JavaScript中的原型继承原理

    在JavaScript当中，对象A如果要继承对象B的属性和方法，那么只要将对象B放到对象A的原型链上即可。而某个对象的原型链，就是由该对象开始，通过__proto__属性连接起来的一串对象。__proto__属性是JavaScript对象中的内部属性，任何JavaScript对象，包括我们自己构建的对象，JavaScript的built-in对象，任何函数(在JavaScript当中，函数也是对象)都具有这个属性。如下图就是一个原型链的例子:

    上图中，A,B,C分别代表3个对象，蓝色箭头串接起来的所有对象就构成了对象C的原型链，其中C的_proto__属性指向B，B的__proto__属性指向A，A的__proto__属性可能指向更高层的对象，也可能指向null(表示A不继承任何对象的属性和方法)。如果我们引用了C的某个属性或者方法，那么JavaScript就会顺着C的原型链进行查找，即首先查找对象C本身，看所引用的属性名或者方法名是否存在，如果存在就停止查找直接返回，如果不存在，就通过C的__proto__属性找到原型链中的B对象，继续在B对象中查找，如果B对象中找到所引用的属性名或者方法名，那么就停止查找直接返回，如果B对象中也不存在，就通过对象B的__proto__属性找到原型链中的A对象，继续重复上述查找过程，直到找到所引用的属性或者方法为止(同时也可能查找完对象C的整个原型链也没有找到所引用的属性或者方法，那么该属性或者方法就是undefined的)。

因此，只要能够成功的为某一个对象构造出我们需要的原型链，那么就能让该对象继承我们想要它继承的方法或者属性。而想要成功构造对象的原型链，就还必须理解prototype属性，JavaScript当中已经存在的原型链，以及当我们创建对象时，原型链被构造的过程。

 

prototype属性

　　prototype属性存在于JavaScript的任何函数当中，这个属性指向的对象就是所谓的原型对象，在构造原型链时需要原型对象。

 

JavaScript当中已经存在的原型链

　　在JavaScript当中存在Object，Function，Array，String，Boolean，Number，Date，Error，RegExp这9个built-in函数一个built-in的Math对象，通过这上述9个built-in函数我们可以创建相应的对象，同时，这9个built-in函数的prototype属性所指向的原型对象也是built-in的。下面的图示解释了这几个函数以及各自prototype属性所指向的原型对象之间的关系。

（如果此图看不清，可点击此处下载）

　　上面的图示中，黄色方框代表built-in函数对象，深绿色方框代表built-in函数prototype属性指向的原型对象，名字都叫xx prototype object，浅绿色方框(即Math对象)代表普通对象，蓝色箭头连接非built-in函数对象(无论是普通对象如Math，还是原型对象)的__proto__属性，而土黄色箭头连接函数对象的__proto__属性。

　　通过上图可以发现，所有built-in函数对象的原型链最终都指向Function prototype object，所有非函数对象的原型链最终都指向Object prototype object，并且Function prototype object的__proto__属性也指向Object prototype object，Object prototype object的__proto__属性指向为null。因此，Object prototype object是所有原型链的顶端。因此，通过原型链查找规则可知，所有built-in函数对象同时继承了Object prototype object和Function prototype object上的属性和方法，而所有非built-in函数对象只继承了Object prototype object上的方法。Function prototype object包含了所有函数共享的属性和方法，而Object prototype object包含了所有对象都共享额属性和方法。

　　对于上图中原型对象包含的constructor属性，下文当中有解释。

 

创建对象时，原型链的构造过程

在JavaScript当中创建对象有2中方式，一种是通过定义函数使用new方法来构造，另一种是使用对象字面量的方式，即:

var obj = {
    name: "Jim Green"
};

使用这两种方式创建对象时，对象的原型链构造过程有所不同。

1 使用函数的方式构造对象

　　使用函数的方式构造对象分为两步:首先需要定义一个函数作为构造函数，然后使用new方法构造对象。接下来就来看一下这两个步骤会发生什么。

　　假设我们定义了一个函数名为F才，此时JavaScript会为我们做两件事，第一:根据我们定义的函数创建一个函数对象，第二，设置这个函数的__proto__属性和prototype属性。其中__proto__属性指向built-in的Function prototype object，而prototype属性指向一个为函数对象F新创建的原型对象，这个新创建的原型对象通过调用new Object()构造出来，并且为这个新创建的对象添加constructor属性，该属性指向函数对象F。最后的结果如下图所示:

 

　　上图中为了方便，没有画出Function prototype object和Object prototype object的constructor属性。而F prototype object的__proto__属性为何指向Object prototype object，下文介绍new操作符时有解释。

 

当我们使用new方法调用F函数的时候，JavaScript也会为我们做两件事，第一，分配内存作为新创建的对象，第二，将新创建的对象的__proto__属性指向函数F的原型对象，结果如下图:

上图中，obj就是调用new方法通过函数F创建出来的对象，我们可以看到对象obj的原型链包含了函数F的原型对象，以及Object prototype object，这样，对象obj通过原型链查找规则，就能继承函数F的原型对象，以及Object prototype object上面定义的属性和方法了。并且如果我们想知道一个对象是由哪个方法构建的，只需要访问这个对象的constructor属性即可，上例中，只要我们访问obj.constructor，那么就知道obj是由函数F创建的。同时，由于F prototype object上文中介绍是由new Object函数创建的，根据此处介绍，F prototype object的__proto__属性应该指向Object函数的原型对象，即Object prototype object。

2 使用对象字面量定义对象

当使用对象字面量创建对象时，JavaScript会为我们做两件事:

1 分配内存作为新创建的对象

2 将新创建对象的__proto__属性指向Object prototype object

结果如下图所示:

 

上图为了简化，同样没有画出Object prototype object的constructor属性

 

继承

　　理解了上面所讲的原理之后，假设目前有一个对象A(这个对象可以是任意的，包括JavaScript built-in的对象，任何函数对象，任何原型对象,以及我们自己new出来的对象),现在想创建一个对象obj，让obj继承A的属性和方法。通过上面的介绍，我们知道创建对象有两种方式，但是使用对象字面量创建的对象其原型链总是只包含两个对象，一个是其自己，一个是Object prototype object，根本不可能包含对象A，无法达到让对象obj继承对象A属性和方法的效果。因此，只能使用函数的方式创建对象，让对象A包含在新创建对象obj的原型链中即可。根据上面的讲解，如果是用函数的方式创建对象，那么在调用new方法时，新创建对象的__proto__属性会指向函数的原型对象。因此，只要在调用函数之前，将函数的原型对象换成A，然后再调用new方法，就可以将对象A包含在新创建的对象obj的原型链中，这样通过原型链查找规则，obj就继承了A的属性和方法。假设用来创建对象obj的函数为B，则相关代码为:

B.prototype = A;
B.prototype.constructor = B;
var obj = new B(传入的参数)

上面代码中的B.prototype.constructor = B，是因为对象A中可能没有constructor属性，或者constructor属性不指向B，而为了方便通过访问任何由B函数创建的对象的constructor属性，就可以正确的知道该对象是使用函数B构造出来的。相关图示如下图:

上图中虚线框所包围的B prototype object就是定义函数B时，JavaScript为函数B生成的原型对象，但是该对象被我们用代码替换成了对象A。由于这个被替换的B prototype object没有其他地方再用到，因此会被回收掉。

 

参考资料:

 EcmaScript Language Specification 5