JS基礎-函式、物件和原型、原型鏈的關係

OBKoro1發表於2019-08-26

JS的原型、原型鏈一直是比較難理解的內容,不少初學者甚至有一定經驗的老鳥都不一定能完全說清楚,更多的"很可能"是一知半解,而這部分內容又是JS的核心內容,想要技術進階的話肯定不能對這個概念一知半解,碰到問題靠“猜”,卻不理解它的規則!

prototype

只有函式有prototype屬性

let a = {}
let b = function () { }
console.log(a.prototype) // undefined
console.log(b.prototype) // { constructor: function(){...} }
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Object.prototype怎麼解釋?

其實Object是一個全域性物件,也是一個建構函式,以及其他基本型別的全域性物件也都是建構函式:

function outTypeName(data, type) {
    let typeName =  Object.prototype.toString.call(data)
    console.log(typeName)
}
outTypeName(Object) //[object Function]
outTypeName(String) // [object Function]
outTypeName(Number) // [object Function]
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為什麼只有函式有prototype屬性

JS通過new來生成物件,但是僅靠建構函式,每次生成的物件都不一樣。

有時候需要在兩個物件之間共享屬性,由於JS在設計之初沒有類的概念,所以JS使用函式的prototype來處理這部分需要被共享的屬性,通過函式的prototype來模擬類:

當建立一個函式時,JS會自動為函式新增prototype屬性,值是一個有constructor的物件。

以下是共享屬性prototype的栗子:

function People(name) {
    this.name = name
}
People.prototype.age = 23 // 歲數
// 建立兩個例項
let People1 = new People('OBKoro1')
let People2 = new People('扣肉')
People.prototype.age = 24 // 長大了一歲
console.log(People1.age, People2.age) // 24 24
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為什麼People1People2可以訪問到People.prototype.age

原因是:People1People2的原型是People.prototype,答案在下方的:建構函式是什麼以及它做了什麼。

原型鏈

__proto__Object.getPrototypeOf(target): 物件的原型

__proto__是物件例項和它的建構函式之間建立的連結,它的值是:建構函式的`prototype。

也就是說:__proto__的值是它所對應的原型物件,是某個函式的prototype

Object.getPrototypeOf(target)全等於__proto__

它是ES6的標準,相容IE9,主流瀏覽器也都支援,MDN,本文將以Object.getPrototypeOf(target)指代__proto__

不要再使用__proto__:

本段摘自阮一峰-ES6入門,具體解析請點選連結檢視

  1. __proto__屬性沒有寫入 ES6 的正文,而是寫入了附錄。

  2. 原因是它本質上是一個內部屬性,而不是一個正式的對外的 API,只是由於瀏覽器廣泛支援,才被加入了 ES6

  3. 標準明確規定,只有瀏覽器必須部署這個屬性,其他執行環境不一定需要部署,而且新的程式碼最好認為這個屬性是不存在的

  4. 所以無論從語義的角度,還是從相容性的角度,都不要使用這個屬性,應該使用:Object.getPrototypeOf(target)(讀操作)、Object.setPrototypeOf(target)(寫操作)、Object.create(target)(生成操作)代替

建構函式是什麼、它做了什麼

出自《你不知道的js》:在js中, 實際上並不存在所謂的'建構函式',只有對於函式的'構造呼叫'。

上文一直提到建構函式,所謂的建構函式,實際上就是通過關鍵字new來呼叫的函式:

let newObj = new someFn() // 構造呼叫函式
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構造/new呼叫函式的時候做了什麼

  1. 建立一個全新的物件。
  2. 這個新物件的原型(Object.getPrototypeOf(target))指向建構函式的prototype物件。
  3. 該函式的this會繫結在新建立的物件上。
  4. 如果函式沒有返回其他物件,那麼new表示式中的函式呼叫會自動返回這個新物件。
  5. 我們稱這個新物件為建構函式的例項。

原型繼承就是利用構造呼叫函式的特性

SubType.prototype = new SuperType();  // 原型繼承:SubType繼承SuperType
SubType.prototype.constructor = SubType // 重新指定constructor指向 方便找到建構函式
// 掛載SuperType的this和prototype的屬性和方法到SubType.prototype上
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  1. 構造呼叫的第二點:將新物件的Object.getPrototypeOf(target)指向函式的prototype
  2. 構造呼叫的第三點:該函式的this會繫結在新建立的物件上。(所以父類this宣告的屬性被所有子類例項共享)
  3. 新物件賦值給SubType.prototype

原型鏈是什麼

來看個例子:

function foo() { }
const newObj = new foo() // 構造呼叫foo 返回一個新物件
const newObj__proto__ = Object.getPrototypeOf(newObj) // 獲取newObj的原型物件
newObj__proto__ === foo.prototype // true 驗證newObj的原型指向foo
const foo__proto__ = Object.getPrototypeOf(foo.prototype) // 獲取foo.prototype的原型
foo__proto__ === Object.prototype // true foo.prototype的原型是Object.prototype
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如果用以前的語法,從newObj查詢foo的原型,是這樣的:

newObj.__proto__.__proto__ // 這種關係就是原型鏈
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可以用以下三句話來理解原型鏈

  1. 每個物件都擁有一個原型物件: newObj的原型是foo.prototype
  2. 物件的原型可能也是繼承其他原型物件的: foo.prototype也有它的原型Object.prototype
  3. 一層一層的,以此類推,這種關係就是原型鏈

一個物件是否在另一個物件的原型鏈上

如果一個物件存在另一個物件的原型鏈上,我們可以說:它們是繼承關係。

判斷方式有兩種,但都是根據建構函式的prototype是否在原型鏈上來判斷的:

  1. instanceof: 用於測試建構函式的prototype屬性是否出現在物件的原型鏈中的任何位置

語法:object instanceof constructor

let test = function () { }
let testObject = new test();
testObject instanceof test // true test.prototype在testObject的原型鏈上
 testObject instanceof Function // false Function.prototype 不在testObject的原型鏈上
testObject instanceof Object // true Object.prototype在testObject的原型鏈上
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  1. isPrototypeOf:測試一個物件是否存在於另一個物件的原型鏈上

語法:prototypeObj.isPrototypeOf(object)

let test = function () { }
let testObject = new test();
test.prototype.isPrototypeOf(testObject) // true test.prototype在testObject的原型鏈上
Object.prototype.isPrototypeOf(testObject) // true Object.prototype在testObject的原型鏈上
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原型鏈的終點: Object.prototype

Object.prototype是原型鏈的終點,所有物件都是從它繼承了方法和屬性。

Object.prototype沒有原型物件

const proto = Object.getPrototypeOf(Object.prototype) // null
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下面是兩個驗證例子,有疑慮的同學多寫幾個測試用例印證一下。

字串原型鏈的終點Object.prototype

let test = '由String函式構造出來的'
let stringPrototype = Object.getPrototypeOf(test) // 字串的原型
stringPrototype === String.prototype // true 字串的原型是String物件
Object.getPrototypeOf(stringPrototype) === Object.prototype // true String物件的原型是Object物件
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函式原型鏈的終點:Object.prototype

let test = function () { }
let fnPrototype = Object.getPrototypeOf(test)
fnPrototype === Function.prototype // true test的原型是Function.prototype
Object.getPrototypeOf(Function.prototype) === Object.prototype // true
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原型鏈用來做什麼?

屬性查詢:

如果試圖訪問物件(例項instance)的某個屬性,會首先在物件內部尋找該屬性,直至找不到,然後才在該物件的原型(instance.prototype)裡去找這個屬性,以此類推

我們用一個例子來形象說明一下:

let test = '由String函式構造出來的'
let stringPrototype = Object.getPrototypeOf(test) // 字串的原型
stringPrototype === String.prototype // true 字串的原型是String物件
Object.getPrototypeOf(stringPrototype) === Object.prototype // true String物件的原型是Object物件
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當你訪問test的某個屬性時,瀏覽器會進行以下查詢:

  1. 瀏覽器首先查詢test 本身
  2. 接著查詢它的原型物件:String.prototype
  3. 最後查詢String.prototype的原型物件:Object.prototype
  4. 一旦在原型鏈上找到該屬性,就會立即返回該屬性,停止查詢。
  5. 原型鏈上的原型都沒有找到的話,返回undefiend

這種查詢機制還解釋了字串為何會有自帶的方法: slice/split/indexOf等。

準確的說:

  • 這些屬性和方法是定義在String這個全域性物件/函式上的。
  • 字串的原型指向了String函式的prototype
  • 之後通過查詢原型鏈,在String函式的prototype中找到這些屬性和方法。

拒絕查詢原型鏈:

hasOwnProperty: 指示物件自身屬性中是否具有指定的屬性

語法:obj.hasOwnProperty(prop)

引數: prop 要查詢的屬性

返回值: 用來判斷某個物件是否含有指定的屬性的Boolean

let test ={ 'OBKoro1': '扣肉' }
test.hasOwnProperty('OBKoro1');  // true
test.hasOwnProperty('toString'); // false test本身沒查詢到toString 
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這個API是掛載在object.prototype上,所有物件都可以使用,API會忽略掉那些從原型鏈上繼承到的屬性。

擴充套件:

例項的屬性

你知道建構函式的例項物件上有哪些屬性嗎?這些屬性分別掛載在哪個地方?原因是什麼?

function foo() {
    this.some = '222'
    let ccc = 'ccc'
    foo.obkoro1 = 'obkoro1'
    foo.prototype.a = 'aaa'
}
foo.koro = '扣肉'
foo.prototype.test = 'test'
let foo1 = new foo() // `foo1`上有哪些屬性,這些屬性分別掛載在哪個地方
foo.prototype.test = 'test2' // 重新賦值
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上面這道是考察JS基礎的題,很多人都沒說對,原因是沒有徹底掌握this原型鏈函式

想一下再看解析:

想一下再看解析:

想一下再看解析:

想一下再看解析:

想一下再看解析:

  1. this.somefoo1物件的屬性

通過構造呼叫foothis指向foo1,所以this.some掛載在foo1物件下。

屬性查詢: foo1.some

foo1.some直接讀取foo1的屬性。

  1. foo1.testfoo1.afoo1物件的原型

根據上文提到的:構造/new呼叫函式的時候會建立一個新物件(foo1),自動將foo1的原型(Object.getPrototypeOf(foo1))指向建構函式的prototype物件。

構造呼叫會執行函式,所以foo.prototype.a = 'aaaaa'也會執行,單就賦值這個層面來說寫在foo外面和寫在foo裡面是一樣的。

屬性查詢:foo1.testfoo1.a

  • foo1本身沒有找到,繼續查詢
  • foo1的原型Object.getPrototypeOf(foo1)上找到了atest,返回它們,停止查詢。
  1. foo1.obkoro1foo1.koro:返回undefined

靜態屬性: foo.obkoro1foo.koro

函式在JS中是一等公民,它也是一個物件, 用來模擬類。

這兩個屬性跟foo1沒有關係,它是物件foo上的兩個屬性(類似函式的:arguments/prototype/length等屬性),稱為靜態屬性

它們只能通過foo.obkoro1foo.koro來訪問。

原型物件改變,原型鏈下游獲取的值也會改變

上面那個例子中的foo1.test的值是什麼?

foo.prototype.test = 'test'
let foo1 = new foo() // `foo1`上有哪些屬性,這些屬性分別掛載在哪個地方
foo.prototype.test = 'test2' // 重新賦值
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foo1.test的值是test2,原因是:foo1的原型物件是Object.getPrototypeOf(foo1)存的指標,指向foo.prototype的記憶體地址,不是拷貝,每次讀取的值都是當前foo.prototype的最新值。

列印foo1

JS基礎-函式、物件和原型、原型鏈的關係

小結

寫了好幾天,之前網上很多圖文部落格,那些線指來指去,就我個人看來還是比較難以理解的,所以本文純文字的形式來描述這些概念,相信認真看完的同學肯定都有所收穫,如果沒看懂的話,建議多看幾遍,這部分概念真的很重要!

PS:實際上還有很多引申出來的東西沒寫全,準備放到其他文章中去寫。

覺得我的部落格對你有幫助的話,就給我點個Star吧!

前端進階積累公眾號GitHub、wx:OBkoro1、郵箱:obkoro1@foxmail.com

以上2019/8/25

作者:OBKoro1

參考資料:

MDN:物件原型

JS原型鏈與繼承別再被問倒了

從__proto__和prototype來深入理解JS物件和原型鏈

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