第十二章 原型

本文来源:博客园-王福鹏

这几天看了很多原型、面向对象、继承的教程。反而越看越晕。上一篇笔记已经写到作废,有些东西不琢磨明白,也是在糊弄自己。所以,从原型开始重新学习。

万物皆对象

ECMAScript中包含基本类型和引用类型值,基本类型(值类型)有number、boolean、undefined,null也是基本类型,但是用typeof检测为object,string也是一个特殊的基本类型。基本类型是按值访问的,而引用类型有object,function,array,是通过栈内存中的值指向堆内存中的实际地址访问得到。object,function,array都是Object,也就是对象。

var x;
var foo = function () {};

console.log(typeof 'String');   // String
console.log(typeof 123);        // number
console.log(typeof true);       // boolean
console.log(typeof x);          // undefined
console.log(typeof null);       // Object

console.log(typeof foo);        // function 函数检测为function
console.log(typeof {});         // Object
console.log(typeof []);         // Object

//判断一个值是否是值类型 用typeof  而引用类型 可以使用instanceof
console.log(foo instanceof Object);        // true 函数是对象
console.log({} instanceof Object);         // true
console.log([] instanceof Object);         // true

对象就是属性的集合,那方法呢?方法也是属性,因为它是键值对的形式。函数和数组也是对象,所有的引用类型都是对象。

function $() {
    return 'haha';
}
$.sayHello = function () {
    return 'hello world';
};

console.log($);
console.log($.sayHello());
// hello world 打点调用到sayHello这个属性

以上typeof检测到函数是Function类型,可是instanceof检测函数又是Object的实例,为什么。我们接着往下看:

函数与对象之间的关系

函数是一种对象,但是不像数组一样,数组可以说是函数的一种子集。但是函数跟对象之间的关系很微妙。下面是一个栗子:

function People(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.run = function () {
        return this.name + this.age + 'is runing!';
    };
}

const xiaoming = new People('xiaoming', 10);
console.log(xiaoming);
// People {name: "xiaoming", age: 10, run: ƒ}

以上可以看出,对象可以用函数创建。但是实际上,所有的对象都是函数创建的。

var obj1 = {};  // 字面量方式创建对象
var obj2 = new Object();    // new运算符创建对象
console.log(Object);
// ƒ Object() { [native code] } 是global的一个函数

字面量方式实际上也是函数创建对象,实际上,就是"语法糖"而已。

所以,可以很负责任的说——对象都是通过函数来创建的。

prototype

ECMAScript中每个函数都有一个prototype属性,这个prototype的属性值是一个对象(属性的集合,再次强调!),默认的只有一个叫做constructor的属性,指向这个函数本身。

prototype1.png

如上图,SuperType是是一个函数,右侧的方框就是它的原型。

原型既然作为对象,属性的集合,不可能就只弄个constructor来玩玩,肯定可以自定义的增加许多属性。例如这位Object大哥,人家的prototype里面,就有好几个其他属性。

prototype2.png

咦,有些方法怎么似曾相似?

对!别着急,之后会让你知道他们为何似曾相识。接着往下说,你也可以在自己自定义的方法的prototype中新增自己的属性

function foo() {}
foo.prototype.name = 'xiaoming';
foo.prototype.run = function () {
    return this.name + 'is runing';
};
console.log(foo.prototype);
// {name: "xiaoming", run: ƒ, constructor: ƒ}

默认函数只有一个constructor属性,而现在我们添加了name,run属性。

function Foo() {}
Foo.prototype.name = 'xiaoming';
Foo.prototype.run = function () {
    return this.name + 'is runing';
};

var f1 = new Foo();
console.log(f1.name);
// xiaoming
console.log(f1.run());
// xiaomingis runing

即,Foo是一个函数,f1对象是从Foo函数new出来的,这样f1对象就可以调用Foo.prototype中的属性。

因为每个对象都有一个隐藏的属性——“_proto”,这个属性引用了创建这个对象的函数的prototype。即:fn._proto === Fn.prototype

这里的"_proto_"成为“隐式原型”

隐式原型_proto_

上节已经提到,每个函数function都有一个prototype,即原型。这里再加一句话——每个对象都有一个_proto_,可成为隐式原型。

这个_proto是一个隐藏的属性,javascript不希望开发者用到这个属性值,有的低版本浏览器甚至不支持这个属性值。所以你在Visual Studio这样很高级很智能的编辑器中,都不会有_proto的智能提示,但是你不用管它,直接写出来就是了。

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

obj这个对象本质上是被Object函数创建的,因此obj._proto_=== Object.prototype。我们可以用一个图来表示。

prototype3.png

每个对象都有一个_proto_属性,指向创建该对象的函数的prototype。

那么上图中的“Object prototype”也是一个对象,它的_proto_指向哪里?

好问题!

在说明“Object prototype”之前,先说一下自定义函数的prototype。自定义函数的prototype本质上就是和 var obj = {} 是一样的,都是被Object创建,所以它的_proto_指向的就是Object.prototype。

function Foo() {
    return 'abc';
}
var f1 = new Foo();
console.log(f1.__proto__ === Foo.prototype);
console.log(Foo.prototype.__proto__ === Object.prototype);
// true  上面两个都是true 也就是实例的隐式原型指向了构造函数的prototype
// 而构造函数的prototype也是对象,它的隐式原型指向了Object的prototype

这里本来有个疑问,为什么Foo.prototype._proto_ 不是Function的prototype,后来想到,函数的prototype可以理解是后台给创建的一个对象,而创建这个对象的方式就是new Object,所以prototype这个对象的原型链指向了Object.prototype。

但是Object.prototype确实一个特例——它的_proto_指向的是null,切记切记!

prototype4.png

还有——函数也是一种对象,函数也有_proto_吗?

又一个好问题!——当然有。

函数也不是从石头缝里蹦出来的,函数也是被创建出来的。谁创建了函数呢?——Function——注意这个大写的“F”。

且看如下代码。

function foo1() {
    return '2019';
}
console.log(foo1.__proto__ === Function.prototype);
// true

var foo2 = new Function('return 2019');
console.log(foo2.__proto__ === Function.prototype);
// true

以上代码中,第一种方式是比较传统的函数创建方式,第二种是用new Functoin创建。

首先根本不推荐用第二种方式。

这里只是向大家演示,函数是被Function创建的。

好了,根据上面说的一句话——对象的_proto指向的是创建它的函数的prototype,就会出现:Object._proto === Function.prototype。用一个图来表示。

prototype5.png

上图中,很明显的标出了:自定义函数Foo._proto指向Function.prototype,Object._proto指向Function.prototype,唉,怎么还有一个……Function._proto_指向Function.prototype?这不成了循环引用了?

对!是一个环形结构。

其实稍微想一下就明白了。Function也是一个函数,函数是一种对象,也有_proto属性。既然是函数,那么它一定是被Function创建。所以——Function是被自身创建的。所以它的_proto指向了自身的Prototype。

最后一个问题:Function.prototype指向的对象,它的_proto_是不是也指向Object.prototype?

答案是肯定的。因为Function.prototype指向的对象也是一个普通的被Object创建的对象,所以也遵循基本的规则。

instanceof

对于值类型,你可以通过typeof判断,string/number/boolean都很清楚,但是typeof在判断到引用类型的时候,返回值只有object/function,你不知道它到底是一个object对象,还是数组,还是new Number等等。

这个时候就需要用到instanceof。例如:

function Foo() {}
const f1 = new Foo();

console.log(f1 instanceof Foo);    //true
console.log(f1 instanceof Object); //true

f1这个对象是被Foo创建,但是“f1 instanceof Object”为什么是true呢?

至于为什么过会儿再说,先把instanceof判断的规则告诉大家。根据以上代码看下图:

prototype6.png

Instanceof运算符的第一个变量是一个对象,暂时称为A;第二个变量一般是一个函数,暂时称为B。

Instanceof的判断队则是:沿着A的_proto_这条线来找,同时沿着B的prototype这条线来找,如果两条线能找到同一个引用,即同一个对象,那么就返回true。如果找到终点还未重合,则返回false。

按照以上规则,大家看看“ f1 instanceof Object ”这句代码是不是true? 根据上图很容易就能看出来,就是true。

通过上以规则,你可以解释很多比较怪异的现象,例如:

console.log(Function instanceof Object);
console.log(Object instanceof Function);
console.log(Function instanceof Function);
// 全都是true

这些看似很混乱的东西,答案却都是true,这是为何?

正好,这里也接上了咱们上一节说的“乱”。

上一节咱们贴了好多的图片,其实那些图片是可以联合成一个整体的,即:

prototype7.png

看这个图片,千万不要嫌烦,必须一条线一条线挨着分析。如果上一节你看的比较仔细,再结合刚才咱们介绍的instanceof的概念,相信能看懂这个图片的内容。

看看这个图片,你也就知道为何上面三个看似混乱的语句返回的是true了。

问题又出来了。Instanceof这样设计,到底有什么用?到底instanceof想表达什么呢?

重点就这样被这位老朋友给引出来了——继承——原型链。

即,instanceof表示的就是一种继承关系,或者原型链的结构。请看下节分解。

原型记住以下几点:

  • 所有的对象都有_proto_和constructor属性。
  • 所有的函数(普通函数,构造函数,内置的Function,Ojcect函数)都有prototype属性,prototype是函数独有的属性。JS中,函数也是对象。所有函数也具有_proto_属性。
  • 每个对象的_proto_指向创建自身的构造函数的prototype。

指向记住以下几点:

  • Function的proto指向其构造函数Function的prototype;
  • Object作为一个构造函数(是一个函数对象!!函数对象!!),所以他的proto指向Function.prototype;
  • Function.prototype的proto指向其构造函数Object的prototype;
  • Object.prototype的prototype指向null(尽头);
prototype.jpg

问题又出来了。Instanceof这样设计,到底有什么用?到底instanceof想表达什么呢?

重点就这样被这位老朋友给引出来了——继承——原型链。

即,instanceof表示的就是一种继承关系,或者原型链的结构。

new 运算符

function People(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.run = function () {
        return this.name + ' ' + this.age + 'is runing!';
    };
}

// new运算符到底做了什么

var xiaoming = new People('xiaoming', 18);
console.log(xiaoming);
// People {name: "xiaoming", age: 18, run: ƒ}

var xiaoqiang = {};
xiaoqiang.__proto__ = People.prototype;
People.call(xiaoqiang, 'xiaoqiang', 20);
console.log(xiaoqiang);
// People {name: "xiaoqiang", age: 20, run: ƒ}

当我们new一个实例的同时,后台帮我们做了下面的几个步骤:

  1. 创建了一个空对象
  2. 将这个对象的_prototype_从Object.prototype上修改到People构造函数上
  3. 修改了这个People函数的this指向这个空对象,执行People函数,传参,生成实例。
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