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深入理解 JavaScript 原型继承

UCloud / 1448人阅读

摘要：下面轮到我们的主角原型继承登场了，它从另一个角度解决了重用的问题。原型继承的原理原型对象中的由两部分组成，普通属性的集合，和原型属性。原型继承的实现在上面的例子中，通过直接修改了属性值，实现了原型继承。使用原型继承，同样可以达到重用的目的。

继承的本质：重用

在探讨 JavaScript 的原型继承之前，先不妨想想为什么要继承？

考虑一个场景，如果我们有两个对象，它们一部分属性相同，另一部属性不同。通常一个好的设计方案是将相同逻辑抽出来，实现重用。

以 xiaoMing liLei 两位同学举例。这两位同学有自己的名字，并且会介绍自己。抽象为程序对象，可以做如下表示。

var xiaoMing = {
  name : "xiaoMing",
  hello : function(){
    console.log( "Hello, my name is "+ this.name + ".");
  }
}

var liLei = {
  name : "liLei",
  hello : function(){
    console.log( "Hello, my name is "+ this.name  + ".");
  }
}

使用过 java 的同学，可能第一眼就想到了用面向对象来解决这个问题。创造一个 Person 的类，然后实例化 xiaoMing 和 liLei 两个对象。在 ES6 中也有类似于 java 中类的概念：class。

下面使用 ES6 的语法，用面向对象的思路来重构上面的代码。

class Person {
  constructor(name){
    this.name = name
  }

  hello(){
    console.log(this.name);
  }
}

var xiaoMing = new Person("xiaoMing");
var liLei = new Person("liLei");

可以看到，使用类创建对象，达到了重用的目的。它基于的逻辑是，两个或多个对象的结构功能类似，可以抽象出一个模板，依照模板复制出多个相似的对象。

使用类创建对象，就像自行车制造商一遍一遍地重用相同的蓝图来制造大量的自行车。

然解决重用问题的方案，当然不止一种。传统面向对象的类，只是其中的一种方案。下面轮到我们的主角“原型继承”登场了，它从另一个角度解决了重用的问题。

原型继承的原理 原型对象

JavaScript 中的 object 由两部分组成，普通属性的集合，和原型属性。

var o = {
  a : "a",
  ...
  __proto__: prototypeObj
}

普通属性指的就是 a；原型属性 指的是 __proto__。这本不属于规范的一部分，后来 chrome 通过 __proto__ 将这个语言底层属性给暴露出来了，慢慢的被大家所接受，也就添加到 ES6 规范中了。 o.__proto__ 的值 prototypeObj 也就是 原型对象 。原型对象其实也就是一个普通对象，之所以叫原型对象的原因，只是因为它是原型属性所指的值。

原型对象所以特殊，是因为它拥有一个普通对象没有的能力：将它的属性共享给其他对象。

在 ES6 规范 中，对它是如下定义的：

object that provides shared properties for other objects
属性读操作

回到最开始的例子，看看如何利用原型继承实现重用的目的。

var prototypeObj = {
  hello: function(){
    console.log( "Hello, my name is "+ this.name  + ".");
  }
  // ...
}

var xiaoMing = {
  name : "xiaoMing",
  __proto__ : prototypeObj
}

var liLei = {
  name : "liLei",
  __proto__ :  prototypeObj
}

xiaoMing.hello(); // Hello, my name is xiaoMing.
liLei.hello();  // Hello, my name is liLei.

xiaoMing liLei 对象上，并没直接拥有 hello 属性(方法)，但是却能读取该属性(执行该方法)，这是为什么？

想象一个场景，你在做数学作业，遇到一个很难的题目，你不会做。而你有一个好兄弟，数学很厉害，你去请教他，把这道题做出来了。

xiaoMing 对象上，没有 hello 属性，但是它有一个好兄弟，prototypeObj。属性读操作，在 xiaoMing 身上没有找到 hello 属性，就会去问它的兄弟 prototypeObj。所以 hello 方法会被执行。

原型链

还是做数学题的例子。你的数学题目很难，你的兄弟也没有答案，他推荐你去问另外一个同学。这样直到有了答案或者再也没有人可以问，你就不会再问下去。这样就好像有一条无形链条把你和同学们牵在了一起。

在 JS 中，读操作通过 __proto__ 会一层一层链下去的结构，就叫 原型链。

var deepPrototypeObj = {
  hello: function(){
    console.log( "Hello, my name is "+ this.name  + ".");
  }
  __proto__ : null
}

var prototypeObj = {
  __proto__ : deepPrototypeObj
}

var xiaoMing = {
  name : "xiaoMing",
  __proto__ : prototypeObj
}

var liLei = {
  name : "liLei",
  __proto__ :  prototypeObj
}

xiaoMing.hello(); // Hello, my name is xiaoMing.
liLei.hello();  // Hello, my name is liLei.
原型继承的实现

在上面的例子中，通过直接修改了 __proto__ 属性值，实现了原型继承。但是在实际生产中，
用这种方式来改变和继承属性是对性能影响非常严重的，所以并不推荐。

代替的方式是使用 Object.create() 方法。

调用 Object.create() 方法会创建一个新对象，同时指定该对象的原型对象为传入的第一个参数。

我们将上面的例子改一下。

var prototypeObj = {
  hello: function(){
    console.log( "Hello, my name is "+ this.name  + ".");
  }
  // ...
}

var xiaoMing = Object.create(prototypeObj);
var liLei = Object.create(prototypeObj);

xiaoMing.name = "xiaoMing";
liLei.name = "liLei";

xiaoMing.hello(); // Hello, my name is xiaoMing.
liLei.hello();  // Hello, my name is liLei.

You-Dont-Know-JS 的作者，对这种原型继承的实现取了一个很好玩的名字 OLOO (objects-linked-to-other-objects) ，这种实现方式的优点是没有使用任何类的概念，只有 object，所以它是很符合 javaScript 的特性的。

因为JS 中本无类，只有 object。

无奈的是，喜欢类的程序员是在太多，所以在 ES6 新增了 class 概念。下一篇会讲 class 在 JS 中的实现原理

小结

通过类来创建对象，使得开发者不必写重复的代码，以达到代码重用的目的。它基于的逻辑是，两个或多个对象的结构功能类似，可以抽象出一个模板，依照模板复制出多个相似的对象。就像自行车制造商一遍一遍地重用相同的蓝图来制造大量的自行车。

使用原型继承，同样可以达到重用的目的。它基于的逻辑是，两个或多个对象的对象有一部分共用属性，可以将共用的属性抽象到另一个独立公共对象上，通过特殊的原型属性，将公共对象和普通对象链接起来，再利用属性读(写)规则进行遍历查找，实现属性共享。

参考文章

ES6 规范

You-Dont-Know-JS

MDN Object.create()

JavaScript difference between proto and prototype

proto VS. prototype in JavaScript

JavaScript. The core

Understanding "Prototypes" in JavaScript

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