原型（prototype）、原型链和原型继承

一、原型 prototype 和 __proto__

 

• 每个对象都有一个__proto__属性，并且指向它的prototype原型对象
• 每个构造函数都有一个prototype原型对象
• prototype原型对象里的constructor指向构造函数本身

 

 

 

 

有的同学可能会问prototype 和 __proto__有什么用呢？

实例对象的__proto__指向构造函数的prototype，从而实现继承。

prototype对象相当于特定类型所有实例对象都可以访问的公共容器

 

 

看一下代码就清楚了

function Person(nick, age){
    this.nick = nick;
    this.age = age;
}
Person.prototype.sayName = function(){
    console.log(this.nick);
}

var p1 = new Person('Byron', 20);

var p2 = new Person('Casper', 25);

p1.sayName()  // Byron

p2.sayName()  // Casper

p1.__proto__ === Person.prototype       //true

p2.__proto__ === Person.prototype   //true

p1.__proto__ === p2.__proto__           //true

Person.prototype.constructor === Person  //true

 

注意
1. 当Object.prototype.__proto__ 已被大多数浏览器厂商所支持的今天，其存在和确切行为仅在ECMAScript 2015规范中被标准化为传统功能，以确保Web浏览器的兼容性。为了更好的支持，建议只使用 Object.getPrototypeOf()。
2. Object.create(null) 新建的对象是没有__proto__属性的。

 

二、原型链

请看以下代码

var arr = [1,2,3]

arr.valueOf()  //  [1, 2, 3]

我们再来看一张图

 

 

按照之前的理论，如果自身没有该方法，我们应该去Array.prototype对象里去找，但是你会发现arr.__proto__上压根就没有valueOf方法，那它是从哪里来的呢？

各位客官，请看这张图

 

 

很奇怪我们在Array.prototype.__proto__里找到了valueOf方法，为什么呢？

查找valueOf方法的过程

当试图访问一个对象的属性时，它不仅仅在该对象上搜寻，还会搜寻该对象的原型，以及该对象的原型的原型，依次层层向上搜索，直到找到一个名字匹配的属性或到达原型链的末尾。

查找valueOf大致流程

1. 当前实例对象obj，查找obj的属性或方法，找到后返回
2. 没有找到，通过obj. __proto__，找到obj构造函数的prototype并且查找上面的属性和方法，找到后返回
3. 没有找到，把Array.prototype当做obj，重复以上步骤

 

当然不会一直找下去，原型链是有终点的，最后查找到Object.prototype时
Object.prototype.__proto__ === null，意味着查找结束

 

 

我们来看看上图的关系

arr.__proto__ === Array.prototype
true
Array.prototype.__proto__ === Object.prototype
true
arr.__proto__.__proto__ === Object.prototype
true

// 原型链的终点
Object.prototype.__proto__ === null
true

原型链如下：

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

这就是传说中的原型链，层层向上查找，最后还没有就返回undefined

三、JavaScript 中的继承

3.1 什么是继承？

 

继承是指一个对象直接使用另外一个对象的属性和方法

 

由此可见只要实现属性和方法的继承，就达到继承的效果

• 得到一个对象的属性
• 得到一个对象的方法

3.2 属性如何继承？

我们先创建一个Person类

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

// 方法定义在构造函数的原型上
Person.prototype.getName = function () { console.log(this.name)}

 

此时我想创建一个Teacher类，我希望它可以继承Person所有的属性，并且额外添加属于自己特定的属性；

• 一个新的属性，subject——这个属性包含了教师教授的学科。

 

定义Teacher的构造函数

function Teacher (name, age, subject) {
    Person.call(this, name, age)
    this.subject = subject
}

 

 

属性的继承是通过在一个类内执行另外一个类的构造函数，通过call指定this为当前执行环境，这样就可以得到另外一个类的所有属性。

Person.call(this, name, age)

 

我们实例化一下看看

var teacher = new Teacher('jack', 25, Math)

teacher.age
25
teacher.name
"jack"

 

很明显Teacher成功继承了Person的属性

3.3 方法如何继承？

我们需要让Teacher从Person的原型对象里继承方法。我们要怎么做呢？

我们都知道类的方法都定义在prototype里，那其实我们只需要把Person.prototype的备份赋值给Teacher.prototype即可

 

Teacher.prototype = Object.create(Person.prototype)

 

Object.create简单说就是新建一个对象，使用现有的对象赋值给新建对象的__proto__

 

可能有人会问为什么是备份呢？

因为如果直接赋值，那会是引用关系，意味着修改Teacher. prototype，也会同时修改Person.prototype，这是不合理的。

 

另外注意一点就是，在给Teacher类添加方法时，应该在修改prototype以后，否则会被覆盖掉，原因是赋值前后的属性值是不同的对象。

 

最后还有一个问题，我们都知道prototype里有个属性constructor指向构造函数本身，但是因为我们是复制其他类的prototype，所以这个指向是不对的，需要更正一下。
如果不修改，会导致我们类型判断出错

 

Teacher.prototype.constructor = Teacher

 

Teacher.prototype = Object.create(Person.prototype)

Teacher.prototype.constructor
ƒ Person(name, age) {
    this.name = name
    this.age = age
}

---

Teacher.prototype.constructor = Teacher
ƒ Teacher(name, age, subject) {
    Person.call(this, name, age)
    this.subject = subject
}

继承方法的最终方案：

Teacher.prototype = Object.create(Person.prototype)
Teacher.prototype.constructor = Teacher

3.4 hasOwnProperty

在原型链上查询属性比较耗时，对性能有影响，试图访问不存在的属性时会遍历整个原型链。

遍历对象属性时，每个可枚举的属性都会被枚举出来。 要检查是否具有自己定义的属性，而不是原型链上的属性，必须使用hasOwnProperty方法。

hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一处理属性并且不会遍历原型链的方法。

四、总结

prototype 和 __proto__

 

• 每个对象都有一个__proto__属性，并且指向它的prototype原型对象
• 每个构造函数都有一个prototype原型对象
• prototype原型对象里的constructor指向构造函数本身

 

原型链

每个对象都有一个__proto__，它指向它的prototype原型对象，而prototype原型对象又具有一个自己的prototype原型对象，就这样层层往上直到一个对象的原型prototype为null

这个查询的路径就是原型链

JavaScript 中的继承

• 属性继承

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

// 方法定义在构造函数的原型上
Person.prototype.getName = function () { console.log(this.name)}

function Teacher (name, age, subject) {
    Person.call(this, name, age)
    this.subject = subject
}

 

• 方法继承

Teacher.prototype = Object.create(Person.prototype)
Teacher.prototype.constructor = Teacher

 

 

常见的前端面试

每一个JS函数中都有一个prototype（原型）属性，指向这个函数的原型对象，通过这个函数产生的实例对象都有一个__proto__（隐式原型）属性，这个属性也是指向同一个原型对象，所有的实例对象的属性都会继承这个原型对象的属性，原型对象上也有一个__proto__属性，指向的objec原型对象，所有的对象属性都会继承objec原型对象属性。而object原型对象的__proto__指向的是null。当我们访问对象的某个属性时，就会从实例对象，原型对象，object原型对象上层层寻找，由此形成原型链。而原型就是原型对象上的属性。

 

应用

需要给每个对象都添加一个方法时，显然不可能new出一个对象就添加一个方法，而是在原型对象上添加方法。

在观察者模式、发布订阅模式中，也是通过在原型对象上添加方法和属性实现。

 

手写原型链继承

所谓继承，就是一个对象使用另外一个对象的方法和属性

• 普通继承方式

这种情况下，父类型的对象原型上不能有任何属性和方法，因为父类型的prototype指向已经不是对象原型了

 //设定一个Parents构造函数
    function Parents(){
        this.job = 'makeMoney'
    }

    //设定一个Child构造函数
    function Child(){
        this.study = 'college'
    }

    //让Parents的原型指向Child的实例对象
    Parents.prototype = new Child()

    const Chen = new Parents
    console.log(Chen.study,Chen.job);

 

 

 

• 对象原型指向实例对象的继承

 //设定一个Parents构造函数
    function Parents(){
        this.job = 'makeMoney'
        this.Sub = function (){
            console.log('Parents的方法');
        }
    }

    //把方法写在Parents对象原型上
    Parents.prototype.Sud = function (){
        console.log('Parents对象原型上的方法');
    }

    //设定一个Child构造函数
    function Child(){
        this.study = 'college'
        this.Sup = function (){
            console.log('Child的方法');
        }
    }

    //把方法写在Child对象原型上
    Child.prototype.SuC = function () {
        console.log('Child对象原型上的方法');
    }

    //让Parents的原型指向Child的实例对象
    Parents.prototype.__proto__ = new Child()

    const Chen = new Parents
    console.log(Chen.Sub,Chen.Sud,Chen.SuC,Chen.Sup);

这样的话，所有的方法都可以使用

 

 

•  另外一种继承方式

//属性继承

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

// 方法定义在构造函数的原型上
Person.prototype.getName = function () { console.log(this.name)}

function Teacher (name, age, subject) {
    Person.call(this, name, age)
    this.subject = subject
}

//方法继承

Teacher.prototype = Object.create(Person.prototype)
Teacher.prototype.constructor = Teacher

这种方式的方法继承不是引用关系，而是拷贝关系。两者互补影响