摘要:命令通过构造函数新建实例对象,实质就是将实例对象的原型,指向构造函数的属性,然后在实例对象上执行构造函数。
大部分面向对象的编程语言,都是以“类”(class)作为对象体系的语法基础。JavaScript语言中是没有class的概念的(ES6之前,ES6中虽然提供了class的写法,但实现原理并不是传统的“类”class概念,仅仅是一种写法), 但是它依旧可以实现面向对象的编程,这就是通过JavaScript中的“原型对象”(prototype)来实现的。
prototype 属性请看这样一个例子:
function Person(name, gender) { this.name = name; this.gender = gender; this.sayHello = function() { console.log("Hello,I am", this.name, ". I"m a", this.gender); }; }
这样定义了一个构造函数,我们创建对象就可以使用这个构造函数作为模板来生成。不过以面向对象的思想来看,不难发现其中的一点问题:name和gender属性是每个实例都各不相同,作为一个自身的属性没有问题,而sayHello方法,每个实例对象应该都有,而且都一样,给每个实例对象一个全新的、完全不同(虽然代码内容一样,但JavaScript中每个sayHello的值都在内存中多带带存在)的sayHello方法是没有必要的。
var zs = new Person("zhang san", "male"), xh = new Person("xiao hong", "female"); zs.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I"m a male xh.sayHello(); // Hello,I am xiao hong . I"m a female zs.sayHello === xh.sayHello; // false
上面代码中展示了zs.sayHell和xh.sayHello这两个作用相同,而且看起来代码内容也是完全一样的对象,实际是两个独立的,互不相关的对象。
面向对象思想中,是将公共的、抽象的属性和方法提取出来,作为一个基类,子类继承这个基类,从而继承到这些属性和方法。而JavaScript中则可以通过prototype属性来实现类似的作用。以下是上面代码的改进示例:
function Person(name, gender) { this.name = name; this.gender = gender; } Person.prototype.sayHello = function() { console.log("Hello,I am", this.name, ". I"m a", this.gender); }; var zs = new Person("zhang san", "male"), xh = new Person("xiao hong", "female"); zs.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I"m a male xh.sayHello(); // Hello,I am xiao hong . I"m a female zs.sayHello === xh.sayHello; // true
这时将sayHello方法定义到Person对象上的prototype属性上,取代了在构造函数中给每个实例对象添加sayHello方法。可以看到,其还能实现和之前相同的作用,而且zs.sayHell和xh.sayHello是相同的内容,这样就很贴近面向对象的思想了。那么zs和xh这两个对象,是怎么访问到这个sayHello方法的呢?
在浏览器控制台中打印出zs,将其展开,可以看到下面的结果:
zs; /** * Person gender: "male" name: "zhang san" __proto__: Object constructor: function Person(name, gender) arguments: null caller: null length: 2 name: "Person" prototype: Object sayHello:function() arguments:null caller:null length:0 name:"" prototype:Object */
zs这个对象只有两个自身的属性gender和name,这和其构造函数Person的模板相同,并且可以在Person对象的__proto__属性下找到sayHello方法。那么这个__proto__是什么呢?它是浏览器环境下部署的一个对象,它指的是当前对象的原型对象,也就是构造函数的prototype属性。
现在就可以明白了,我们给构造函数Person对象的prototype属性添加了sayHello方法,zs和xh这两个通过Person构造函数产生的对象,是可访问到Person对象的prototype属性的,所以我们定义在prototype下的sayHello方法,Person的实例对象都可以访问到。
关于构造函数的new命令原理是这样的:
constructor 属性创建一个空对象,作为将要返回的对象实例
将这个空对象的原型,指向构造函数的prototype属性
将这个空对象赋值给函数内部的this关键字
开始执行构造函数内部的代码
prototype下有一个属性constructor,默认指向此prototype对象所在的构造函数。
如上例中的zs下__proto__的constructor值为function Person(name, gender)。
由于此属性定义在prototype属性上,所以它可以在所有的实例对象中获取到。
zs.constructor; // function Person(name, gender) { // this.name = name; // this.gender = gender; // } zs.hasOwnProperty("constructor"); // false zs.constructor === Person; // true zs.constructor === Function; // false zs.constructor === Object; // false
将constructor属性放在prototype属性中的一个作用是,可以通过这个属性来判断这个对象是由哪个构造函数产生的,上面代码中,zs是由Person构造函数产生的,而不是Function或者Object构造函数产生。
constructor属性的另一个作用就是:提供了一种继承的实现模式。
function Super() { // ... } function Sub() { Sub.superclass.constructor.call(this); // ... } Sub.superclass = new Super();
上面代码中,Super和Sub都是构造函数,在Sub内部的this上调用Super,就会形成Sub继承Super的效果,miniui中是这样实现继承的:
mini.Control = function(el) { mini.Control.superclass.constructor.apply(this, arguments); // ... } // 其中的superclass指代父类的prototype属性
我们自己写一个例子:
// 父类 function Animal(name) { this.name = name; this.introduce = function() { console.log("Hello , My name is", this.name); } } Animal.prototype.sayHello = function() { console.log("Hello, I am:", this.name); } // 子类 function Person(name, gender) { Person.superclass.constructor.apply(this, arguments); this.gender = gender; } Person.superclass = new Animal(); // 子类 function Dog(name) { Dog.superclass.constructor.apply(this, arguments); } Dog.superclass = new Animal();
基本原理就是在子类中使用父类的构造函数。在Person和Dog中均没有对name属性和introduce方法进行操作,只是使用了父类Animal的构造函数,就可以将name属性和introduce方法继承来,请看下面例子:
var zs = new Person("zhang san", "male"); zs; // Person {name: "zhang san", gender: "male"} zs.sayHello(); // Uncaught TypeError: zs.sayHello is not a function(…) zs.introduce(); // Hello , My name is zhang san var wangCai = new Dog("旺财"); wangCai; // Dog {name: "旺财"} wangCai.introduce(); // Hello , My name is 旺财
确实实现了我们需要的效果。可是我们发现在调用zs.sayHello()时报错了。为什么呢?
其实不难发现问题,我们的Person.superclass是Animal的一个实例,是有sayHello方法的,但是我们在Perosn构造函数的内部,只是使用了Person.superclass.constructor。而Person.superclass.constructor指的仅仅是Animal构造函数本身,并没有包括Animal.prototype,所以没有sayHello方法。
一种改进方法是:将自定义的superclass换为prototype,即:
function Person(name, gender) { Person.prototype.constructor.apply(this, arguments); this.gender = gender; } Person.prototype = Animal.prototype; var zs = new Person("zhang san", "male"); zs.sayHello(); // Hello, I am: zhang san zs.introduce() // Hello , My name is zhang san
这样就全部继承到了Animal.prototype下的方法。
但是一般不要这样做,上面写法中Person.prototype = Animal.prototype; 等号两端都是一个完整的对象,进行赋值时,Person.prototype的原对象完全被Animal.prototype替换,切断了和之前原型链的联系,而且此时Person.prototype和Animal.prototype是相同的引用,给Person.prototype 添加的属性方法也将添加到Animal.prototype,反之亦然,这将引起逻辑混乱。
因此我们在原型上进行扩展是,通常是添加属性,而不是替换为一个新对象。
// 好的写法 Person.prototype.sayHello = function() { console.log("Hello,I am", this.name, ". I"m a", this.gender); }; Person.prototype. // .. 其他属性 // 不好的写法 Person.prototype = { sayHello:function(){ console.log("Hello,I am", this.name, ". I"m a", this.gender); }, // 其他属性方法 ... }JavaScript 原型链
JavaScript的所有对象都有构造函数,而所有构造函数都有prototype属性(其实是所有函数都有prototype属性),所以所有对象都有自己的原型对象。
对象的属性和方法,有可能是定义在自身,也有可能是定义在它的原型对象。由于原型本身也是对象,又有自己的原型,所以形成了一条原型链(prototype chain)。
zs.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I"m a male zs.toString(); // "[object Object]"
例如上面的zs对象,它的原型对象是Person的prototype属性,而Person的prototype本身也是一个对象,它的原型对象是Object.prototype。
zs本身没有sayHello方法,JavaScript通过原型链向上继续寻找,在Person.prototype上找到了sayHello方法。toString方法在zs对象本身上没有,Person.prototype上也没有,因此继续沿原型链查找,最终可以在Object.prototype上找到了toString方法。
而Object.prototype的原型指向null,由于null没有任何属性,因此原型链到Object.prototype终止,所以Object.prototype是原型链的最顶端。
“原型链”的作用是,读取对象的某个属性时,JavaScript引擎先寻找对象本身的属性,如果找不到,就到它的原型去找,如果还是找不到,就到原型的原型去找。如果直到最顶层的Object.prototype还是找不到,则返回undefined。
如果对象自身和它的原型,都定义了一个同名属性,那么优先读取对象自身的属性,这叫做“覆盖”(overiding)。
JavaScript中通过原型链实现了类似面向对象编程语言中的继承,我们在复制一个对象时,只用复制其自身的属性即可,无需将整个原型链进行一次复制,Object.prototype下的hasOwnProperty方法可以判断一个属性是否是该对象自身的属性。
实例对象、构造函数、prototype之间的关系可用下图表示:
instranceof 运算符instanceof运算符返回一个布尔值,表示指定对象是否为某个构造函数的实例。由于原型链的关系,所谓的实例并不一定是某个构造函数的直接实例,更准确的描述,应该是:返回一个后者的原型对象是否在前者的原型链上
zs instanceof Person; // true zs instanceof Object ;// true var d = new Date(); d instanceof Date; // true d instanceof Object; // true原型链相关属性和方法 Object.prototype.hasOwnProperty()
hasOwnProperty()方法用来判断某个对象是否含有指定的自身属性。这个方法可以用来检测一个对象是否含有特定的自身属性,和 in 运算符不同,该方法会忽略掉那些从原型链上继承到的属性。
zs.hasOwnProperty("name"); // true zs.hasOwnProperty("gender"); // true zs.hasOwnProperty("sayHello"); // fasle Person.prototype.hasOwnProperty("sayHello"); // true zs.hasOwnProperty("toString"); // fasle Object.prototype.hasOwnProperty("toString"); // trueObject.prototype.isPrototypeOf()
对象实例的isPrototypeOf方法,用来判断一个对象是否是另一个对象的原型。
var o1 = {}; var o2 = Object.create(o1); var o3 = Object.create(o2); o2.isPrototypeOf(o3) // true o1.isPrototypeOf(o3) // true
上面代码表明,只要某个对象处在原型链上,isProtypeOf都返回true。
Object.prototype.isPrototypeOf({}) // true Object.prototype.isPrototypeOf([]) // true Object.prototype.isPrototypeOf(/xyz/) // true Object.prototype.isPrototypeOf(Object.create(null)) // false
看起来这个方法和instanceof运算符作用类似,但实际使用是不一样的。
例如:
zs instanceof Person ; // true; Person.isPrototypeOf(zs);// false Person.prototype.isPrototypeOf(zs); // true
zs instanceof Person可理解为判断Person.prototype在不在zs的原型链上。 而Person.isPrototypeOf(zs)指的就是Person本身在不在zs的原型链上,所以返回false,只有Person.prototype.isPrototypeOf(zs)才为 true。
Object.getPrototypeOf()ES5Object.getPrototypeOf方法返回一个对象的原型。这是获取原型对象的标准方法。
// 空对象的原型是Object.prototype Object.getPrototypeOf({}) === Object.prototype // true // 函数的原型是Function.prototype function f() {} Object.getPrototypeOf(f) === Function.prototype // true // f 为 F 的实例对象,则 f 的原型是 F.prototype var f = new F(); Object.getPrototypeOf(f) === F.prototype // true Object.getPrototypeOf("foo"); // TypeError: "foo" is not an object (ES5 code) Object.getPrototypeOf("foo"); // String.prototype (ES6 code)
此方法是ES5方法,需要IE9+。在ES5中,参数只能是对象,否则将抛出异常,而在ES6中,此方法可正确识别原始类型。
Object.setPrototypeOf()ES5Object.setPrototypeOf方法可以为现有对象设置原型,返回一个新对象。接受两个参数,第一个是现有对象,第二个是原型对象。
var a = {x: 1}; var b = Object.setPrototypeOf({}, a); // 等同于 // var b = {__proto__: a}; b.x // 1
上面代码中,b对象是Object.setPrototypeOf方法返回的一个新对象。该对象本身为空、原型为a对象,所以b对象可以拿到a对象的所有属性和方法。b对象本身并没有x属性,但是JavaScript引擎找到它的原型对象a,然后读取a的x属性。
new命令通过构造函数新建实例对象,实质就是将实例对象的原型,指向构造函数的prototype属性,然后在实例对象上执行构造函数。
var F = function () { this.foo = "bar"; }; // var f = new F();等同于下面代码 var f = Object.setPrototypeOf({}, F.prototype); F.call(f);Object.create()
ES5Object.create方法用于从原型对象生成新的实例对象,它接收两个参数:第一个为一个对象,新生成的对象完全继承前者的属性(即新生成的对象的原型此对象);第二个参数为一个属性描述对象,此对象的属性将会被添加到新对象。(关于属性描述对象可参考:MDN - Object.defineProperty())
上面代码举例:
var zs = new Person("zhang san", "male"); var zs_clone = Object.create(zs); zs_clone; // {} zs_clone.sayHello(); // Hello,I am zhang san . I"m a male zs_clone.__proto__ === zs; // true // Person // __proto__: Person // gender: "male" // name: "zhang san" // __proto__: Object
可以 看出 创建的新对象zs_clone的原型为zs,从而获得了zs的全部属性和方法。但是其自身属性为空,若需要为新对象添加自身属性,则使用第二个参数即可。
var zs_clone = Object.create(zs, { name: { value: "zhangsan"s clone" }, gender: { value: "male" }, age: { value: "25" } }); zs_clone; // Person {name: "zhangsan"s clone", gender: "male", age: "25"}参考链接
JS中的prototype - 轩脉刃
prototype 对象 - JavaScript标准参考教程
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