JS基础-构造函数、原型、原型链、继承

1.构造函数与原型

1.1 概述

在典型的OOP的语言中（如JAVA），都存在类的概念，类就是对象的模板，对象就是类的实例，但在ES6之前，JS并没有引入类的概念。

面向对象程序设计(Object Oriented Programming)

ES6，全称ECMAScript6.0，2015.06发版。但是目前浏览器的 JavaScript 是 ES5 版本，大多数高版本的浏览器也支持ES6，不过只实现了ES6的部分特性和功能。

在ES6之前，对象不是基于类创建的，而是用一种称为构造函数的特殊函数来定义对象和它们的特征。

创建对象可以通过以下几种方式：

• 对象字面量
• new Object()---也就是---new 操作符 + Object 创建对象
• 自定义构造函数
• Object.create

1.2 构造函数

构造函数是一种特殊的函数，主要用来初始化对象，即为对象成员变量赋初始值，它总是与new一起使用。
我们可以把对象中的一些公共的属性和方法抽取出来，然后封装到这个函数里面。

在JS中，使用构造函数时要注意以下两点：

1. 构造函数用于创建某一类对象，其首字母要大写
2. 构造函数要和new一起使用才有意义

创建对象可以通过以下几种方式：

1. 利用 对象字面量创建对象

var obj1 = {
	uname: 'ldh',
	age: 20
};
console.log("obj1:", obj1);
/* 
 {uname: "ldh", age: 20}
 age:20
 uname:"ldh"
 __proto__:Object
 */

var o1 = {
	name: "o1"
};

/* var person = {
	name: "lisi",
	age: 21,
	family: ["lida", "lier", "wangwu"],
	say: function() {
		alert(this.name);
	}
} */

2. 利用 new Object() 创建对象

var obj2 = new Object();
obj2.uname = 'ldh';
obj2.age = 20;
console.log("obj2:", obj2);
/* 
 {uname: "ldh", age: 20}
 age:20
 uname:"ldh"
 __proto__:Object
 */

var o2 = new Object({
	name: "o2happy"
});
console.log("o2:", o2);
/* 
 {name: "o2happy"}
 name:"o2happy"
 __proto__:Object
 */
/* var person = new Object();
    person.name = "lisi";
    person.age = 21;
    person.family = ["lida","lier","wangwu"];
    person.say = function(){
       alert(this.name);
    } */		

3. 利用构造函数创建对象

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
	this.sing = function() {
		console.log("我会唱歌");
	}
}
ldh = new Star();
ldh.sing();
zxy = new Star('张学友', 20);
console.log("zxy:", zxy);
/* 
 我会唱歌
 Star {uname: "张学友", age: 20, sing: ƒ}
 age:20
 sing:ƒ ()
 uname:"张学友"
 __proto__:Object
 */

4. Object.create

var p = {
	name: "p"
};
var o4 = Object.create(p);
console.log(o4);
/* 
 {}
 __proto__: Object
 
 控制台输入
 o4.__proto__ === p;
 true
 */

这里需要注意，用Object.create创建出的o4 是一个空对象，p 是 o4 的原型对象，可以通过原型链来找到name属性。

javascript的构造函数中可以添加一些成员

• 静态成员---在构造函数本身上添加的成员，只能由构造函数本身来访问
• 实例成员---在构造函数内部的this上添加的成员，只能由实例化的对象来访问

// 构造函数中的属性和方法称为成员，成员可以添加
function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
	this.sing = function() {
		console.log("我会唱歌");
	}
}
var ldh = new Star('刘德华', 20);
// 1.实例成员 就是构造函数内部通过this添加的成员 uname age sing 就是实例成员
// 实例成员只能通过实例化的对象来访问
console.log(ldh.uname);
ldh.sing();
// 不可以通过构造函数来访问实例成员
console.log(Star.uname) // 返回undefined

// 2.静态成员 在构造函数本身上添加的成员 sex 就是静态成员
Star.sex = '男';
// 静态成员智能通过构造函数来访问
console.log(Star.sex);
// 不可以通过对象来访问静态成员
console.log(ldh.sex); // 返回undefined

1.3 构造函数的问题

构造函数方法很好用，但是存在浪费内存的问题

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
	this.sing = function() {
		console.log("我会唱歌");
	}
}
var ldh = new Star('刘德华', 19);
var zxy = new Star('张学友', 20);

/* 当创建实例对象的时候
var ldh = new Star('刘德华', 19);
var zxy = new Star('张学友', 20);
对于简单的属性， 简单的数据类型， 直接赋值就可以
this.uname = uname;
this.age = age;

但对于复杂数据类型， 比如函数
this.sing = function() {
	console.log("我会唱歌");
}
在创建实例对象的时候
var ldh = new Star('刘德华', 19);
var zxy = new Star('张学友', 20);
ldh
zxy
都会单独去开辟内存空间去存放
function() {}
即不同地址存放 */

console.log(ldh.sing === zxy.sing); // 返回 false

console.log(ldh.sing === zxy.sing); // 返回 false

1.4 构造函数 原型对象 prototype

构造函数通过原型分配的函数是所有对象所共享的

JavaScript规定，每一个构造函数都有一个prototype，指向另一个对象。注意这个prototype就是一个对象，这个对象的所有属性和方法，都会被构造函数所拥有。

我们可以把那些不变的方法，直接定义在prototype对象上，这样所有对象的实例就可以共享这些方法。

问答

1. 原型是什么？
   一个对象，也称 prototype 为原型对象
2. 原型的作用是什么？
   共享方法

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
	/* this.sing = function() {
		console.log("我会唱歌");
	} */
}
Star.prototype.sing = function() {
	console.log("我会唱歌");
}
var ldh = new Star('刘德华', 20);
var zxy = new Star('张学友', 22);
console.dir(Star);
ldh.sing();
zxy.sing();
// 2.一般情况下，公共属性定义到构造函数里，公共的方法放到原型对象上
console.log(ldh.sing === zxy.sing); // 返回 true			

1.5 对象原型 __proto__

对象都会有一个属性 __proto__ ，指向构造函数的 prototype 原型对象，之所以我们对象可以使用构造函数 prototype原型对象的属性和方法，就是因为对象有 __proto__ 原型的存在。

__proto__ 对象原型和原型对象 prototype 是等价的

__proto__ 对象原型的意义就在于为对象的查找机制提供一个方向，或者说一条线路，但是它是一个非标准属性，因此实际开发中，不可以使用这个属性，它只是内部指向原型对象 prototype

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
}
Star.prototype.sing = function() {
	console.log("我会唱歌");
}
var ldh = new Star('刘德华', 20);
var zxy = new Star('张学友', 22);
ldh.sing();
console.dir(Star);
console.log(ldh); // 对象身上系统自己添加一个__proto__指向构造函数的原型对象prototype

console.log(ldh.__proto__ === Star.prototype) // 返回true
// 方法的查找规则：首先先看 ldh 对象身上是否有 sing 方法，如果有就执行这个对象上的sing
// 如果没有sing这个方法，因为有__proto__ 的存在，就去构造函数原型对象prototype身上去查找sing这个方法

1.6 constructor 构造函数

对象原型（__proto__）和构造函数（ prototype ）原型对象里面都有一个属性 constructor 属性

constructor 我们称为构造函数，因为它指回构造函数本身

[可以查看对应代码]

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
}
// 很多情况下，我们需要手动利用constructor 这个属性指回 原来的构造函数
/* Star.prototype.sing = function() {
	console.log("我会唱歌");
}
Star.prototype.movie = function() {
	console.log("我会演电影");
} */
Star.prototype = {
	// 如果我们修改了原来的原型对象，给原型对象赋值的是一个对象，则必须手动的利用constructor指回原来的构造函数
	constructor: Star,
	sing: function() {
		console.log("我会唱歌");
	},
	movie: function() {
		console.log("我会演电影");
	}
}
var ldh = new Star('刘德华', 20);
var zxy = new Star('张学友', 22);
console.log(Star.prototype);
console.log(ldh.__proto__);
console.log(Star.prototype.constructor);
console.log(ldh.__proto__.constructor);

1.7 构造函数、实例、原型对象三者之间的关系

1.8 原型链

1.9 JavaScript的成员查找机制（规则）

1. 当访问一个对象的属性（包括方法）时，首先查找这个对象自身有没有该属性
2. 如果没有就查找它的原型（也就是__proto__ 指向的prototype原型对象）
3. 如果还没有，就查找原型对象的原型（Object的原型对象）
4. 依此类推一直找到Object为止（null）

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
}
Star.prototype.sing = function() {
	console.log('我会唱歌');
}
var ldh = new Star('刘德华', 20);
ldh.sex = '男';
console.log(ldh.sex);

Star.prototype.color = 'pink';
console.log(ldh.color);

Object.prototype.feeling = 'good';
console.log(ldh.feeling);

console.log(ldh.cat);

console.log(Object.prototype); //有toString方法
console.log(Star.prototype);

1.10 原型对象 this 指向

谁调用，this就指向谁

function Star(uname, age) {
	this.uname = uname;
	this.age = age;
}
var that;
Star.prototype.sing = function() {
	console.log('我会唱歌');
	that = this;
}
var ldh = new Star('刘德华', 18);
// 1.在构造函数中，里面this指向的是对象实例ldh
ldh.sing();
console.log(that === ldh); // 返回true

// 2.原型对象函数里面的 this 指向的是 实例对象 ldh

1.11 扩展内置对象

可以通过原型对象，对原来的内置对象进行扩展自定义的方法。

比如给数组增加自定义求和的功能。

注意：数组和字符串对象不能给原型对象覆盖操作 Array.prototype = {}, 只能是 Array.prototype.xxx = function(){}

console.log(Array.prototype);
Array.prototype.sum = function() {
	var sum = 0;
	for (var i = 0; i < this.length; i++) {
		sum += this[i];
	}
	return sum;
}
var arr = [1, 2, 3];
console.log(arr.sum());
console.log(Array.prototype);

var arr1 = new Array(11, 22, 33);
console.log(arr1.sum());			

Array.prototype = {
	sum: function() {
		var sum = 0;
		for (var i = 0; i < this.length; i++) {
			sum += this[i];
		}
		return sum;
	}
}
var arr = [1, 2, 3];
console.log(arr.sum());
console.log(Array.prototype);

var arr1 = new Array(11, 22, 33);
console.log(arr1.sum());

这样会报错
Uncaught TypeError: arr.sum is not a function at 09 扩展内置对象方法.html:26

2.继承

ES6之前并没有提供 extends 继承。

可以通过 构造函数+原型对象 模拟实现继承，被称为 组合继承。

function Father(name, age) {
	this.name = name;
	this.age = age
}
Father.prototype.say = function() {
	console.log('I have lots of experience.')
}

2.1 借助call

function Son(name, age, score) {
	Father.call(this, name, age);
	this.score = score;
}

问题：只能实现部分继承，没有继承到父类原型对象上的方法。

2.2 借助原型链

function Son(score) {
	this.score = score
}
Son.prototype = new Father();
let s1 = new Son();
let s2 = new Son();

console.log(s1.__proto__ === s2.__proto__); // true

这样就可以拿到父类原型对象上的方法。

问题：s1、s2 原型对象是公用的，s1 改变会让s2 发生改变.

2.3 1+2 前两种组合

function Son(name, age, score) {
	Father.call(this, name, age);
	this.score = score;
}
Son.prototype = new Father();
// 如果利用对象的形式修改了原型对象，别忘了利用constructor 指回原来的原型对象 
Son.prototype.constructor = Son;

问题：在每次生成 Son 实例 s1、s2 的时候，都会执行 Father 的构造函数。

2.4 Son.prototype = Father.prototype

function Son(name, age, score) {
	Father.call(this, name, age);
	this.score = score;
}
Son.prototype = Father.prototype;
// 如果利用对象的形式修改了原型对象，别忘了利用constructor 指回原来的原型对象 
Son.prototype.constructor = Son;

这里让将父类原型对象直接给到子类，父类构造函数只执行一次，而且父类属性和方法均能访问.

问题：由于它们共用一个原型对象，当修改子原型对象的时候，父原型对象也会改变。

2.5 推荐使用(寄生组合继承)

function Son(name, age, score) {
	Father.call(this, name, age);
	this.score = score;
}
Son.prototype = Object.create(Father.prototype);
Son.prototype.constructor = Son;

2.6 ES6 class

class Father {
	constructor(name, age) {
		this.name = name;
		this.age = age
	}
	say() {
		console.log('I have lots of experience.')
	}
}

class Son extends Father {
	constructor(name, age, score) {
		super(name, age);
		this.score = score
	}
	test() {
		console.log('I love test.')
	}
}
let cherry = new Son('lin', 18, 99)

常考面试题

1.请描述一下原型链

• 原型链就是多个对象通过 __proto__ 的方式连接了起来。
• 实例对象.__proto__ 指向原型对象，这个对象也有 __proto__ 属性，指向 Object.prototype;它也有 __proto__ 属性，指向 null.

构造函数与原型对象的关系：

• 构造函数有 prototype 属性，指向原型对象
• 当寻找一个对象是否具备某属性/方法时，沿着原型链向上查找。

具体查找机制（规则）：

1. 当访问一个对象的属性（包括方法）时，首先查找这个对象自身有没有该属性
2. 如果没有就查找它的原型（也就是__proto__ 指向的prototype原型对象）
3. 如果还没有，就查找原型对象的原型（Object的原型对象）
4. 依此类推一直找到Object为止（null）

举例子

function Star(name, age) {
	this.name = name;
	this.age = age
}
let lin = new Star('lin', 18);

2.实现 new 操作符

• 创建一个新的空对象
• 使空对象的__proto__指向构造函数的原型(prototype)
• 把this绑定到空对象
• 执行构造函数，为空对象添加属性
• 判断函数的返回值是否为对象，如果是对象，就使用构造函数的返回值，否则返回创建的对象
• --如果函数没有返回对象类型Object(包含Functoin, Array, Date, RegExg, Error)，那么new表达式中的函数调用将返回该对象引用。

function myNew(Con, ...args){
    let obj = {}
    obj.__proto__ = Con.prototype
    let result = Con.call(obj, ...args)
    return result instanceof Object ? result : obj
}
let lin = myNew(Star,'lin',18)
// 相当于
let lin = new Star('lin',18)

3.如何进行原型链的判断

object instanceof constructor

• object某个实例对象, constructor某个构造函数
• instanceof 运算符用来检测 某个构造函数.prototype 是否存在于参数 某个实例对象 的原型链上。
  instanceof

4.实现 instanceof 操作符

function myInstanceof(left, right) {
	//基本数据类型直接返回false
	if (typeof left !== 'object' || left == null) return false;
	//getPrototypeOf是Object对象自带的一个方法，能够拿到参数的原型对象
	let proto = Object.getPrototypeOf(left);
	while (true) {
		// 如果查找到尽头，还没找到，return false
		if (proto == null) return false;
		//找到相同的原型对象
		if (proto === right.prototype) return true;
		proto = Object.getPrototypeOf(proto);
	}
}

console.log(myInstanceof("111", String)); //false
console.log(myInstanceof(new String("111"), String)); //true

5.ES6之前如何实现继承

见第2部分的内容