前端入门15-JavaScript进阶之原型链
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本系列文章内容全部梳理自以下几个来源:
- 《javascript权威指南》
- mdn web docs
- github:smyhvae/web
- github:goddyzhao/translation/javascript
作为一个前端小白,入门跟着这几个来源学习,感谢作者的分享,在其基础上,通过自己的理解,梳理出的知识点,或许有遗漏,或许有些理解是错误的,如有发现,欢迎指点下。
ps:梳理的内容以《javascript权威指南》这本书中的内容为主,因此接下去跟 javascript 语法相关的系列文章基本只介绍 es5 标准规范的内容、es6 等这系列梳理完再单独来讲讲。
正文-原型链
原型链也就是对象的继承结构,举个例子:
var a = []
那么 a 对象的原型链:
a -> array.prototype -> object.prototype -> null
基本所有对象的原型链顶部都是 object.prototype,而 object.prototype 没有原型,手动通过 object.create(null) 创建的对象也没有原型。但这两点是特例。
原型的用途在于让对象可继承原型上的属性,达到功能复用、代码复用的目的。
面向对象的编程语言中,继承是一大特性,所以在编写 javascript 代码时,要能够很明确所创建的对象的一个原型链结构,这样才便于更好的设计,更好的编写代码。
在编写代码过程中,使用的无非就是内置对象,或者自定义对象,所以下面来看看两者的原型链结构:
内置对象的原型链结构
其实也就是之前有讲过的默认的原型链结构:
- 声明的每个函数 -> function.prototype –> object.prototype -> null
- 数组对象 -> array.prototype -> object.prototype -> null
- 对象直接量创建的对象 -> object.prototype -> null
- 日期对象 -> date.prototype -> object.prototype -> null
-
正则对象 -> regexp.prototype -> object.prototype -> null
可以用对象的 __proto__.constructor.name 来测试:
object.prototype 已经内置定义了一些属性,如:tostring(),isprototypeof(),hasownproperty() 等等;
同样,array.prototype 内置了如:foreach(),map() 等等。
其他内置原型也都有相对应的一些属性。
所以使用内置对象时,才可以直接使用内置提供的一些属性。
自定义对象的原型链结构
不手动修改自定义构造函数的 prototype 属性的话,默认创建的对象的原型链结构:
- 自定义构造函数创建的对象 -> {} -> object.prototype -> null
比如:
function a() {} var a = new a();
在首次使用构造函数 a 时,内部会去对 prototype 属性赋值,所进行的工作类似于:a.prototype = new object();
所以 a.prototype 会指向一个空对象,但这个空对象继承了 object.prototype。
那么不修改这条原型链的话,默认通过自定义构造函数创建的对象的继承结构也就是:{} –> object.prototype –> null。
虽然这条原型链也可以这么表示:a.prototype –> object.prototype -> null
a 虽然确实继承自 a.prototype,但我不倾向于这种写法来表示,因为自定义构造函数的 prototype 属性值会有很大的可能性被修改掉,当它的属性值重新指向另一个对象后,此时也仍旧可以说 a 对象继承自 a.prototype,个人感觉理解上会有点别扭,无法区别前后原型的不同,毕竟 a.prototype 只是一个 key 值,所以我倾向于直接说 a 继承的实际对象,也就是 key 值对应的 value 值。
虽然 object.prototype 也是一个 key 值,实际指向的一个内置的对象,但手动修改这些内置构造函数的 prototype 的可能性不高,所以个人觉得对于内置构造函数,可以直接用类似 object.prototype 来表示。
那么这个时候,如果为这个构造函数的 prototype 添加一些属性:
function a() {} a.prototype.num = 0; var a = new a();
那么,对于对象 a 而言,它的原型链:
a -> {num:0} -> object.prototype -> null
这是不修改原型链的场景,那么如果手动破坏了默认的原型链呢?
var b = []; b.num = 0; function a() {} a.prototype.num = 222; var a = new a(); //a 的原型链 a.prototype = b; var b = new a(); //b 的原型链
此时对象 b 的原型链又是什么呢?
首先看看对象 b,是一个数组对象,所以 b 对象的原型链:
b –> array.prototype -> object.prototype -> null
再来看看对象 a,创建它时,还并没有修改构造函数的 prototype,所以它的原型链:
a -> {num:222} -> object.prototype -> null
那么这个时候,手动修改掉了构造函数的 prototype 指向,这之后再通过构造函数 a 创建的对象的原型链也就会跟随着变化,所以对象 b 的原型链:
b -> b –> array.prototype -> object.prototype -> null
所以,修改构造函数的 prototype,其实相当于将另外一条原型链拿来替换掉原本的原型链。
原型链用途
对于对象,它的本质其实也就是一堆属性的集合,所以对象的用途是用来操作对象内的属性的,而当操作对象的属性时,会有一种类似于作用域链机制来寻找属性。
操作无非分两种场景,一是读取对象属性,二是写对象属性,两种所涉及的处理不一样。
当读取对象属性时,是依靠对象的原型链来辅助工作,如果对象内部含有该属性,则直接读取,否则沿着原型链去寻找这个属性。
也就是说,对象继承原型的机制,并不是说,将原型的所有属性拷贝一份到对象内部,而只是简单对对象建立一条原型链而已。这条原型链中保存着各个原型对象的引用,当读取继承的属性时,就可以根据这条原型链上的引用访问到其他原型对象内的属性了。
因为读取继承属性,本质上是读取其他对象的属性,那么,这些原型属性发生变化时,也才会影响到继承他们的子对象。
那么,对于写对象属性的操作:
这点就由对象的特性决定了:当对一个对象的属性进行赋值操作时,如果对象内没有该属性,那么会动态为该对象添加一个属性,如果对象内部有该属性,那么修改属性值。
对象的属性写操作会影响到后续的读操作,因为如果是读取对象的某个继承属性,本来对象内部没有该属性,所以是去读取的原型内的属性值。但经过写操作后,对象内部创建了同名的内部属性,之后再读取时,发现内部已经有了,自然不会再去原型链中读取。
获取对象的原型链
掌握了原型链的相关理论,对于代码中某个对象的原型链也就能够很清楚的知道了。无外乎内置对象的默认原型链,或者自定义构造函数手动修改的原型链。
但,初学阶段,如果想借助浏览器的开发者工具的 console 来测试、查看对象的原型链以便验证猜想,可以这么处理:
var a = []
虽然 __proto__ 可以获取原型,但拿到的是对象,所以可以借助对象的某些标识,比如原型的 constructor 的 name 函数名属性标识。
实例
网上关于原型链的文章经常会出现这么一张图片,首先我承认,这张图很高级,也基本把原型链的相关理论表示出来了,但我很不喜欢它。因为对于新手来说,很难看懂这张图,我第一次看到也一脸懵逼。
就算现在能够看懂了,我也还是不喜欢它,因为这张图表达的内容太多了:它不仅表示了某个对象的原型链结构,同时,也表示出了实例对象、原型、构造函数三者间的函数,而构造函数本质上也是对象,所以也顺便表示它的原型链结构。
我们一步步来看,它首先定义了一个构造函数 foo,然后通过它创建了 f1,f2对象,然后从 f1,f2开始出发,先求他们的原型链。
用代码来说,其实也就是:
function foo() {} var f1 = new foo(); //求f1对象的原型链
根据我们上述梳理的理论,很简单了吧,原型链其实也就是:
f1 -> {} -> object.prototype -> null
接着,它表达了可以用 __proto__ 获取对象的原型,然后每个原型、构造函数、实例对象三者间的关系它也表达出来了,原型的constructor指向构造函数,而构造函数的prototype指向原型。
而这三个角色本质上也都是对象,既然是对象,那么它们本身也有原型,所以也再顺便画出它们的原型链。
总之,就是从 f1 实例对象出发,先找它的原型,通过原型再找构造函数,然后再分别将原型和构造函数看成实例对象,重复之前f1的工作。
另外,又通过 new object() 创建了对象 o1,求它的原型链。
所以,这张图上,其实表达了一共 5 条原型链,分别是:
- f1 的原型链
- f1 的原型的constructor指向的构造函数foo对象的原型链
- 函数对象foo的原型的constructor指向的构造函数function对象的原型链
- f1 的原型的原型即object.prototype的constructor指向的构造函数object 对象的原型链。
- o1 的原型链
如果你能从这张图看出这5条原型链,那么原型链的理论你就基本掌握了。
而且,建议看这张图时,每次都将某条原型链跟踪到底,再去看另一条,这过程不要过多关注在分支上,否则很容易混乱。
对于新手,如果能够对这张稍作备注,而不是直接将这张图放出来,我觉得会更好,如下:
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