prototype 原型链

一、prototype 由来

我一直很难理解Javascript语言的继承机制,它没有"子类"和"父类"的概念,也没有"类"(class)和"实例"(instance)的区分,全靠一种很奇特的"原型链"(prototype chain)模式,来实现继承。

如果真的是一种简易的脚本语言,其实不需要有"继承"机制。但是,Javascript里面都是对象,必须有一种机制,将所有对象联系起来。所以,Brendan Eich最后还是设计了"继承"。但是,他不打算引入"类"(class)的概念,因为一旦有了"类",Javascript就是一种完整的面向对象编程语言了,这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。
他考虑到,C++和Java语言都使用new命令,生成实例。

C++的写法是: 

ClassName *object = new ClassName(param);

Java的写法是:

Foo foo = new Foo();

因此,他就把new命令引入了Javascript,用来从原型对象生成一个实例对象。但是,Javascript没有"类",怎么来表示原型对象呢?
这时,他想到C++和Java使用new命令时,都会调用"类"的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计,在Javascript语言中,new命令后面跟的不是类,而是构造函数。
举例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型。

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

对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。

var dogA = new DOG('大毛');
alert(dogA.name); //大毛

注意构造函数中的this关键字,它就代表了新创建的实例对象。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
比如,在DOG对象的构造函数中,设置一个实例对象的共有属性species。

function DOG(name) {
    this.name = name;
    this.species = '犬科';
}

然后,生成两个实例对象:

var dogA = new DOG('大毛');
var dogB = new DOG('二毛');

这两个对象的species属性是独立的,修改其中一个,不会影响到另一个。

dogA.species = '猫科';
alert(dogB.species); //显示"犬科",不受dogA的影响

每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也是极大的资源浪费。

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(以下简称"prototype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;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面。
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。

还是以DOG构造函数为例,现在用prototype属性进行改写:

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

DOG.prototype = { species : '犬科' };
var dogA = new DOG('大毛');
var dogB = new DOG('二毛');
alert(dogA.species); //犬科
alert(dogB.species); //犬科

现在,species属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。只要修改了prototype对象,就会同时影响到两个实例对象。

DOG.prototype.species = '猫科';
alert(dogA.species); //猫科
alert(dogB.species); //猫科

二、 Laruence 讲 Javascript 原型链和原型的一个误区

之前我对Javascript的原型链中,,原型继承与标识符查找有些迷惑,如如下的代码:

function Foo() {};
var foo = new Foo();
Foo.prototype.label = "laruence";
alert(foo.label); //output: laruence
alert(Foo.label);//output: undefined

也就是说, 函数对象的prototype并不作用于原型链查找过程中,
今天在firefox下发现(因为firefox通过__proto__暴露了[[prototype]]), 真正参与标识符查找的是函数对象的__proto__

function Foo() {};
var foo = new Foo();
Foo.__proto__.label = "laruence";
alert(Foo.label); //output: laruence
alert(foo.label); //output: undefined

而,显然的:

function Foo() {};
alert(Foo.__proto__ === Foo.prototype); //output: false

另外,也解释了:

alert(Object.forEach); //undefined

Function.prototype.forEach = function(object, block, context) {
    for (var key in object) {
        if (typeof this.prototype[key] == "undefined") {
            block.call(context, object[key], key, object);
        }
    }
};

alert(Object.forEach);
alert(Function.forEach);
alert(Object.forEach === Function.forEach); //true

三、new的过程

我们先看看这样一段代码:

<script type="text/javascript">
var Person = function () { };
var p = new Person();
</script>

很简单的一段代码,我们来看看这个new究竟做了什么?我们可以把new的过程拆分成以下三步:

<1> var p = {}; 也就是说,初始化一个对象p。

<2> p.__proto__ = Person.prototype;

<3> Person.call(p); 也就是说构造p,也可以称之为初始化p。

关键在于第二步,我们来证明一下:

<script type="text/javascript">
var Person = function () { };
var p = new Person();
alert(p.__proto__ === Person.prototype);
</script>

这段代码会返回true。说明我们步骤2的正确。

__proto__是什么?

我们在这里简单地说下。每个对象都会在其内部初始化一个属性,就是__proto__,当我们访问一个对象的属性时,如果这个对象内部不存在这个属性,那么他就会去__proto__里找这个属性,这个__proto__又会有自己的__proto__,于是就这样一直找下去,也就是我们平时所说的原型链的概念。

按照标准,__proto__是不对外公开的,也就是说是个私有属性,但是Firefox的引擎将他暴露了出来成为了一个共有的属性,我们可以对外访问和设置。
好,概念说清了,让我们看一下下面这些代码:

<script type="text/javascript">
var Person = function () { };
Person.prototype.Say = function () {
    alert("Person say");
}
var p = new Person();
p.Say();
</script>

这段代码很简单,相信每个人都这样写过,那就让我们看下为什么p可以访问Person的Say。

首先var p=new Person();可以得出p.__proto__=Person.prototype。那么当我们调用p.Say()时,首先p中没有Say这个属性,于是,他就需要到他的__proto__中去找,也就是Person.prototype,而我们在上面定义了Person.prototype.Say=function(){}; 于是,就找到了这个方法。

好,接下来,让我们看个更复杂的。

<script type="text/javascript">
var Person = function () { };
Person.prototype.Say = function () {
    alert("Person say");
}
Person.prototype.Salary = 50000;

var Programmer = function () { };
Programmer.prototype = new Person();
Programmer.prototype.WriteCode = function () {
    alert("programmer writes code");
};
Programmer.prototype.Salary = 500;

var p = new Programmer();
p.Say();
p.WriteCode();
alert(p.Salary);
</script>

我们来做这样的推导:
var p=new Programmer()可以得出p.__proto__=Programmer.prototype;
而在上面我们指定了Programmer.prototype=new Person();我们来这样拆分,var p1=new Person();Programmer.prototype=p1;
那么:
p1.__proto__=Person.prototype;
Programmer.prototype.__proto__=Person.prototype;
由根据上面得到p.__proto__=Programmer.prototype。可以得到p.__proto__.__proto__=Person.prototype。

好,算清楚了之后我们来看上面的结果,p.Say()。由于p没有Say这个属性,于是去p.__proto__,也就是Programmer.prototype,也就是p1中去找,由于p1中也没有Say,那就去p.__proto__.__proto__,也就是Person.prototype中去找,于是就找到了alert(“Person say”)的方法。

其余的也都是同样的道理。
这也就是原型链的实现原理。

最后,其实prototype只是一个假象,他在实现原型链中只是起到了一个辅助作用,换句话说,他只是在new的时候有着一定的价值,而原型链的本质,其实在于__proto__!

 四、prototype 实例详解

JavaScript是基于对象的,任何元素都可以看成对象。

  例子代码 说明
1
Object.prototype.Property = 1;
Object.prototype.Method = function () {
    alert(1);
}
 
var obj = new Object();
alert(obj.Property);
obj.Method();
可以在类型上使用proptotype来为类型添加行为。这些行为只能在类型的实例上体现。

JS中允许的类型有Array, Boolean, Date, Enumerator, Error, Function, Number, Object, RegExp, String
2
var obj = new Object();
obj.prototype.Property = 1; //Error
obj.prototype.Method = function() { //Error
    alert(1);
}
在实例上不能使用prototype,否则发生编译错误
3
Object.Property = 1;
Object.Method = function() {
    alert(1);
}
 
alert(Object.Property);
Object.Method();
可以为类型定义“静态”的属性和方法,直接在类型上调用即可
4
Object.Property = 1;
Object.Method = function() {
    alert(1);
}
var obj = new Object();
alert(obj.Property); //Error
obj.Method(); //Error
实例不能调用类型的静态属性或方法,否则发生对象未定义的错误。
5
function Aclass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
alert(1);
    }
}
var obj = new Aclass();
alert(obj.Property);
obj.Method();
这个例子演示了通常的在JavaScript中定义一个类型的方法
6
function Aclass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
alert(1);
    }
}
Aclass.prototype.Property2 = 2;
Aclass.prototype.Method2 = function {
    alert(2);
}
var obj = new Aclass();
alert(obj.Property2);
obj.Method2();
可以在外部使用prototype为自定义的类型添加属性和方法。
7
function Aclass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
alert(1);
    }
}
Aclass.prototype.Property = 2;
Aclass.prototype.Method = function() {
    alert(2);
}
var obj = new Aclass();
alert(obj.Property);
obj.Method();
在外部不能通过prototype改变自定义类型的属性或方法。
 
该例子可以看到:调用的属性和方法仍是最初定义的结果。
8
function Aclass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
        alert(1);
    }
}
var obj = new Aclass();
obj.Property = 2;
obj.Method = function() {
    alert(2);
}
alert(obj.Property);
obj.Method();
可以在对象上改变属性。(这个是肯定的)
 
也可以在对象上改变方法。(和普遍的面向对象的概念不同)
9
function Aclass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
alert(1);
    }
}
var obj = new Aclass();
obj.Property2 = 2;
obj.Method2 = function() {
    alert(2);
}
alert(obj.Property2);
obj.Method2();
可以在对象上增加属性或方法
10
function AClass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
        alert(1);
    }
}
 
function AClass2() {
    this.Property2 = 2;
    this.Method2 = function() {
        alert(2);
    }
}
AClass2.prototype = new AClass();
 
var obj = new AClass2();
alert(obj.Property);
obj.Method();
alert(obj.Property2);
obj.Method2();
这个例子说明了一个类型如何从另一个类型继承。
11
 function AClass() {
    this.Property = 1;
    this.Method = function() {
        alert(1);
    }
}
 
function AClass2() {
    this.Property2 = 2;
    this.Method2 = function() {
        alert(2);
    }
}
AClass2.prototype = new AClass();
AClass2.prototype.Property = 3;
AClass2.prototype.Method = function() {
    alert(4);
}
var obj = new AClass2();
alert(obj.Property);
obj.Method();
这个例子说明了子类如何重写父类的属性或方法。

 

可见JavaScript能够实现的面向对象的特征有:

  • 公有属性(public field)
  • 公有方法(public Method)
  • 私有属性(private field)
  • 私有方法(private field)
  • 方法重载(method overload)
  • 构造函数(constructor)
  • 事件(event)
  • 单一继承(single inherit)
  • 子类重写父类的属性或方法(override)
  • 静态属性或方法(static member)

参考:http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/06/designing_ideas_of_inheritance_mechanism_in_javascript.html
        http://hi.baidu.com/fegro/item/be0576940c77b5b083d29592
        http://blog.csdn.net/chaojie2009/article/details/6719353
        http://www.laruence.com/2010/05/13/1462.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/adforce/p/3013417.html