第6章 面向对象的程序设计 6.2 原型模式
我们创建的每个函数都有一个 prototype （原型）属性，这个属性是一个指针，指向一个对象，而这个对象的用途是包含特定类型的所有实例共享的属性和方法。按照字面意思来理解，那么 prototype 就是通过调用构造函数而创建的那个对象实例的原型对象。（有点类似于java中的类）
因此不必在构造函数中定义对象实例的信息，而是可以将这些信息直接添加到原型对象中，如下所示：
function Person(){
}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
person1.sayName(); //"Nicholas"
var person2 = new Person();
person2.sayName(); //"Nicholas"
alert(person1.sayName == person2.sayName); //true
与构造函数模式不同的是，新对象的这些属性和方法是由所有实例共享的。
对于原型对象的理解：
无论什么时候，只要创建了一个新函数，就会根据一组特定的规则为该函数创建一个 prototype属性，这个属性指向函数的原型对象。
在默认情况下，所有原型对象都会自动获得一个 constructor（构造函数）属性，这个属性包含一个指向 prototype 属性所在函数的指针。
即Person.prototype. constructor 指向 Person 。
创建了自定义的构造函数之后，其原型对象默认只会取得 constructor 属性；至于其他方法，则都是从 Object 继承而来的。
当调用构造函数创建一个新实例后，该实例的内部将包含一个指针（内部属性），指向构造函数的原型对象。
真正重要的一点就是，这个连接存在于实例与构造函数的原型对象之间，而不是存在于实例与构造函数之间。
上图展示了 Person 构造函数、 Person 的原型属性以及 Person 现有的两个实例之间的关系。在此， Person.prototype 指向了原型对象， 而 Person.prototype.constructor 又指回了 Person 。原型对象中除了包含 constructor 属性之外，还包括后来添加的其他属性。 Person 的每个实例——person1 和 person2 都包含一个内部属性，该属性仅仅指向了 Person.prototype ；换句话说，它们与构造函数没有直接的关系。此外，要格外注意的是，虽然这两个实例都不包含属性和方法，但我们却可以调用 person1.sayName() 。这是通过查找对象属性的过程来实现的。
在所有实现中都无法访问到 Prototype ，但可以通过 isPrototypeOf() 方法来确定对象之间是否存在这种关系。从本质上讲，如果 [[Prototype]] 指向调用 isPrototypeOf() 方法的对象（ Person.prototype ） ，那么这个方法就返回 true ，如下所示：
alert(Person.prototype.isPrototypeOf(person1)); //true
alert(Person.prototype.isPrototypeOf(person2)); //true
这里用原型对象的 isPrototypeOf() 方法测试了 person1 和 person2 。因为它们内部都有一个指向 Person.prototype 的指针，因此都返回了 true 。
ECMAScript 5 增加了一个新方法：Object.getPrototypeOf() ，在所有支持的实现中，这个方法返回 Prototype 的值。例如：
alert(Object.getPrototypeOf(person1) == Person.prototype); //true
alert(Object.getPrototypeOf(person1).name); //"Nicholas"
可以确定 Object.getPrototypeOf() 返回的对象实际就是这个对象的原型，这在利用原型实现继承的情况下是非常重要的。
对于多个对象实例共享原型所保存的属性和方法的理解
每当代码读取某个对象的某个属性时，都会执行一次搜索，目标是具有给定名字的属性。搜索首先从对象实例本身开始。如果在实例中找到了具有给定名字的属性，则返回该属性的值；如果没有找到，则继续搜索指针指向的原型对象，在原型对象中查找具有给定名字的属性。如果在原型对象中找到了这个属性，则返回该属性的值。
也就是说，在我们调用 person1.sayName() 的时候，会先后执行两次搜索。首先，解析器会问： “实例 person1 有 sayName 属性吗？”答： “没有。 ”然后，它继续搜索，再问： “ person1 的原型有 sayName 属性吗？”答： “有。 ”于是，它就读取那个保存在原型对象中的函数。当我们调用 person2.sayName() 时，将会重现相同的搜索过程，得到相同的结果。而这正是多个对象实例共享原型所保存的属性和方法的基本原理。
但是虽然可以通过对象实例访问保存在原型中的值，却不能通过对象实例重写原型中的值。而且如果我们在实例中添加了一个属性，而该属性与实例原型中的一个属性同名，那我们就在实例中创建该属性，该属性将会屏蔽原型中的那个属性。不过，使用 delete 操作符则可以完全删除实例属性，从而让我们能够重新访问原型中的属性，如下所示：
function Person(){
}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
person1.name = "Greg";
alert(person1.name); //"Greg"——来自实例
alert(person2.name); //"Nicholas"——来自原型
delete person1.name;
alert(person1.name); //"Nicholas" —— 来自原型
使用 hasOwnProperty() 方法可以检测一个属性是存在于实例中， 还是存在于原型中。 这个方法 （从 Object 继承来的）只在给定属性存在于对象实例中时，才会返回 true 。
function Person(){
}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
alert(person1.hasOwnProperty("name")); //false
person1.name = "Greg";
alert(person1.name); //"Greg"——来自实例
alert(person1.hasOwnProperty("name")); //true
原型与 in 操作符
有两种方式使用 in 操作符：单独使用和在 for-in 循环中使用。
在单独使用时， in 操作符会在通过对象能够访问给定属性时返回 true ，无论该属性存在于实例中还是原型中。
如： alert("name" in person1); //true
因此同时使用 hasOwnProperty() 方法和 in 操作符，就可以确定该属性到底是存在于对象中，还是存在于原型中。
在使用 for-in 循环时，返回的是所有能够通过对象访问的、可枚举的（enumerated）属性，其中既包括存在于实例中的属性，也包括存在于原型中的属性。屏蔽了原型中不可枚举属性（即将Enumerable标记为 false 的属性）的实例属性也会在 for-in 循环中返回，因为根据规定，所有开发人员定义的属性都是可枚举的——只有在 IE8 及更早版本中例外。
var o = {
toString : function(){
return "My Object";
}
};
for (var prop in o){
if (prop == "toString"){
alert("Found toString"); //在 IE 中不会显示
}
}
要取得对象上所有可枚举的实例属性，可以使用 ECMAScript 5 的 Object.keys() 方法。这个方法接收一个对象作为参数，返回一个包含所有可枚举属性的字符串数组。
例如：
function Person(){
}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
};
var keys = Object.keys(Person.prototype);
alert(keys); //"name,age,job,sayName"
var p1 = new Person();
p1.name = "Rob";
p1.age = 31;
var p1keys = Object.keys(p1);
alert(p1keys); //"name,age"
这里，变量 keys 中将保存一个数组，数组中是字符串 "name" 、 "age" 、 "job" 和 "sayName" 这
个顺序也是它们在 for-in 循环中出现的顺序。如果是通过 Person 的实例调用，则 Object.keys()返回的数组只包含 "name" 和 "age" 这两个实例属性。
如果你想要得到所有实例属性， 无论它是否可枚举， 都可以使用 Object.getOwnPropertyNames()
方法。
var keys = Object.getOwnPropertyNames(Person.prototype);
alert(keys); //"constructor,name,age,job,sayName"
注意结果中包含了不可枚举的 constructor 属性。 Object.keys() 和 Object.getOwnProperty-Names() 方法都可以用来替代 for-in 循环。 支持这两个方法的浏览器有 IE9+、 Firefox 4+、 Safari 5+、 Opera12+和 Chrome。
更简单的原型语法
function Person(){
}
Person.prototype = {
name : "Nicholas",
age : 29,
job: "Software Engineer",
sayName : function () {
alert(this.name);
}
};
代码中，我们将 Person.prototype 设置为等于一个以对象字面量形式创建的新对象。
最终结果相同，但有一个例外： constructor 属性不再指向 Person 了。前面曾经介绍过，每创建一个函数，就会同时创建它的 prototype 对象，这个对象也会自动获得 constructor 属性。
而我们在这里使用的语法，本质上完全重写了默认的 prototype 对象，因此 constructor 属性也就变成了新对象的 constructor 属性 （指向 Object 构造函数） ， 不再指向 Person 函数。
此时， 尽管 instanceof操作符还能返回正确的结果，但通过 constructor 已经无法确定对象的类型了，如下所示。
var friend = new Person();
alert(friend instanceof Object); //true
alert(friend instanceof Person); //true
alert(friend.constructor == Person); //false
alert(friend.constructor == Object); //true
如果 constructor 的值真的很重要，可以像下面这样特意将它设置回适当的值。
function Person(){
}
Person.prototype = {
constructor : Person,
name : "Nicholas",
age : 29,
job: "Software Engineer",
sayName : function () {
alert(this.name);
}
};
代码中特意包含了一个 constructor 属性，并将它的值设置为 Person ，从而确保了通过该属性能够访问到适当的值。
但是以这种方式重设 constructor 属性会导致它的 Enumerable 特性被设置为 true。
默认情况下，原生的 constructor 属性是不可枚举的，因此如果你使用兼容 ECMAScript 5 的 JavaScript 引擎，可以试一试 Object.defineProperty() 。
function Person(){
}
Person.prototype = {
name : "Nicholas",
age : 29,
job : "Software Engineer",
sayName : function () {
alert(this.name);
}
};
// 重设构造函数，只适用于 ECMAScript 5 兼容的浏览器
Object.defineProperty(Person.prototype, "constructor", {
enumerable: false,
value: Person
});
原型的动态性
由于在原型中查找值的过程是一次搜索， 因此我们对原型对象所做的任何修改都能够立即从实例上
反映出来——即使是先创建了实例后修改原型也照样如此。
例如：
var friend = new Person();
Person.prototype.sayHi = function(){
alert("hi");
};
friend.sayHi(); //"hi"
以上代码先创建了 Person 的一个实例，并将其保存在 person 中。然后，下一条语句在Person.
prototype 中添加了一个方法 sayHi() 。即使 person 实例是在添加新方法之前创建的，但它仍然可以访问这个新方法。 其原因可以归结为实例与原型之间的松散连接关系。 当我们调用 person.sayHi()时，首先会在实例中搜索名为 sayHi 的属性，在没找到的情况下，会继续搜索原型。因为实例与原型之间的连接只不过是一个指针，而非一个副本，因此就可以在原型中找到新的 sayHi 属性并返回保存在那里的函数。
尽管可以随时为原型添加属性和方法，并且修改能够立即在所有对象实例中反映出来，但如果是重写整个原型对象，那么情况就不一样了。我们知道，调用构造函数时会为实例添加一个指向最初原型的Prototype 指针，而把原型修改为另外一个对象就等于切断了构造函数与最初原型之间的联系。
因为：实例中的指针仅指向原型，而不指向构造函数。
例如：
function Person(){
}
var friend = new Person();
Person.prototype = {
constructor: Person,
name : "Nicholas",
age : 29,
job : "Software Engineer",
sayName : function () {
alert(this.name);
}
};
friend.sayName(); //error
例子中，我们先创建了 Person 的一个实例，然后又重写了其原型对象。然后在调用friend.sayName() 时发生了错误，因为 friend 指向的原型中不包含以该名字命名的属性。
其过程如下：
重写原型对象切断了现有原型与任何之前已经存在的对象实例之间的联系；它们引用的仍然是最初的原型。
原生对象的原型
原型模式的重要性不仅体现在创建自定义类型方面，所有原生的引用类型，都是采用这种模式创建的。所有原生引用类型（ Object 、 Array 、 String ，等等）都在其构造函数的原型上定义了方法。从而实现所有原生引用类型的实例可以共用方法。
例如，在 Array.prototype 中可以找到 sort() 方法，而在 String.prototype 中可以找到substring() 方法。如下所示：
alert(typeof Array.prototype.sort); //"function"
alert(typeof String.prototype.substring); //"function"
通过原生对象的原型，不仅可以取得所有默认方法的引用，而且也可以定义新方法。可以像修改自定义对象的原型一样修改原生对象的原型，因此可以随时添加方法。
如下所示：
String.prototype.startsWith = function (text) {
return this.indexOf(text) == 0;
};
var msg = "Hello world!";
alert(msg.startsWith("Hello")); //true
方法被添加给了 String.prototype ，那么当前环境中的所有字符串就都可以调用它。
原型对象的问题
原型模式的最大问题是由其共享的本性所导致的原型中所有属性是被很多实例共享的，这种共享对于函数非常合适，对于那些包含基本值的属性也说得过去，然而，对于包含引用类型值的属性来说，问题就比较突出了。如下所示：
function Person(){
}
Person.prototype = {
constructor: Person,
name : "Nicholas",
age : 29,
job : "Software Engineer",
friends : ["Shelby", "Court"],
sayName : function () {
alert(this.name);
}
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
person1.friends.push("Van");
alert(person1.friends); //"Shelby,Court,Van"
alert(person2.friends); //"Shelby,Court,Van"
alert(person1.friends === person2.friends); //true
实例一般都是要有属于自己的全部属性的。而这个问题正是我们很少看到有人单独使用原型模式的原因所在。
组合使用构造函数模式和原型模式
创建自定义类型的最常见方式，就是组合使用构造函数模式与原型模式。构造函数模式用于定义实例属性，而原型模式用于定义方法和共享的属性。结果，每个实例都会有自己的一份实例属性的副本，但同时又共享着对方法的引用，最大限度地节省了内存。另外，这种混成模式还支持向构造函数传递参数；
可谓是集两种模式之长：
function Person(name, age, job){
this.name = name;
this.age = age;
this.job = job;
this.friends = ["Shelby", "Court"];
}
Person.prototype = {
constructor : Person,
sayName : function(){
alert(this.name);
}
}
var person1 = new Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
var person2 = new Person("Greg", 27, "Doctor");
person1.friends.push("Van");
alert(person1.friends); //"Shelby,Count,Van"
alert(person2.friends); //"Shelby,Count"
alert(person1.friends === person2.friends); //false
alert(person1.sayName === person2.sayName); //true
动态原型模式
动态原型模式把所有信息都封装在了构造函数中，在构造函数中初始化原型（仅在必要的情况下）。其通过检查某个应该存在的方法是否有效，来决定是否需要初始化原型。
如下所示：
function Person(name, age, job){
//属性
this.name = name;
this.age = age;
this.job = job;
// 方法
if (typeof this.sayName != "function"){
Person.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
};
}
}
这里只在 sayName() 方法不存在的情况下，才会将它添加到原型中。
使用动态原型模式时，不能使用对象字面量重写原型。前面已经解释过了，如果在已经创建了实例的情况下重写原型，那么就会切断现有实例与新原型之间的联系。
寄生构造函数模式
function Person(name, age, job){
var o = new Object();
o.name = name;
o.age = age;
o.job = job;
o.sayName = function(){
alert(this.name);
};
return o;
}
var friend = new Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
friend.sayName(); //"Nicholas"
这里除了使用 new 操作符，这个模式跟工厂模式其实是一模一样的。
这个模式可以在特殊的情况下用来为对象创建构造函数。 假设我们想创建一个具有额外方法的特殊
数组。由于不能直接修改 Array 构造函数，因此可以使用这个模式：
function SpecialArray(){
//创建数组
var values = new Array();
//添加值
values.push.apply(values, arguments);
//添加方法
values.toPipedString = function(){
return this.join("|");
};
//返回数组
return values;
}
var colors = new SpecialArray("red", "blue", "green");
alert(colors.toPipedString()); //"red|blue|green"
返回的对象与构造函数或者与构造函数的原型属性之间没有关系；也就是说，构造函数返回的对象与在构造函数外部创建的对象没有什么不同。为此，不能依赖 instanceof 操作符来确定对象类型。 由于存在上述问题， 建议在可以使用其他模式的情况下，不要使用这种模式。
稳妥构造函数模式
所谓稳妥对象，指的是没有公共属性，而且其方法也不引用 this 的对象。稳妥对象最适合在一些安全的环境中（这些环境中会禁止使用 this 和 new ），或者在防止数据被其他应用程序改动时使用。
稳妥构造函数遵循与寄生构造函数类似的模式，有两点不同：一是新创建对象的实例方法不引用 this ；二是不使用 new 操作符调用构造函数。
如下所示：
function Person(name, age, job){
//创建要返回的对象
var o = new Object();
//可以在这里定义私有变量和函数
//添加方法
o.sayName = function(){
alert(name);
};
//返回对象
return o;
}
以这种模式创建的对象中， 除了使用 sayName() 方法之外， 没有其他办法访问 name 的值。
var friend = Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
friend.sayName(); //"Nicholas"
变量 friend 中保存的是一个稳妥对象，而除了调用 sayName() 方法外，没有别的方式可以访问其数据成员。即使有其他代码会给这个对象添加方法或数据成员，但也不可能有别的办法访问传入到构造函数中的原始数据。稳妥构造函数模式提供的这种安全性，使得它非常适合在某些安全执行环境。
与寄生构造函数模式类似， 使用稳妥构造函数模式创建的对象与构造函数之间也没有什么关系，因此 instanceof 操作符对这种对象也没有意义。
