"instanceof 的原理是什麼"?大聲告訴面試官,我知道!

李等等扣丁發表於2019-04-15

在 JavaScript 中,我們通常用 typeof 判斷型別,但是在判斷引用型別的值時,常常會遇到一個問題:無論引用的是什麼型別的物件,都會返回 "object"(當然還有 "function") 。有時候我們需要知道這個引用物件的型別是陣列還是一個包裝物件,這個時候 instanceof 就可以派上用場了。

廢話不多說,先來幾個例子熱身一下,全部都知道同學,請點選右上角的關閉按鈕;模模糊糊的同學,可以繼續閱讀,只要掌握了原理,這些題目真的是易如反掌。

const a = 'abc';
console.log(a instanceof String); // ?

const b = new String('abc');
console.log(b instanceof String); // ?
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console.log(String instanceof String);  // ?
console.log(Object instanceof Object);  // ?
console.log(Function instanceof Function); // ?
console.log(Function instanceof Object); // ?
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一、instanceof 是如何工作的

在 MDN 上是這樣描述 instanceof 的:

instanceof 運算子用於測試建構函式的 prototype 屬性是否出現在物件原型鏈中的任何位置

換句話說,如果A instanceof B,那麼 A 必須是一個物件,而 B 必須是一個合法的 JavaScript 函式。在這兩個條件都滿足的情況下:

判斷 B 的 prototype 屬性指向的原型物件(B.prototype)是否在物件 A 的原型鏈上。

如果在,則為 true;如果不在,則為 false。

下面我們舉一個例子一步步來說明:

function Person() {} 
const p1 = new Person();

p1 instanceof Person; // true
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第一步:每一個建構函式都有一個 prototype 屬性。

instanceof-01

第二步:這個 prototype 屬性指向這個建構函式的原型物件

instanceof-02

第三步:通過 new 關鍵字,可以建立一個建構函式的例項(這裡是 p1),而例項上都有一個 __proto__ 屬性

instanceof-03

第四步:例項上的 __proto__ 屬性也指向建構函式的原型物件,這樣我們就可以得到一張完整的關係圖了

instanceof-04

第五步:p1 instanceof Person ,檢查 B(Person) 的 prototype 屬性指向的原型物件,是否在物件 A(p1) 的原型鏈上。

instanceof-05

經過我們的一步步分解,發現 B(Person) 的 prototype 所指向的原型物件確實在 A(p1) 的原型鏈上,所以我們可以確定 p1 instanceof Person 一定是為 true 的。

我們再深入一點會發現,不僅僅 p1 instanceof Persontruep1 instanceof Object 也為 true ,這又是為什麼呢?

其實,Person 的原型物件上也有一個 __proto__ 屬性,而這個屬性指向 Objectprototype 屬性所指向的原型物件,我們可以在控制檯列印一下:

instanceof-06

既然有這個關係,那我們再完善一下上面的圖:

instanceof-07

通過 Person 的例子,我們知道建構函式 Object 上的 prototype 屬性會指向它的原型物件:

instanceof-08

現在,我們要判斷 p1 instanceof Object 的真假,還記得上面的定義麼?我們再來一遍:

判斷 B 的 prototype 屬性指向的原型物件(B.prototype)是否在物件 A 的原型鏈上。

如果在,則為 true;如果不在,則為 false。

此時,我們發現 B(Object) 的 prototype 屬性所指向的原型物件依然在 A(p1) 的原型鏈上,所以結果為 true

instanceof-09

通過上面的例子我們可以知道,其實 instanceof 的原理非常簡單,就是一個查詢原型鏈的過程,所以只要你理解了原型鏈的相關知識,理解 instanceof 的原理就不會再有問題了。這裡我們稍微總結兩點與instanceof 有關的原型鏈知識:

  1. 所有 JavaScript 物件都有 __proto__ 屬性,只有 Object.prototype.__proto__ === null
  2. 建構函式的 prototype 屬性指向它的原型物件,而建構函式例項的 __proto__ 屬性也指向該原型物件;

二、如何實現一個 instanceof ?

看了上面的過程,其實也很容易給出 instanceof 的實現方式:

function instance_of(left, right) {
  const RP = right.prototype; // 建構函式的原型
  while(true) {
    if (left === null) {
      return false;
    }
    if (left === RP) { // 一定要嚴格比較
      return true;
    }
    left = left.__proto__; // 沿著原型鏈重新賦值
  }
}
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有了上面的實現方法,我們再解釋一下上面的例子:

function Person() {}
const p1 = new Person();
p1 instanceof Object; // 用上面的程式碼解釋它
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第一次賦值

left = p1
right = Object
RP = Object.prototype
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第一次判斷

left !== null 並且 left !== RP ,繼續向上尋找 left 的原型鏈,準備新的賦值。

第二次賦值

left = p1.__proto__ = Person.prototype
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第二次判斷

left !== null 並且 left !== RP ,繼續向上尋找 left 的原型鏈,準備新的賦值。

第三次賦值

left = p1.__proto__.__proto__ = Person.prototype.__proto__
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第三次賦值

left !== null ,此時 left === RP ,返回 true ,函式執行完畢。

三、總結

今天,我們用一個例子,通過畫圖以及程式碼實現兩個角度剖析了 instanceof 的實現原理,其實思路也很簡單,無非就是一個沿原型鏈向上查詢的過程。希望大家可以在以後的面試過程中,不再被" instanceof 的實現原理是什麼?"這樣的面試難住了。

當然,閱讀永遠都只是一種十分被動的學習方法,我還是建議你能自己實踐一下。在文章的開頭有幾個例子,感興趣的同學可以挑選一個例子,自己通過畫圖以及程式碼實現兩種方式再加深一遍理解,相信你會理解的更深刻。

如果文章中錯誤或表述不嚴謹的地方,歡迎指正。

最後,文章會首先發布在我的 Github ,以及公眾號上,歡迎關注。

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