对象,叫原型对象。

2)人他妈和人他爸啪啪啪能生出一堆人宝宝、妖他妈和妖他爸啪啪啪能生出一堆妖宝宝,啪啪啪就是构造函数,俗称造人。

3)人他妈会记录啪啪啪的信息,所以可以通过人他妈找到啪啪啪的信息,也就是说能通过原型对象找到构造函数。

4)人他妈可以生很多宝宝,但这些宝宝只有一个妈妈,这就是原型的唯一性。

5)人他妈也是由人他妈他妈生的,通过人他妈找到人他妈他妈,再通过人他妈他妈找到人他妈他妈……,这个关系叫做原型链。

6)原型链并不是无限的,当你通过人他妈一直往上找,最后发现你会发现人他妈他妈他妈……的他妈都不是人,也就是原型链最终指向null。

7)人他妈生的人会有人的样子,妖他妈生的妖会有妖的丑陋,这叫继承。

8)你继承了你妈的肤色,你妈继承了你妈他妈的肤色,你妈他妈……,这就是原型链的继承。

9)你没有家,那你家指的就是你妈家;你妈也没有家,那你家指的就是你妈他妈家……这就是原型链的向上搜索。

10)你会继承你妈的样子,但是你也可以去染发洗剪吹,就是说对象的属性可以自定义,会覆盖继承得到的属性。

11)虽然你洗剪吹了染成黄毛了,但你不能改变你妈的样子,你妈生的弟弟妹妹跟你的黄毛洗剪吹没一点关系,就是说对象实例不能改动原型的属性。

12)但是你家被你玩火烧了的话,那就是说你家你妈家你弟们家都被烧了,这就是原型属性的共享。

13)你妈外号阿珍,邻居大娘都叫你阿珍儿,但你妈头发从飘柔做成了金毛狮王后,隔壁大婶都改口叫你金毛狮王子,这叫原型的动态性。

14)你妈爱美,又跑到韩国整形,整到你妈他妈都认不出来,即使你妈头发换回飘柔了,但隔壁邻居还是叫你金毛狮王子。因为没人认出你妈,整形后的你妈已经回炉再造了,这就是原型的整体重写。

尼玛!你特么也是够了!!

参考文章:

http://2660311.blog.51cto.com/2650311/1358226/

http://www.108js.com/article/article1/10201.html?id=1092

http://www.cnblogs.com/DF-fzh/p/5619319.html