详解JavaScript的原型与原型链

2023-04-09 原文

详解原型与原型链

其实，刚开始学JavaScript时，就有学过原型与原型链的相关知识了，只是当时还没有养成写笔记的习惯，导致现在已经忘的七七八八了。

这边文章真是花了很多心思，写了两天，看了很多篇篇博文，其中有小参考的，有解决一点疑惑的，但是最后只标注了一篇帮助最大的。

构造函数

实例的构造函数属性(constructor)指向其构造函数

function Person(name) {
  this.name = name
}
const person = new Person('clz')
console.log(person.constructor === Person)    // true

实例的构造函数并不是自身属性，而是从原型对象上继承的属性

function Person(name) {
  this.name = name
}
const person = new Person('clz')
console.log(person.constructor === Person)    // true
console.log(Person.prototype.constructor === Person)    // true
console.log(person.hasOwnProperty('constructor'))     // false：constructor属性并不是实例自身的属性，而是继承来的

原型对象

__proto__(隐式原型)：每个对象(除了null)都具有的属性，该属性指向该对象的原型
prototype(显式原型)：只有函数对象才有的属性，该属性指向函数的原型对象

来看来看

const arr = [1, 2, 3]
const obj = {
  name: 'clz'
}
function add(a, b) {
  return a   b
}
console.log(arr)
console.log(obj)
console.log(add)

红框框中的[[prototype]]和__proto__意义相同，都是指对象的内部属性

而所有函数都拥有prototype属性，所以可以通过f.prototype得到，那么自然也不需要通过[[prototype]]显示出来(毕竟prototype是显式原型，而__proto__是隐式原型，好吧，这是我猜的)

箭头函数没有prototype属性

访问原型

通过实例对象访问原型对象有 3 种方法

obj.__proto__
obj.constructor.prototype
Object.getPrototypeOf(obj)

function Person(name) {
  this.name = name
}
const person = new Person('clz')
const proto1 = person.__proto__
const proto2 = person.constructor.prototype
const proto3 = Object.getPrototypeOf(person)
const proto = Person.prototype    // 原型
console.log(proto1 === proto)     // true: 第一种方法
console.log(proto2 === proto)     // true: 第二种方法
console.log(proto3 === proto)     // true: 第三种方法

比较安全的做法是Object.getPrototypeOf(obj)

以下部分会涉及一丢丢原型链的知识(如果没看懂，可以看下原型链再来看)

__proto__属性是私有属性，存在浏览器兼容性问题，缺乏非浏览器环境的支持
如果obj的constructor属性被覆盖，那么obj.constructor.prototype将会失效。(因为obj自身是没有constructor属性的，是通过原型链去它的原型上获取constructor属性，所以覆盖该属性时，将不会再去原型链上查找)

function Person(name) {
  this.name = name
}
function Temp(name) {
  this.name = name
}
const person = new Person('clz')
person.constructor = Temp
const proto = Person.prototype    // 原型
console.log(person.__proto__ === proto)     // true: 第一种方法
console.log(person.constructor.prototype === proto)     // false: 第二种方法
console.log(Object.getPrototypeOf(person) === proto)     // true: 第三种方法

设置原型

设置原型对象有 3 种方法

obj.__proto__=prototypeObj
Object.setPrototypeOf(obj, prototypeObj)
Object.create(prototypeObj)

const proto = {   // 原型对象
  name: 'prototype'
}
// 第一种方法
const obj1 = {}
obj1.__proto__ = proto    // 设置原型
console.log(obj1.name)          // prototype
console.log(obj1.__proto__ === proto)   // true
// 第二种方法
const obj2 = {}
Object.setPrototypeOf(obj2, proto)    // 设置原型
console.log(obj2.name)          // prototype
console.log(obj2.__proto__ === proto)   // true
// 第三种方法
const obj3 = Object.create(proto)   // 创建对象并设置原型
console.log(obj3.name)          // prototype
console.log(obj3.__proto__ === proto)   // true

检测原型

使用obj1.isPrototypeOf(obj2)方法判断obj1是否为·obj2的原型

const proto = {   // 原型对象
  name: 'prototype'
}
const proto1 = {
  name: 'prototype'
}
const obj = {}
obj.__proto__ = proto    // 设置原型
console.log(proto.isPrototypeOf(obj))   // true
console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(obj))  // true
console.log(proto1.isPrototypeOf(obj))  // false

prototype、proto、constructor之间的关系

function Person(name) {
  this.name = name
}
const person = new Person('clz')
console.log(person.__proto__ === Person.prototype)		// true：因为创建person对象的构造函数是Person，所以person对象的隐式原型(__proto__)指向Person函数的原型(prototype)
console.log(Person.prototype.constructor === Person)	// true

同一个构造函数创建的多个实例的原型是同一个

function Person(name) {
   this.name = name
 }
 const person1 = new Person('clz')
 const person2 = new Person('clz')
 console.log(person1 === person2)    // false: 不是同一个对象
 console.log(person1.__proto__ === person2.__proto__)  // true：同一个构造函数创建的实例对象的原型是同一个

原型链

由上面的知识可以知道，实例对象具有属性__proto__，会指向原型对象。而原型对象也是对象，所以也会有属性__proto__，也会继续指向它的原型对象。

实例对象在查找属性时，如果查找不到，就会沿着__proto__去它的原型上查找，还找不到，则继续去原型的原型上查找，直到找到或到最顶层为止。这就是原型链的概念。

对象本身的方法(第一层：把方法当成属性)

function Person(name) {
  this.name = name
  this.listenMusic = function () {
    console.log('听音乐')
  }
}
const person = new Person('clz')
console.log(person)
console.log('实例对象本身是否有listenMusic方法', person.hasOwnProperty('listenMusic'))
person.listenMusic()

对象的原型上添加方法(第二层)

function Person(name) {
  this.name = name
}
Person.prototype.listenMusic = function () {
  console.log('听音乐')
}
const person = new Person('clz')
console.log(person)
console.log('实例对象本身是否有listenMusic方法', person.hasOwnProperty('listenMusic'))
person.listenMusic()

原型的原型上的方法(第三层)

function Person(name) {
  this.name = name
}
Person.prototype.__proto__.listenMusic = function () {
  console.log('听音乐')
}
const person = new Person('clz')
console.log(person)
person.listenMusic()

但是呢，没法玩第四层，因为已经到顶了(Object.prototype没有原型(原型为null))

function Person(name) {
  this.name = name
}
Person.prototype.__proto__.__proto__.listenMusic = function () {
  console.log('听音乐')
}
const person = new Person('clz')
console.log(person)
person.listenMusic()

person -> Person.prototype -> Object.prototype -> null

那么，这里就来看看第三层是不是真的是Object.prototype

function Person(name) {
  this.name = name
}
Person.prototype.__proto__.listenMusic = function () {
  console.log('听音乐')
}
const person = new Person('clz')
console.log(person)
console.log(Person.prototype.__proto__ === person.__proto__.__proto__)
console.log(person.__proto__.__proto__ === Object.prototype)   // 这里就是判断处
person.listenMusic()

发现，确实如此。

下面这张图就是原型链的简单图(找不到是在哪里截的图了，侵删)

原型链的作用

为对象设置默认值

利用原型为对象设置默认值。当原型属性与私有属性同名时，删除私有属性之后，可以访问原型属性，即可以把原型属性值作为初始化默认值。

function Person(name) {
  this.name = name
}
Person.prototype.name = '赤蓝紫'
const person = new Person('clz')
console.log(person.name)    // clz
delete person.name
console.log(person.name)    // 赤蓝紫

继承

继承内容部分之后单独写。

扩展原型方法

Array.prototype.test = function () {
  console.log('扩展原型方法: 有风险')
}
const arr = [1, 2, 3]
arr.test()    // 扩展原型方法: 有风险

typeof

typeof是判断类型时大多数人的选择(当然也包括我啦)，但是，判断非基本数据类型(function除外)时，只能得到Object。(null也是，但是null这个属于是历史遗留bug了)。

js 在底层存储变量的时候，会在变量的机器码的低位1-3位存储其类型信息

000：对象
010：浮点数
100：字符串
110：布尔
1：整数

null：所有机器码均为0

undefined：用 −2^30 整数来表示

symbol和bigint是后来新增的数据类型

const num = 123
const str = 'hello'
const bool = true
const n = null
const u = undefined
const sym = Symbol(1)
const big = BigInt(123)
const fun = () => console.log(1)
console.log(typeof num)   // number
console.log(typeof str)   // string
console.log(typeof bool)  // boolean
console.log(typeof n)     // object
console.log(typeof u)     // undefined
console.log(typeof sym)   // symbol			
console.log(typeof big)   //bigint
console.log(typeof fun)   //function

function除外的非基本数据类型

let arr = []
let obj = {
  name: 'clz'
}
let set = new Set([1, 2, 4])
console.log(typeof arr)
console.log(typeof obj)
console.log(typeof set)

清一色object

通过Object.prototype.toString.call(obj)来识别对象类型。会返回"[object Type]"来告诉你所指对象的类型

let arr = []
let obj = {
  name: 'clz'
}
let set = new Set([1, 2, 4])
console.log(Object.prototype.toString.call(arr))  // [object Array]
console.log(Object.prototype.toString.call(obj))  // [object Object]
console.log(Object.prototype.toString.call(set))  // [object Set]

instanceof

instanceof只要右边变量的 prototype 在左边变量的原型链上，就会返回true

function Person(name) {
  this.name = name
}
function Test(name) {
  this.name = name
}

const person = new Person('clz')
console.log(person instanceof Person)   // true
console.log(person instanceof Object)   // true
console.log(person instanceof Test)     // false

普通对象与函数对象

所有的函数都是通过new Function()来创建的，即是函数对象
其他的都是普通对象

function fn1() { }
const fn2 = function () { }
const fn3 = () => { }
const fn4 = new Function()
console.log(typeof fn1)       //function
console.log(typeof fn2)       //function
console.log(typeof fn3)       //function
console.log(typeof fn4)       //function

const obj1 = {}
const obj2 = new Object()
const obj3 = new fn1()
console.log(typeof obj1);     //object 
console.log(typeof obj2);     //object 
console.log(typeof obj3);     //object

上面的例子中，fn1、fn2、fn3、fn4是函数对象，obj1、obj2、obj3是普通对象

Object是构造函数，即也是函数，所以Object也是函数对象，相当于Function的实例，即Object.__proto__ === Function.prototype
Object.prototype是Object构造函数的原型，处于原型链的顶端，Object.prototype.__proto__已经没有可以指向的上层原型，因此其值为null

console.log(typeof Object)    // function
console.log(Object.__proto__ === Function.prototype)    // true
console.log(Object.prototype.__proto__)   // null

Function.prototype是Function的原型，是所有函数对象的原型
Function.prototype是一个普通对象，所以Function.prototype.__proto__ === Object.prototype
Function函数不通过任何东西创建，JS引擎启动时，添加到内存中，所以**Function.__proto__ === Function.prototype**

console.log(typeof Function)    // function
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype)    // true
console.log(Function.__proto__ === Function.prototype)   // true

经典原型链图

总结

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注Devmax的更多内容!