js原型链图解 js原型链图解

js原型链图解

所谓原型链,指的就是图中的proto这一条指针链!

原型链的顶层就是Object.prototype,而这个对象的是没有原型对象的。

可在chrome的控制台里面输入:

 Object.__proto__

输出是:

 function Empty() {}

原型链,如此而已。

 

 

 

 

 

 

对于新人来说,JavaScript的原型是一个很让人头疼的事情,一来prototype容易与__proto__混淆,二来它们之间的各种指向实在有些复杂,其实市面上已经有非常多的文章在尝试说清楚,有一张所谓很经典的图,上面画了各种线条,一会连接这个一会连接那个,说实话我自己看得就非常头晕,更谈不上完全理解了。所以我自己也想尝试一下,看看能不能把原型中的重要知识点拆分出来,用最简单的图表形式说清楚。

我们知道原型是一个对象,其他对象可以通过它实现属性继承。但是尼玛除了prototype,又有一个__proto__是用来干嘛的?长那么像,让人怎么区分呢?它们都指向谁,那么混乱怎么记啊?原型链又是什么鬼?相信不少初学者甚至有一定经验的老鸟都不一定能完全说清楚,下面用三张简单的图,配合一些示例代码来理解一下。

一、prototype和__proto__的区别

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var a = {};
console.log(a.prototype);  //undefined
console.log(a.__proto__);  //Object {}

var b = function(){}
console.log(b.prototype);  //b {}
console.log(b.__proto__);  //function() {}
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/*1、字面量方式*/
var a = {};
console.log(a.__proto__);  //Object {}

console.log(a.__proto__ === a.constructor.prototype); //true

/*2、构造器方式*/
var A = function(){};
var a = new A();
console.log(a.__proto__); //A {}

console.log(a.__proto__ === a.constructor.prototype); //true

/*3、Object.create()方式*/
var a1 = {a:1}
var a2 = Object.create(a1);
console.log(a2.__proto__); //Object {a: 1}

console.log(a.__proto__ === a.constructor.prototype); //false(此处即为图1中的例外情况)
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 什么是原型链?

var A = function(){};
var a = new A();
console.log(a.__proto__); //A {}(即构造器function A 的原型对象)
console.log(a.__proto__.__proto__); //Object {}(即构造器function Object 的原型对象)
console.log(a.__proto__.__proto__.__proto__); //null

 

 
 

我在写一篇图解prototype和__proto__的区别时,搜资料搜到了一个有意思的现象,下面这两个运算返回的结果是一样的:

Function instanceof Object;//true
Object instanceof Function;//true

这个是怎么一回事呢?要从运算符instanceof说起。

一、instanceof究竟是运算什么的?

我曾经简单理解instanceof只是检测一个对象是否是另个对象new出来的实例(例如var a = new Object(),a instanceof Object返回true),但实际instanceof的运算规则上比这个更复杂。

首先w3c上有官方解释(传送门,有兴趣的同学可以去看看),但是一如既往地让人无法一目了然地看懂……

知乎上有同学把这个解释翻译成人能读懂的语言(传送门),看起来似乎明白一些了:

//假设instanceof运算符左边是L,右边是R
L instanceof R 
//instanceof运算时,通过判断L的原型链上是否存在R.prototype
L.__proto__.__proto__ ..... === R.prototype ?
//如果存在返回true 否则返回false

注意:instanceof运算时会递归查找L的原型链,即L.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__...直到找到了或者找到顶层为止。

所以一句话理解instanceof的运算规则为:

instanceof检测左侧的__proto__原型链上,是否存在右侧的prototype原型。

 

二、图解构造器Function和Object的关系

图解构造器Function和Object的关系

我们再配合代码来看一下就明白了:

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//①构造器Function的构造器是它自身
Function.constructor=== Function;//true

//②构造器Object的构造器是Function(由此可知所有构造器的constructor都指向Function)
Object.constructor === Function;//true



//③构造器Function的__proto__是一个特殊的匿名函数function() {}
console.log(Function.__proto__);//function() {}

//④这个特殊的匿名函数的__proto__指向Object的prototype原型。
Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype//true

//⑤Object的__proto__指向Function的prototype,也就是上面③中所述的特殊匿名函数
Object.__proto__ === Function.prototype;//true
Function.prototype === Function.__proto__;//true
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三、当构造器Object和Function遇到instanceof

我们回过头来看第一部分那个“奇怪的现象”,从上面那个图中我们可以看到:

Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype;//true
Object.__proto__ === Function.prototype;//true

所以再看回第一点中我们说的instanceof的运算规则,Function instanceof Object 和 Object instanceof Function运算的结果当然都是true啦!

如果看完以上,你还觉得上面的关系看晕了的话,只需要记住下面两个最重要的关系,其他关系就可以推导出来了:

1、所有的构造器的constructor都指向Function

2、Function的prototype指向一个特殊匿名函数,而这个特殊匿名函数的__proto__指向Object.prototype

 

至于prototype和__proto__的关系如何推导,可以参考我写的上一篇博客《三张图搞懂JavaScript的原型对象与原型链

 

 

 

 

 

 

 

本文尝试阐述Js中原型(prototype)、原型链(prototype chain)等概念及其作用机制。上一篇文章(图解Javascript上下文与作用域)介绍了Js中变量作用域的相关概念,实际上关注的一个核心问题是:“在执行当前这行代码时Js解释器可以获取哪些变量”,而原型与原型链实际上还是关于这一问题。

我们知道,在Js中一切皆为对象(Object),但是Js中并没有类(class);Js是基于原型(prototype-based)来实现的面向对象(OOP)的编程范式的,但并不是所有的对象都拥有prototype这一属性:

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var a = {}; 
console.log(a.prototype);  //=> undefined
 
var b = function(){}; 
console.log(b.prototype);  //=> {}
 
var c = 'Hello'
console.log(c.prototype);  //=> undefined

prototype是每个function定义时自带的属性,但是Js中function本身也是对象,我们先来看一下下面几个概念的差别:

1. functionFunctionObject{}

function是Js的一个关键词,用于定义函数类型的变量,有两种语法形式:

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function f1(){ 
  console.log('This is function f1!');
}
typeof(f1);  //=> 'function'
 
var f2 = function(){ 
  console.log('This is function f2!');
}
typeof(f2);  //=> 'function'

如果用更加面向对象的方法来定义函数,可以用Function

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var f3 = new Function("console.log('This is function f3!');"); 
f3();        //=> 'This is function f3!' 
typeof(f3);  //=> 'function'
 
typeof(Function); //=> 'function'

实际上Function就是一个用于构造函数类型变量的类,或者说是函数类型实例的构造函数(constructor);与之相似有的ObjectStringNumber等,都是Js内置类型实例的构造函数。比较特殊的是Object,它用于生成对象类型,其简写形式为{}

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var o1 = new Object(); 
typeof(o1);      //=> 'object'
 
var o2 = {}; 
typeof(o2);     //=> 'object'
 
typeof(Object); //=> 'function'

2. prototype VS __proto__

清楚了上面的概念之后再来看prototype

Each function has two properties: length and prototype

prototypelength是每一个函数类型自带的两个属性,而其它非函数类型并没有(开头的例子已经说明),这一点之所以比较容易被忽略或误解,是因为所有类型的构造函数本身也是函数,所以它们自带了prototype属性:

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// Node
console.log(Object.prototype);  //=> {} 
console.log(Function.prototype);//=> [Function: Empty] 
console.log(String.prototype);  //=> [String: '']

除了prototype之外,Js中的所有对象(undefinednull等特殊情况除外)都有一个内置的[[Prototype]]属性,指向它“父类”的prototype,这个内置属性在ECMA标准中并没有给出明确的获取方式,但是许多Js的实现(如Node、大部分浏览器等)都提供了一个__proto__属性来指代这一[[Prototype]],我们通过下面的例子来说明实例中的__proto__是如何指向构造函数的prototype的:

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var Person = function(){}; 
Person.prototype.type = 'Person'
Person.prototype.maxAge = 100;
 
var p = new Person(); 
console.log(p.maxAge); 
p.name = 'rainy';
 
Person.prototype.constructor === Person;  //=> true 
p.__proto__ === Person.prototype;         //=> true 
console.log(p.prototype);                 //=> undefined

上面的代码示例可以用下图解释:

Person是一个函数类型的变量,因此自带了prototype属性,prototype属性中的constructor又指向Person本身;通过new关键字生成的Person类的实例p1,通过__proto__属性指向了Person的原型。这里的__proto__只是为了说明实例p1在内部实现的时候与父类之间存在的关联(指向父类的原型),在实际操作过程中实例可以直接通过.获取父类原型中的属性,从而实现了继承的功能。

3. 原型链

清楚了prototype__proto__的概念与关系之后我们会对“Js中一切皆为对象”这句话有更加深刻的理解。进而我们会想到,既然__proto__是(几乎)所有对象都内置的属性,而且指向父类的原型,那是不是意味着我们可以“逆流而上”一直找到源头呢?我们来看下面的例子:

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// Node
var Obj = function(){}; 
var o = new Obj(); 
o.__proto__ === Obj.prototype;  //=> true 
o.__proto__.constructor === Obj; //=> true
 
Obj.__proto__ === Function.prototype; //=> true 
Obj.__proto__.constructor === Function; //=> true
 
Function.__proto__ === Function.prototype; //=> true 
Object.__proto__ === Object.prototype;     //=> false 
Object.__proto__ === Function.prototype;   //=> true
 
Function.__proto__.constructor === Function;//=> true 
Function.__proto__.__proto__;               //=> {} 
Function.__proto__.__proto__ === o.__proto__.__proto__; //=> true 
o.__proto__.__proto__.__proto__ === null;   //=> true

从上面的例子和图解可以看出,prototype对象也有__proto__属性,向上追溯一直到null

new关键词的作用就是完成上图所示实例与父类原型之间关系的串接,并创建一个新的对象;instanceof关键词的作用也可以从上图中看出,实际上就是判断__proto__(以及__proto__.__proto__...)所指向是否父类的原型:

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var Obj = function(){}; 
var o = new Obj();
 
instanceof Obj; //=> true 
instanceof Object; //=> true 
instanceof Function; //=> false
 
o.__proto__ === Obj.prototype; //=> true 
o.__proto__.__proto__ === Object.prototype; //=> true 
o.__proto__.__proto__ === Function;  //=> false

 

 

 

JS面向对象之原型链

 

JS 面向对象之原型链

对象的原型链

  1. 只要是对象就有原型
  2. 原型也是对象
  3. 只要是对象就有原型, 并且原型也是对象, 因此只要定义了一个对象, 那么就可以找到他的原型, 如此反复, 就可以构成一个对象的序列, 这个结构就被成为原型链
  4. 原型链到哪里是一个头?
  5. 一个默认的原型链结构是什么样子的?
  6. 原型链结构对已知语法结构有什么修正?

原型链的结构

  1. 原型链继承就是利用就是修改原型链结构( 增加、删除、修改节点中的成员 ), 从而让实例对象可以使用整个原型链中的所有成员( 属性和方法 )
  2. 使用原型链继承必须满足属性搜索原则

属性搜索原则

  1. 所谓的属性搜索原则, 就是对象在访问属性与方法的时候, 首先在当前对象中查找
  2. 如果当前对象中存储在属性或方法, 停止查找, 直接使用该属性与方法
  3. 如果对象没有改成员, 那么再其原型对象中查找
  4. 如果原型对象含有该成员, 那么停止查找, 直接使用
  5. 如果原型还没有, 就到原型的原型中查找
  6. 如此往复, 直到直到 Object.prototype 还没有, 那么就返回 undefind.
  7. 如果是调用方法就包错, 该 xxxx 不是一个函数

原型链结构图

  1. 构造函数 对象原型链结构图
    function Person (){}; var p = new Person();

  2. {} 对象原型链结构图

  3. [] 数组原型链结构图

  4. Object.prototype 对应的构造函数

  5. div 对应的构造函数
  6. div -> DivTag.prototype( 就是 o ) -> Object.prototype -> null

var o = {
    appendTo: function ( dom ) {
    }
};
function DivTag() {}
DivTag.prototype = o;

var div = new DivTag();

函数的构造函数 Function

在 js 中 使用 Function 可以实例化函数对象. 也就是说在 js 中函数与普通对象一样, 也是一个对象类型( 非常特殊 )

  1. 函数是对象, 就可以使用对象的动态特性
  2. 函数是对象, 就有构造函数创建函数
  3. 函数是函数, 可以创建其他对象(函数的构造函数也是函数)
  4. 函数是唯一可以限定变量作用域的结构

函数是 Function 的实例

new Function( arg0, arg1, arg2, ..., argN, body );
  1. Function 中的参数全部是字符串
  2. 该构造函数的作用是将 参数链接起来组成函数
  • 如果参数只有一个, 那么表示函数体
  • 如果参数有多个, 那么最后一个参数表示新函数体, 前面的所有参数表示新函数的参数
  • 如果没有参数, 表示创建一个空函数
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