原型与原型链总结

原型与原型链

一. 普通对象和函数对象

凡是通过 new Function() 创建的对象都是函数对象,其他的都是普通对象。
Function Object 也都是通过 New Function()创建的。

var o1 = {}; 
var o2 =new Object();
var o3 = new f1();

function f1(){}; 
var f2 = function(){};
var f3 = new Function('str','console.log(str)');

console.log(typeof Object); //function 
console.log(typeof Function); //function  

console.log(typeof f1); //function 
console.log(typeof f2); //function 
console.log(typeof f3); //function   

console.log(typeof o1); //object 
console.log(typeof o2); //object 
console.log(typeof o3); //object

// o1 o2 o3 为普通对象,f1 f2 f3 为函数对象
// f1,f2 没有new,但归根结底都是通过 new Function()的方式进行创建的。

二. 构造函数

说到构造函数立马要想到 构造函数和实例

function Person(name, age, job) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 this.job = job;
 this.sayName = function() { alert(this.name) } 
}
var person1 = new Person('Zaxlct', 28, 'Software Engineer');
var person2 = new Person('Mick', 23, 'Doctor');

上面的例子中 person1 和 person2 都是 Person 的实例。
这两个实例都有一个 constructor (构造函数)属性,该属性(是一个指针)指向 Person。即:

console.log(person1.constructor == Person); //true
console.log(person2.constructor ==Person); //true

person1 和 person2 都是 构造函数 Person 的实例
实例的构造函数属性(constructor)指向构造函数

三. 原型对象

在 JavaScript 中,每当定义一个对象(函数也是对象)时候,对象中都会包含一些预定义的属性。
其中每个函数对象都有一个prototype 属性,这个属性指向函数的原型对象。

function Person() {}
Person.prototype.name = 'Zaxlct';
Person.prototype.age  = 28;
Person.prototype.job  = 'Software Engineer';
Person.prototype.sayName = function() {
  alert(this.name);
}
  
var person1 = new Person();
person1.sayName(); // 'Zaxlct'

var person2 = new Person();
person2.sayName(); // 'Zaxlct'

console.log(person1.sayName == person2.sayName); //true

每个对象都有 proto 属性,但只有函数对象才有 prototype 属性
原型对象,顾名思义,它就是一个普通对象。
原型对象就是 Person.prototype

Person.prototype = {
   name:  'Zaxlct',
   age: 28,
   job: 'Software Engineer',
   sayName: function() {
     alert(this.name);
   }
}

在默认情况下,所有的原型对象都会自动获得一个 constructor(构造函数)属性,
这个属性(是一个指针)指向 prototype 属性所在的函数(Person)

Person.prototype.constructor == Person

联想到实例的构造函数属性(constructor)指向构造函数 :

person1.constructor == Person

person1 为什么有 constructor 属性?那是因为 person1 是 Person 的实例。
那 Person.prototype 为什么有 constructor 属性??同理, Person.prototype (你把它想象成 A) 也是Person 的实例。
也就是在 Person 创建的时候,创建了一个它的实例对象并赋值给它的 prototype,基本过程如下:

var A = new Person();
Person.prototype = A;

结论:原型对象(Person.prototype)是 构造函数(Person)的一个实例。

原型对象其实就是普通对象(但 Function.prototype 除外,它是函数对象,但它很特殊,他没有prototype属性(前面说道函数对象都有prototype属性))。看下面的例子:

 function Person(){};
 console.log(Person.prototype) //Person{}
 console.log(typeof Person.prototype) //Object
 console.log(typeof Function.prototype) // Function,这个特殊
 console.log(typeof Object.prototype) // Object
 console.log(typeof Function.prototype.prototype) //undefined

Function.prototype 为什么是函数对象呢?

var A = new Function ();
Function.prototype = A;

上文提到凡是通过 new Function( ) 产生的对象都是函数对象。因为 A 是函数对象,所以Function.prototype 是函数对象。

那原型对象是用来做什么的呢?主要作用是用于继承。 举个例子:

  var Person = function(name){
    this.name = name; // tip: 当函数执行时这个 this 指的是谁?
  };
  Person.prototype.getName = function(){
    return this.name;  // tip: 当函数执行时这个 this 指的是谁?
  }
  var person1 = new person('Mick');
  person1.getName(); //Mick

四. __ proto __

JS 在创建对象(不论是普通对象还是函数对象)的时候,都有一个叫做__proto__ 的内置属性,用于指向创建它的构造函数的原型对象。
对象 person1 有一个 __proto__属性,创建它的构造函数是 Person,构造函数的原型对象是 Person.prototype ,所以:

person1.__ proto __ == Person.prototype

原型与原型链总结

Person.prototype.constructor == Person;
person1.proto == Person.prototype;
person1.constructor == Person;

不过,要明确的真正重要的一点就是,这个连接存在于实例(person1)与构造函数(Person)的原型对象(Person.prototype)之间,而不是存在于实例(person1)与构造函数(Person)之间。

五. 构造器

熟悉 Javascript 的童鞋都知道,我们可以这样创建一个对象:

var obj = {}

它等同于下面这样:

var obj = new Object()

obj 是构造函数(Object)的一个实例。所以:

obj.constructor === Object
obj.__ proto __ === Object.prototype

新对象 obj 是使用 new 操作符后跟一个构造函数来创建的。构造函数(Object)本身就是一个函数(就是上面说的函数对象),它和上面的构造函数 Person 差不多。只不过该函数是出于创建新对象的目的而定义的。所以不要被 Object 吓倒。

同理,可以创建对象的构造器不仅仅有 Object,也可以是 Array,Date,Function等。
所以我们也可以构造函数来创建 Array、 Date、Function

var b = new Array();
b.constructor === Array;
b.__proto__ === Array.prototype;

var c = new Date(); 
c.constructor === Date;
c.__proto__ === Date.prototype;

var d = new Function();
d.constructor === Function;
d.__proto__ === Function.prototype;

六. 原型链

  1. person1.__ proto __ 是什么?

person1.proto === person1 的构造函数.prototype
person1的构造函数 === Person
person1.proto === Person.prototype

  1. Person.__ proto __ 是什么?

Person.__ proto __ === Person的构造函数.prototype
Person的构造函数 === Function
Person.__ proto __ === Function.prototype

  1. Person.prototype.__ proto __ 是什么?

Person.prototype 是一个普通对象
一个普通对象的构造函数 === Object
Person.prototype.proto === Object.prototype

  1. Object.__ proto __ 是什么?

Person 和 Object 一样都是构造函数
Object.__ proto __ === Object.prototype

  1. Object.prototype__ proto __ 是什么?

Object.prototype 对象也有proto属性,但它比较特殊,为 null 。
因为 null 处于原型链的顶端,这个只能记住。
Object.prototype__ proto __ === null

七. 函数对象

有函数对象的proto都指向Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)

Number.__proto__ === Function.prototype  // true
Number.constructor == Function //true

Boolean.__proto__ === Function.prototype // true
Boolean.constructor == Function //true

String.__proto__ === Function.prototype  // true
String.constructor == Function //true

// 所有的构造器都来自于Function.prototype,甚至包括根构造器Object及Function自身
Object.__proto__ === Function.prototype  // true
Object.constructor == Function // true

// 所有的构造器都来自于Function.prototype,甚至包括根构造器Object及Function自身
Function.__proto__ === Function.prototype // true
Function.constructor == Function //true

Array.__proto__ === Function.prototype   // true
Array.constructor == Function //true

RegExp.__proto__ === Function.prototype  // true
RegExp.constructor == Function //true

Error.__proto__ === Function.prototype   // true
Error.constructor == Function //true

Date.__proto__ === Function.prototype    // true
Date.constructor == Function //true

JavaScript中有内置(build-in)构造器/对象共计12个(ES5中新加了JSON),这里列举了可访问的8个构造器。剩下如Global不能直接访问,Arguments仅在函数调用时由JS引擎创建,Math,JSON是以对象形式存在的,无需new。它们的proto是Object.prototype。如下

Math.__ proto __ === Object.prototype // true
Math.construrctor == Object // true
JSON.__ proto __ === Object.prototype // true
JSON.construrctor == Object //true

上面说的函数对象当然包括自定义的。如下

// 函数声明
function Person() {}
// 函数表达式
var Perosn = function() {}
console.log(Person.proto === Function.prototype) // true
console.log(Man.proto === Function.prototype) // true

** 所有的构造器都来自于 Function.prototype,甚至包括根构造器Object及Function自身。所有构造器都继承了·Function.prototype·的属性及方法。如length、call、apply、bind**

Function.prototype也是唯一一个typeof XXX.prototype为 function的prototype。
其它的构造器的prototype都是一个对象。

console.log(typeof Function.prototype) // function
console.log(typeof Object.prototype) // object
console.log(typeof Number.prototype) // object
console.log(typeof Boolean.prototype) // object
console.log(typeof String.prototype) // object
console.log(typeof Array.prototype) // object
console.log(typeof RegExp.prototype) // object
console.log(typeof Error.prototype) // object
console.log(typeof Date.prototype) // object
console.log(typeof Object.prototype) // object

知道了所有构造器(含内置及自定义)的__proto__都是Function.prototype,那Function.prototype的__proto__是谁呢?
相信都听说过JavaScript中函数也是一等公民,那从哪能体现呢?如下

console.log(Function.prototype.proto === Object.prototype) // true

这说明所有的构造器也都是一个普通 JS 对象,可以给构造器添加/删除属性等。同时它也继承了Object.prototype上的所有方法:toString、valueOf、hasOwnProperty等。

最后Object.prototype的proto是谁?

Object.prototype.proto === null // true

已经到顶了,为null。

八. Prototype

在 ECMAScript 核心所定义的全部属性中,最耐人寻味的就要数 prototype 属性了。对于 ECMAScript 中的引用类型而言,prototype 是保存着它们所有实例方法的真正所在。换句话所说,诸如 toString()和 valuseOf() 等方法实际上都保存在 prototype 名下,只不过是通过各自对象的实例访问罢了。

我们知道 JS 内置了一些方法供我们使用,比如:
对象可以用 constructor/toString()/valueOf() 等方法;
数组可以用 map()/filter()/reducer() 等方法;
数字可用用 parseInt()/parseFloat()等方法;

当我们创建一个函数时:
var Person = new Object()
Person 是 Object 的实例,所以 Person 继承了Object 的原型对象Object.prototype上所有的方法:

原型与原型链总结

Object 的每个实例都具有以上的属性和方法。
所以我可以用 Person.constructor 也可以用 Person.hasOwnProperty。
当我们创建一个数组时:

var num = new Array()
num 是 Array 的实例,所以 num 继承了Array 的原型对象Array.prototype上所有的方法:

原型与原型链总结
怎么是一个空数组??
我们可以用一个 ES5 提供的新方法:Object.getOwnPropertyNames
获取所有(包括不可枚举的属性)的属性名不包括 prototy 中的属性,返回一个数组:

var arrayAllKeys = Array.prototype; // [] 空数组
// 只得到 arrayAllKeys 这个对象里所有的属性名(不会去找 arrayAllKeys.prototype 中的属性)
console.log(Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys)); 
/* 输出:
["length", "constructor", "toString", "toLocaleString", "join", "pop", "push", 
"concat", "reverse", "shift", "unshift", "slice", "splice", "sort", "filter", "forEach", 
"some", "every", "map", "indexOf", "lastIndexOf", "reduce", "reduceRight", 
"entries", "keys", "copyWithin", "find", "findIndex", "fill"]
*/

这样你就明白了随便声明一个数组,它为啥能用那么多方法了。

细心的你肯定发现了Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys) 输出的数组里并没有 constructor/hasOwnPrototype等对象的方法(你肯定没发现)。
但是随便定义的数组也能用这些方法

var num = [1];
console.log(num.hasOwnPrototype()) // false (输出布尔值而不是报错)

因为Array.prototype 虽然没这些方法,但是它有原型对象(proto):

// 上面我们说了 Object.prototype 就是一个普通对象。
Array.prototype.proto == Object.prototype

所以 Array.prototype 继承了对象的所有方法,当你用num.hasOwnPrototype()时,JS 会先查一下它的构造函数 (Array) 的原型对象 Array.prototype 有没有有hasOwnPrototype()方法,没查到的话继续查一下 Array.prototype 的原型对象 Array.prototype.__proto__有没有这个方法。
当我们创建一个函数时:

var f = new Function("x","return x*x;");
//当然你也可以这么创建 f = function(x){ return x*x }
console.log(f.arguments) // arguments 方法从哪里来的?
console.log(f.call(window)) // call 方法从哪里来的?
console.log(Function.prototype) // function() {} (一个空的函数)
console.log(Object.getOwnPropertyNames(Function.prototype)); 
/* 输出
["length", "name", "arguments", "caller", "constructor", "bind", "toString", "call", "apply"]
*/

所有函数对象proto都指向 Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)
嗯,我们验证了它就是空函数。不过不要忽略前半句。我们枚举出了它的所有的方法,所以所有的函数对象都能用,比如:
原型与原型链总结

Function.prototype 是唯一一个typeof XXX.prototype为 “function”的prototype

九. 复习一下

所有对象的 __ proto __ 都指向其构造器的 prototype

先看看 JS 内置构造器:

var obj = {name: ‘jack’}
var arr = [1,2,3]
var reg = /hello/g
var date = new Date
var err = new Error(‘exception’)
console.log(obj.proto === Object.prototype) // true
console.log(arr.proto === Array.prototype) // true
console.log(reg.proto === RegExp.prototype) // true
console.log(date.proto === Date.prototype) // true
console.log(err.proto === Error.prototype) // true

再看看自定义的构造器,这里定义了一个 Person:

function Person(name) {
this.name = name;
}
var p = new Person(‘jack’)
console.log(p.proto === Person.prototype) // true

p 是 Person 的实例对象,p 的内部原型总是指向其构造器 Person 的原型对象 prototype。

每个对象都有一个 constructor 属性,可以获取它的构造器,因此以下打印结果也是恒等的:

function Person(name) {
this.name = name
}
var p = new Person(‘jack’)
console.log(p.proto === p.constructor.prototype) // true

上面的Person没有给其原型添加属性或方法,这里给其原型添加一个getName方法:

function Person(name) {
this.name = name
}
// 修改原型
Person.prototype.getName = function() {}
var p = new Person(‘jack’)
console.log(p.proto === Person.prototype) // true
console.log(p.proto === p.constructor.prototype) // true

可以看到p.__proto__与Person.prototype,p.constructor.prototype都是恒等的,即都指向同一个对象。

如果换一种方式设置原型,结果就有些不同了:

function Person(name) {
this.name = name
}
// 重写原型
Person.prototype = {
getName: function() {}
}
var p = new Person(‘jack’)
console.log(p.proto === Person.prototype) // true
console.log(p.proto === p.constructor.prototype) // false

这里直接重写了 Person.prototype(注意:上一个示例是修改原型)。输出结果可以看出p.__proto__仍然指向的是Person.prototype,而不是p.constructor.prototype。

这也很好理解,给Person.prototype赋值的是一个对象直接量{getName: function(){}},使用对象直接量方式定义的对象其构造器(constructor)指向的是根构造器Object,Object.prototype是一个空对象{},{}自然与{getName: function(){}}不等。如下:

var p = {}
console.log(Object.prototype) // 为一个空的对象{}
console.log(p.constructor === Object) // 对象直接量方式定义的对象其constructor为Object
console.log(p.constructor.prototype === Object.prototype) // 为true,不解释(๑ˇ3ˇ๑)

十. 原型链(再复习一下:)

function Person(){}
var person1 = new Person();
console.log(person1.__proto__ === Person.prototype); // true
console.log(Person.prototype.__proto__ === Object.prototype) //true
console.log(Object.prototype.__proto__) //null

Person.__proto__ == Function.prototype; //true
console.log(Function.prototype)// function(){} (空函数)

var num = new Array()
console.log(num.__proto__ == Array.prototype) // true
console.log( Array.prototype.__proto__ == Object.prototype) // true
console.log(Array.prototype) // [] (空数组)
console.log(Object.prototype.__proto__) //null

console.log(Array.__proto__ == Function.prototype)// true

疑点解惑:

Object.proto === Function.prototype // true

Object 是函数对象,是通过new Function()创建的,所以Object.__proto__指向Function.prototype。(参照第八小节:「所有函数对象的__proto__都指向Function.prototype」)

Function.proto === Function.prototype // true

Function 也是对象函数,也是通过new Function()创建,所以Function.__proto__指向Function.prototype。

Function.prototype.proto === Object.prototype //true

Function.prototype是个函数对象,理论上他的__proto__应该指向 Function.prototype,就是他自己,自己指向自己,没有意义。
JS一直强调万物皆对象,函数对象也是对象,给他认个祖宗,指向Object.prototype。Object.prototype.proto === null,保证原型链能够正常结束。

十一. 总结

原型和原型链是JS实现继承的一种模型。
原型链的形成是真正是靠__ proto__ 而非prototype

 var animal = function(){};
 var dog = function(){};

 animal.price = 2000;
 dog.prototype = animal;
 var tidy = new dog();
 console.log(dog.price) //undefined
 console.log(tidy.price) // 2000

实例(tidy)和 原型对象(dog.prototype)存在一个连接。不过,要明确的真正重要的一点就是,这个连接存在于实例(tidy)与构造函数的原型对象(dog.prototype)之间,而不是存在于实例(tidy)与构造函数(dog)之间。

作者:Yi罐可乐
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來源:简书
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