JavaScript 中的原型一直是我很惧怕的一个主题,理由很简单,因为真的不好理解,但它确实是 JavaScript 中很重要的一部分,而且是面试的必考题,就算现在不懂,以后迟早有一天要把它弄懂,不然的话永远都没办法把自己的技术能力往上提高一个层次,所以今天就来讲讲 JavaScript 中的原型。

前言

JavaScript 中的原型一直是我很惧怕的一个主题,理由很简单,因为真的不好理解,但它确实是 JavaScript 中很重要的一部分,而且是面试的必考题,就算现在不懂,以后迟早有一天要把它弄懂,不然的话永远都没办法把自己的技术能力往上提高一个层次,所以今天就来讲讲 JavaScript 中的原型。

本文是这系列的第四篇,往期文章:

  1. 理解 JavaScript 中的作用域
  2. 理解 JavaScript 中的闭包
  3. 理解 JavaScript 中的 this

什么是原型

首先要说一下为什么会有原型这个东西,那是因为在 JavaScript 中并没有 “类” 的概念,它是靠原型和原型链实现对象属性的继承,即便在 ES6 中新出了class的语法,但那也只是一个语法糖,它的底层依然是原型。

要理解原型(原型链),最重要的是理解两个属性以及它们之间的关系:

  • __proto__
  • prototype

__proto__

JavaScript中,万物皆对象,所有的对象都有__proto__属性(nullundefined除外),而且指向创造这个对象的函数对象的prototype属性。

var obj = {};
console.log( obj.__proto__ === Object.prototype ); // true
var arr = [];
console.log( arr.__proto__ === Array.prototype ); // true
var fn = function(){};
console.log( fn.__proto__ === Function.prototype ); // true
var str = "";
console.log( str.__proto__ === String.prototype ); // true
var num = 1;
console.log( num.__proto__ === Number.prototype ); // true

前面说了,在 JavaScript 中,一切皆对象(可以理解为它们都是从对象那里继承过来的),所以:

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

而因为Object.prototype__proto__已经是终点了,所以它的指向是:

console.log( Object.prototype.__proto__ === null ); // true

注意,虽然大多数浏览器都支持通过__proto__来访问,但它并不是ECMAScript的标准,在 ES5 中可以通过Object.getPrototypeOf()来获取这个属性。

var obj = {};
console.log( Object.getPrototypeOf(obj) === Object.prototype ); // true

prototype

prototype是每个函数对象都具有的属性(它也有__proto__,因为函数也是对象),实例化创建出来的对象会共享此prototype里的属性和方法(通过__proto__)。

在上面的例子中已经看到过prototype的身影,下面通过一个例子来讲述它的作用。

现在我们有一个构造函数Person,并且对它进行实例化:

function Person(name){
    this.name = name;
    this.sayName = function(){
        console.log("我的名字是:" + this.name);
    }
}

var a = new Person("小明");
var b = new Person("小红");

a.sayName(); // 我的名字是:小明
b.sayName(); // 我的名字是:小红

new运算符的缺点

但是,用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法。

例如上面例子中的ab,它们都有sayName方法,虽然做的事相同,但它们却是独立的,这就会造成极大的资源浪费,因为每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。

prototype属性的引入

考虑到这一点,Brendan Eich 决定为构造函数设置一个prototype属性。

这个属性包含一个对象,所有实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个对象里面,而不需要共享属性和方法,就放在构造函数里面,这个对象就是prototype对象。

实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种是引用的。

现在对上面的例子进行改写:

function Person(name){
    this.name = name;
}
Person.prototype = {
    sayName : function(){
        console.log("我的名字是:" + this.name);
    }
}

var a = new Person("小明");
var b = new Person("小红");
a.sayName() // 我的名字是:小明
b.sayName() // 我的名字是:小红

现在无论Person被实例化多少次,它的实例对象都共享同一个sayName方法,这就是prototype最大的用处。

原型链

讲原型一个不可避免的概念就是原型链,原型链是通过__proto__来实现的。

现在我们以Person的例子来讲整个原型链。

var a = new Person("小明");

// 实例化对象的 __proto__ 指针指向构造函数的原型
console.log( a.__proto__ === Person.prototype )
// 构造函数的原型是一个对象,它的 __proto__ 指向对象的原型
console.log( Person.prototype.__proto__ === Object.prototype )
// 函数也是一个对象,它的 __proto__ 指向 函数的原型
console.log( Person.__proto__ === Function.prototype )
// 函数的原型是一个对象,它的 __proto__ 指向对象的原型
console.log( Function.prototype.__proto__ === Object.prototype )
// 对象的原型的__proto__ 指向 null
console.log( Object.prototype.__proto__ === null )

以上就是a对象的整个原型链。

属性查找机制

当访问一个对象的属性时,Javascript 会从对象本身开始往上遍历整个原型链,直到找到对应属性为止。如果此时到达了原型链的顶部,也就是上例中的 Object.prototype,仍然未发现需要查找的属性,那么 Javascript 就会返回 undefined值。