图解Javascript原型链
2016-06-21 13:32
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原文地址:http://blog.rainy.im/2015/07/20/prototype-chain-in-js/
本文尝试阐述Js中原型(prototype)、原型链(prototype chain)等概念及其作用机制。上一篇文章(图解Javascript上下文与作用域)介绍了Js中变量作用域的相关概念,实际上关注的一个核心问题是:“在执行当前这行代码时Js解释器可以获取哪些变量”,而原型与原型链实际上还是关于这一问题。
我们知道,在Js中一切皆为对象(Object),但是Js中并没有类(class);Js是基于原型(prototype-based)来实现的面向对象(OOP)的编程范式的,但并不是所有的对象都拥有prototype这一属性:
var a = {}; console.log(a.prototype); //=> undefined var b = function(){}; console.log(b.prototype); //=> {} var c = 'Hello'; console.log(c.prototype); //=> undefined
prototype是每个function定义时自带的属性,但是Js中function本身也是对象,我们先来看一下下面几个概念的差别:
1. function、Function、Object和{}
function是Js的一个关键词,用于定义函数类型的变量,有两种语法形式:function f1(){ console.log('This is function f1!'); } typeof(f1); //=> 'function' var f2 = function(){ console.log('This is function f2!'); } typeof(f2); //=> 'function'
如果用更加面向对象的方法来定义函数,可以用Function:
var f3 = new Function("console.log('This is function f3!');"); f3(); //=> 'This is function f3!' typeof(f3); //=> 'function' typeof(Function); //=> 'function'
实际上Function就是一个用于构造函数类型变量的类,或者说是函数类型实例的构造函数(constructor);与之相似有的Object或String、Number等,都是Js内置类型实例的构造函数。比较特殊的是Object,它用于生成对象类型,其简写形式为{}:
var o1 = new Object(); typeof(o1); //=> 'object' var o2 = {}; typeof(o2); //=> 'object' typeof(Object); //=> 'function'
2. prototype VS __proto__
清楚了上面的概念之后再来看prototype:Each function has two properties: length and prototype
prototype和length是每一个函数类型自带的两个属性,而其它非函数类型并没有(开头的例子已经说明),这一点之所以比较容易被忽略或误解,是因为所有类型的构造函数本身也是函数,所以它们自带了prototype属性:
// Node console.log(Object.prototype); //=> {} console.log(Function.prototype);//=> [Function: Empty] console.log(String.prototype); //=> [String: '']
除了prototype之外,Js中的所有对象(undefined、null等特殊情况除外)都有一个内置的[[Prototype]]属性,指向它“父类”的prototype,这个内置属性在ECMA标准中并没有给出明确的获取方式,但是许多Js的实现(如Node、大部分浏览器等)都提供了一个__proto__属性来指代这一[[Prototype]],我们通过下面的例子来说明实例中的__proto__是如何指向构造函数的prototype的:
var Person = function(){}; Person.prototype.type = 'Person'; Person.prototype.maxAge = 100; var p = new Person(); console.log(p.maxAge); p.name = 'rainy'; Person.prototype.constructor === Person; //=> true p.__proto__ === Person.prototype; //=> true console.log(p.prototype); //=> undefined
上面的代码示例可以用下图解释:
Person是一个函数类型的变量,因此自带了prototype属性,prototype属性中的constructor又指向Person本身;通过new关键字生成的Person类的实例p1,通过__proto__属性指向了Person的原型。这里的__proto__只是为了说明实例p1在内部实现的时候与父类之间存在的关联(指向父类的原型),在实际操作过程中实例可以直接通过.获取父类原型中的属性,从而实现了继承的功能。
3. 原型链
清楚了prototype与__proto__的概念与关系之后,我们会对“Js中一切皆为对象”这句话有更加深刻的理解。进而我们会想到,既然__proto__是(几乎)所有对象都内置的属性,而且指向父类的原型,那是不是意味着我们可以“逆流而上”一直找到源头呢?我们来看下面的例子:// Node var Obj = function(){}; var o = new Obj(); o.__proto__ === Obj.prototype; //=> true o.__proto__.constructor === Obj; //=> true Obj.__proto__ === Function.prototype; //=> true Obj.__proto__.constructor === Function; //=> true Function.__proto__ === Function.prototype; //=> true Object.__proto__ === Object.prototype; //=> false Object.__proto__ === Function.prototype; //=> true Function.__proto__.constructor === Function;//=> true Function.__proto__.__proto__; //=> {} Function.__proto__.__proto__ === o.__proto__.__proto__; //=> true o.__proto__.__proto__.__proto__ === null; //=> true
从上面的例子和图解可以看出,prototype对象也有__proto__属性,向上追溯一直到null。
new关键词的作用就是完成上图所示实例与父类原型之间关系的串接,并创建一个新的对象;instanceof关键词的作用也可以从上图中看出,实际上就是判断__proto__(以及__proto__.__proto__…)所指向是否父类的原型:
var Obj = function(){}; var o = new Obj(); o instanceof Obj; //=> true o instanceof Object; //=> true o instanceof Function; //=> false o.__proto__ === Obj.prototype; //=> true o.__proto__.__proto__ === Object.prototype; //=> true o.__proto__.__proto__ === Function; //=> false
4、总结
a、JS中的所有对象(undefined、null除外)都有”[[prototype]]”属性(通过__proto__访问),该属性指向该对象的“父类”的prototype(原型);b、所有的函数对象都有”prototype”属性,该属性的值会被赋值给该函数创建的对象的”__proto__”属性上;非函数对象没有这个属性;
c、所有的prototype(原型)对象都有”constructor”属性,该属性对应创建所有指向该原型的实例的构造函数
d、函数对象和原型对象通过”prototype”和”constructor”属性进行相互关联
e、所有的prototype(原型)对象也有__proto__属性,向上追溯一直到null;
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