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真丶深入理解 JavaScript 原型和原型链(二):原型和原型链

上一篇文章已经总结了关于原型的两个属性,那么接下来所有原型和原型链,乃至后面的继承,都与这两个属性有关系。

原型和原型链

理解继承,首先要搞懂什么是原型和原型链。

理解原型和原型链

上面已经介绍了关于原型的两个属性:

  • __proto__
  • prototype

那么这里再小小总结一下,

1、什么是原型

原型即一个对象的构造器(prototype),可以通过该原型构造器创造无数实例,每一个实例都具有指向该原型的属性(__proto__)。

2、什么是原型链

在对象中通过原型,一层一层向上查找父级引用,直到没有父级(null)。整个这条引用链,即为原型链。原型链定义了对象可以继承的的属性/方法和相互之间的关系。

理解原型继承

有了这两个概念,尝试理解一下原型继承。

回到最开始的例子

让我们重新来看一开始那个数组的例子:

let arr = [];

我们尝试使用数组的方法:

arr.concat(["jeremyjone"]);

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它会成功,但是我们并没有给 arr 添加 concat 的方法。它调用的是其父级 –也就是 Array 构造器– 中的方法。

这其实就是继承。我们创建的 arr 数组实例,调用了其原型链父级的方法。

一个原型继承的例子

如果是函数呢?再来看一个例子:

function User() {}

这时候我们都知道这个 User 没有方法任何自己的方法。

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万物都是从 Object 继承的。此时,User 也是从 Object 继承的。

那么现在给 Object 添加一个方法:

Object.prototype.print = function () {
  console.log("Hi jeremyjone, this is Object print.");
};
原型本身也可以继承

我们首先尝试让 User 调用这个 print 方法,要明确 User 是一个原型,但是当我们直接使用 User 的时候,它本身也是一个对象:

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没有错,它可以被调用。这说明在原型链上,是可以找到该方法,这说明了 User 确实是从 Object 继承的。

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从图中可以看到在继承的原型中有 print 方法,即有如下等式关系:

User.__proto__.__proto__ === Object.prototype; // true
原型创建的实例来继承

同样还是刚才的例子,现在我们实例化一个 user,那么 User 现在作为一个原型,被 user 实例对象继承:

// 接上例
let user = new User();

这样得到一个 user 实例。它也可以使用其原型属性和方法。

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该 user 实例中,只有一个 __proto__ 属性,它指向了其原型,也就是 User.prototype,而其原型的父级正是 Object,即:

user.__proto__ === User.prototype; // true
user.__proto__.__proto__ === Object.prototype; // true

这个例子也印证了我们上面提到的 __proto__ 属性是作用于对象的。所以,实例和原型的 __proto__ 的值是不一样的:

user.__proto__ === User.__proto__; // false

同时也可以得出,最顶级的 Object 一定是一致的(Object 里面确实比较混乱,可以不用考虑),即:

user.__proto__.__proto__ === User.__proto__.__proto__; // true。它们都指向 Object.prototype

针对该例子,可以作如下理解:

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原型链中的优先级

现在我们知道,对象的属性/方法都是一层一层向上查找,那么如果遇到相同的内容,它的优先级是如何的呢?

举一个例子:

function User(name) {
  this.name = name;
}

let user = new User("jeremyjone");

现在创建了一个对象,并生成一个对象实例,它现在的样子应该是:

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现在往 Object 的原型中添加几个属性:

Object.prototype.a = "a";
Object.prototype.b = "b";
Object.prototype.c = "c";

添加之后,这条原型链应该是这样的:

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根据上面提过的,现在:

console.log(user.a); // "a"
console.log(user.b); // "b"
console.log(user.c); // "c"

应该是可用的。

现在分别修改值:

user.a = "aa"; // 修改 user 对象的 a 属性
User.b = "bb"; // 修改 User 模型的 b 属性
User.prototype.c = "cc"; // 修改 User 原型的 c 属性

其结果如下:

console.log(user.a); // "aa"
console.log(user.b); // "b"
console.log(user.c); // "cc"

console.log(User.a); // "a"
console.log(User.b); // "bb"
console.log(User.c); // "c"

分析一下三条执行语句:

1、当执行 user.a = "aa" 语句时,user 对象中没有 a 属性,所以添加了一个值为 "aa"a 属性。这样,当读取 a 属性时,就不会从原型中查找。

2、而 User.b = "bb" 语句是给 User 模型添加一个属性,该属性没有添加在原型中,而是添加在了 constructor 中,根据上面我们讲过的内容,constructor 保存私有属性/方法,而 prototype 保存共享的属性/方法,所以 User.b 属于私有,并不被 user 所继承。

3、最后 User.prototype.c = "cc" 语句,是在 User 的原型中添加一个值为 ccc 属性,所以它可以被继承到 user,也就有了打印的结果。

现在对象 user 的原型如下:

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而 User 的原型如下:

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图中可以看到和分析的一致。

这与主流语言的继承相似,即当前对象属性/方法的优先级最高。隐约看到了多态的影子~

操作对象的原型关系

前面说不建议直接操作 __proto__ 属性,那么我们需要通过更规范的方式进行操作,用到两个方法:

  • Object.setPrototypeOf
  • Object.getPrototypeOf

除了名字长一些,其实还是很规范的。

Object.setPrototypeOf

该方法修改对象的原型关系,可以变更当前对象的从属关系。

let a = { a: "-a" };
let b = { b: "-b" };

Object.setPrototypeOf(a, b); // 将 a 从属于 b
// 这等同于 a.__proto__ = b;

得到如下关系:

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这样就改变了两个对象之间的从属关系,那么现在 a 已经继承了 b 的属性:

console.log(a.b); // -b

Object.getPrototypeOf

使用该方法可以查看一个对象的原型。

// 续上例
Object.getPrototypeOf(a) === a.__proto__; // true

console.log(Object.getPrototypeOf(a)); // {name: "bb", b: "-b"}

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原型链的检测

instanceof 运算符

使用 instanceof 运算符,可以向上查找原型链中的从属关系。

function A() {}
function B() {}

let a = new A();
let b = new B();

console.log(a instanceof A); // true
console.log(a instanceof B); // false
console.log(a instanceof Object); // true

稍微改变一下:

// 接上例
A.prototype.__proto__ = B.prototype; // 修改 A 的原型关系,现在 B 是 A 的父级

console.log(a instanceof A); // true
console.log(a instanceof B); // true
console.log(a instanceof Object); // true
console.log(b instanceof B); // true
console.log(b instanceof A); // false

可以看到,当 A 的原型链发生改变的时候,下面的判断也会发生改变,a 已经从属于 B 了。

甚至我们添加方法,也可以使用了:

a.show(); // 报错,因为没有方法

B.prototype.show = function () {
  console.log("B show");
};

// 此时,对象 a 可以调用 show 方法了。它在原型链中
a.show(); // B show

Object.isPrototypeOf 方法

作为与上面 instanceof 运算符的区别,使用 Object.isPrototypeOf 方式,可以明确检测一个对象是否在另一个对象的原型链上。

let a = {};
let b = {};
let c = {};

Object.setPrototypeOf(a, b);

console.log(a.isPrototypeOf(b)); // false
console.log(b.isPrototypeOf(a)); // true
console.log(c.isPrototypeOf(a)); // false
console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(a)); // true
console.log(Object.isPrototypeOf(a)); // false

检测是否存在属性/方法

in 运算符检测原型链

使用 in 运算符检测原型链中是否存在属性/方法,该方法会在原型链中逐级检测。

let a = { name: "jeremyjone" };
Object.prototype.url = "jeremyjone.com";

console.log("name" in a); // true
console.log("a" in a); // false
console.log("url" in a); // true
Object.hasOwnProperty 方法检测

使用 Object.hasOwnProperty 方法只检测当前对象的属性。

let a = { name: "jeremyjone" };
Object.prototype.url = "jeremyjone.com";

for (const key in a) {
  if (a.hasOwnProperty(key)) {
    console.log(a[key]);
  }
}
// 只有一条 "jeremyjone"
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