JavaScript中的原型prototype完全解析
要理解JS中的prototype, 首先必须弄清楚以下几个概念
1. JS中所有的东西都是对象
2. JS中所有的东西都由Object衍生而来, 即所有东西原型链的终点指向Object.prototype
// ["constructor", "toString", "toLocaleString", "valueOf", "hasOwnProperty", "isPrototypeOf",
// "propertyIsEnumerable", "__defineGetter__", "__lookupGetter__", "__defineSetter__",
// "__lookupSetter__"]
console.log(Object.getOwnPropertyNames(Object.prototype));
3. JS中构造函数和实例(对象)之间的微妙关系
构造函数通过定义prototype来约定其实例的规格, 再通过 new 来构造出实例, 他们的作用就是生产对象.
而构造函数(方法)本身又是方法(Function)的实例, 因此也可以查到它的__proto__(原型链)
Object / function F() {} 这样子的就是构造函数啦, 一个是JS原生API提供的, 一个是自定义的
new Object() / new F() 这样子的就是实例啦
实例就"只能"查看__proto__来得知自己是基于什么prototype被制造出来的,
而"不能"再重新定义实例的prototype妄想创造出实例的实例了.
实践出真知, 只有自己动手观察/思考才能真正领悟:
// 先来看看构造函数到底是什么
// function Empty() {} function Empty() {}
console.log(Function.prototype, Function.__proto__);
// Object {} function Empty() {}
console.log(Object.prototype, Object.__proto__);
function F() {}
// F {} function Empty() {}
console.log(F.prototype, F.__proto__);
你可能已经晕了, 我们来分解一下。
prototype
prototype输出的格式为: 构造函数名 原型
首先看下Object.prototype输出了什么?
Object {} -> 前面的Object为构造函数的名称, 后面的那个表示原型, 这里是一个{}, 即一个Object对象的实例(空对象)
那么 F {} 我们就明白是什么意思了, F 就是构造函数的名称, 原型也是一个空对象
// 再来看看由构造函数构造出来的实例
var o = new Object(); // var o = {};
// undefined Object {}
console.log(o.prototype, o.__proto__);
function F() {}
var i = new F();
// undefined F {}
console.log(i.prototype, i.__proto__);
我们再深入一点, 定义下 F 的原型看看到底会发生些什么?
function F() {}
F.prototype.a = function() {};
var i = new F();
// undefined F {a: function}
console.log(i.prototype, i.__proto__);
这样我们就清楚的看到 i 是由 F 构造出来的, 原型是 {a: function}, 就是原本的空对象原型新增了一个 a 方法
我们再换一种情况, 完全覆盖 F 的原型会怎么样?
function F() {}
F.prototype = {
a: function() {}
};
var i = new F();
// undefined Object {a: function}
console.log(i.prototype, i.__proto__);
咦~ 为什么这里表明 i 是由 Object 构造出来的? 不对吧!
因为我们完全将 F 的prototype覆盖, 其实也就是将原型指定为对象{a: function}, 但这会造成原本的constructor信息丢失, 变成了对象{a: function}指定的constructor.
那么对象{a: function}的constructor是什么呢?
因为对象{a: function}其实就相对于
var o = {a: function() {}} // new了一个Object
那么o的constructor当然是 Object 啦
我们来纠正下这个错误
function F() {}
F.prototype = {
a: function() {}
}
// 重新指定正确的构造函数
F.prototype.constructor = F;
var i = new F();
// undefined F {a: function, constructor: function}
console.log(i.prototype, i.__proto__);
现在又能得到正确的原型信息了~
原型链
然后来看看什么原型链又是个什么东西?
简单的来讲和OOP中的继承关系(链)是一样的, 一层一层往上找, 直至最终的 Object.prototype
最最关键的是要弄清楚JS中哪些东西是(实例)对象, 这个简单了, JS中所有东西都是对象!
再要弄清楚就是任何一个对象都是有一个原型的!
那么我们来证明一下:
Object // 这是一个函数, 函数是 Function 的实例对象, 那么就是由 Function 构造出来的
Object.__proto__ == Function.prototype // 那么Object的原型, true
// 这个是一个普通对象了, 因此属于 Object 的实例
Function.prototype.__proto__ == Object.prototype // true
// 这已经是原型链的最顶层了, 因此最终的指向 null
Object.prototype.__proto__ == null // true
Function // 这也是一个函数, 没错吧!
Function.__proto__ == Function.prototype // true
function A() {} // 这是一个自定义的函数, 终归还是一个函数, 没错吧!
A.__proto__ == Function.prototype // 任何函数都是 Function 的实例, 因此A的原型是?
var a = new A()
a.__proto__ == A.prototype // 实例a是由A构造函数构造出来的, 因此a的原型是由A的prototype属性定义的
A.prototype.__proto__ == Object.prototype // 普通对象都是 Object 的示例
Prototype和__proto__
每一个对象都包含一个__proto__，指向这个的对象的“原型”。
类似的事情是，每一个函数都包含一个prototype，这个prototype对象干什么的了？
咱们看看如下代码，用构造函数来创建一个对象（上面是用字面量的形式创建对象）。
function Foo(){};
var foo = new Foo();
console.log(foo.__proto__);
试想想，这个foo对象的__proto__会指向什么？
一个包含constructor属性的对象？看不太懂没关系，把函数Foo的prototype属性打印出来，对比一下就知道了。
function Foo(){};
var foo = new Foo();
console.log(foo.__proto__);
console.log(Foo.prototype);
console.log(foo.__proto__ === Foo.prototype);
原来，new出来的对象foo的__proto__就只指向函数Foo的prototype。
foo.__proto__ --> Foo.prototype
JS这么设计有何意义了？回忆下上面说的，在JS的世界中，对象不是根据类（模具）创建出来的，而是从原型（另一个对象）衍生出来的。
当我们执行new操作创建一个新的对象时，先不深入new操作的具体实现，但有一点我们是肯定的——就是为新对象的__proto__指向一个原型对象。
就刚才这段代码
function Foo(){};
var foo = new Foo();
foo.__proto__到底要指向谁了？你怎么不能指向Foo这个函数本身吧，虽然函数也是对象，这个有机会会详细讲。但如何foo.__proto__指向Foo固然不合适，因为Foo是一个函数，有很多逻辑代码，foo作为一个对象，继承逻辑处理没有任何意义，它要继承的是“原型对象”的属性。
所以，每个函数会自动生成一个prototype对象，由这个函数new出来的对象的__proto__就指向这个函数的prototype。
foo.__proto__ --> Foo.prototype
总结
说了这么多，感觉还是没完全说清楚，不如上一张图。我曾经参考过其他网友的图，但总觉得哪里没说清楚，所以我自己画了一张图，如果觉得我的不错，请点个赞！（老子可是费了牛劲才画出来）。
咱们就着这张图，记住如下几个事实：
1. 每个对象中都有一个_proto_属性。
JS世界中没有类（模具）的概念，对象是从另一个对象（原型）衍生出来的，所以每个对象中会有一个_proto_属性指向它的原型对象。（参考左上角的那个用字面量形式定义的对象obj，它在内存中开辟了一个空间存放对象自身的属性，同时生成一个_proto_指向它的原型——顶层原型对象。）
2. 每个函数都有一个prototype属性。
“构造函数”为何叫构造函数，因为它要构造对象。那么根据上面第一条事实，构造出来的新对象的_proto_属性指向谁了？总不能指向构造函数自身，虽然它也是个对象，但你不希望新对象继承函数的属性与方法吧。所以，在每个构造函数都会有一个prototype属性，指向一个对象作为这个构造函数构造出来的新对象的原型。
3. 函数也是对象。
每个函数都有一些通用的属性和方法，比如apply()/call()等。但这些通用的方法是如何继承的呢？函数又是怎么创建出来的呢？试想想，一切皆对象，包括函数也是对象，而且是通过构造函数构造出来的对象。那么根据上面第二条事实，每个函数也会有_proto_指向它的构造函数的prototype。而这个构造函数的函数就是Function，JS中的所有函数都是由Function构造出来的。函数的通用属性与方法就存放在Function.prototype这个原型对象上。