JavaScript prototype

謙行發表於2013-08-27
JavaScript

用過JavaScript的同學們肯定都對prototype如雷貫耳，但是這究竟是個什麼東西卻讓初學者莫衷一是，只知道函式都會有一個prototype屬性，可以為其新增函式供例項訪問，其它的就不清楚了，最近看了一些 JavaScript高階程式設計，終於揭開了其神祕面紗。

每個函式都有一個prototype屬性，這個屬性是指向一個物件的引用，這個物件稱為原型物件，原型物件包含函式例項共享的方法和屬性，也就是說將函式用作建構函式呼叫（使用new操作符呼叫）的時候，新建立的物件會從原型物件上繼承屬性和方法。

私有變數、函式

在具體說prototype前說幾個相關的東東，可以更好的理解prototype的設計意圖。之前寫的一篇JavaScript 名稱空間部落格提到過JavaScript的函式作用域，在函式內定義的變數和函式如果不對外提供介面，那麼外部將無法訪問到，也就是變為私有變數和私有函式。

function Obj(){
                var a=0; //私有變數
                var fn=function(){ //私有函式
                    
                }
            }

這樣在函式物件Obj外部無法訪問變數a和函式fn，它們就變成私有的，只能在Obj內部使用，即使是函式Obj的例項仍然無法訪問這些變數和函式

var o=new Obj();
            console.log(o.a); //undefined
            console.log(o.fn); //undefined

靜態變數、函式

當定義一個函式後通過 “.”為其新增的屬性和函式，通過物件本身仍然可以訪問得到，但是其例項卻訪問不到，這樣的變數和函式分別被稱為靜態變數和靜態函式，用過Java、C#的同學很好理解靜態的含義。

function Obj(){
                
            }
            
            Obj.a=0; //靜態變數
            
            Obj.fn=function(){ //靜態函式
                    
            }
            
            console.log(Obj.a); //0
            console.log(typeof Obj.fn); //function
            
            var o=new Obj();
            console.log(o.a); //undefined
            console.log(typeof o.fn); //undefined

例項變數、函式

在物件導向程式設計中除了一些庫函式我們還是希望在物件定義的時候同時定義一些屬性和方法，例項化後可以訪問，JavaScript也能做到這樣

function Obj(){
                this.a=[]; //例項變數
                this.fn=function(){ //例項方法
                    
                }
            }
            
            console.log(typeof Obj.a); //undefined
            console.log(typeof Obj.fn); //undefined
            
            var o=new Obj();
            console.log(typeof o.a); //object
            console.log(typeof o.fn); //function

這樣可以達到上述目的，然而

function Obj(){
                this.a=[]; //例項變數
                this.fn=function(){ //例項方法
                    
                }
            }
            
            var o1=new Obj();
            o1.a.push(1);
            o1.fn={};
            console.log(o1.a); //[1]
            console.log(typeof o1.fn); //object
            var o2=new Obj();
            console.log(o2.a); //[]
            console.log(typeof o2.fn); //function

上面的程式碼執行結果完全符合預期，但同時也說明一個問題，在o1中修改了a和fn，而在o2中沒有改變，由於陣列和函式都是物件，是引用型別，這就說明o1中的屬性和方法與o2中的屬性與方法雖然同名但卻不是一個引用，而是對Obj物件定義的屬性和方法的一個複製。

這個對屬性來說沒有什麼問題，但是對於方法來說問題就很大了，因為方法都是在做完全一樣的功能，但是卻又兩份複製，如果一個函式物件有上千和例項方法，那麼它的每個例項都要保持一份上千個方法的複製，這顯然是不科學的，這可腫麼辦呢，prototype應運而生。

prototype

無論什麼時候，只要建立了一個新函式，就會根據一組特定的規則為該函式建立一個prototype屬性，預設情況下prototype屬性會預設獲得一個constructor(建構函式)屬性，這個屬性是一個指向prototype屬性所在函式的指標，有些繞了啊，寫程式碼、上圖！

function Person(){
                
            }

image

根據上圖可以看出Person物件會自動獲得prototyp屬性，而prototype也是一個物件，會自動獲得一個constructor屬性，該屬性正是指向Person物件。

當呼叫建構函式建立一個例項的時候，例項內部將包含一個內部指標（很多瀏覽器這個指標名字為__proto__）指向建構函式的prototype，這個連線存在於例項和建構函式的prototype之間，而不是例項與建構函式之間。

function Person(name){
                this.name=name;
            }
            
            Person.prototype.printName=function(){
                alert(this.name);
            }
            
            var person1=new Person('Byron');
            var person2=new Person('Frank');

 

image

Person的例項person1中包含了name屬性，同時自動生成一個__proto__屬性，該屬性指向Person的prototype，可以訪問到prototype內定義的printName方法，大概就是這個樣子的

image

寫段程式測試一下看看prototype內屬性、方法是能夠共享

function Person(name){
                this.name=name;
            }
            
            Person.prototype.share=[];
            
            Person.prototype.printName=function(){
                alert(this.name);
            }
            
            var person1=new Person('Byron');
            var person2=new Person('Frank');
            
            person1.share.push(1);
            person2.share.push(2);
            console.log(person2.share); //[1,2]

果不其然！實際上當程式碼讀取某個物件的某個屬性的時候，都會執行一遍搜尋，目標是具有給定名字的屬性，搜尋首先從物件例項開始，如果在例項中找到該屬性則返回，如果沒有則查詢prototype，如果還是沒有找到則繼續遞迴prototype的prototype物件，直到找到為止，如果遞迴到object仍然沒有則返回錯誤。同樣道理如果在例項中定義如prototype同名的屬性或函式，則會覆蓋prototype的屬性或函式。

function Person(name){
                this.name=name;
            }
            
            Person.prototype.share=[];

            var person=new Person('Byron');
            person.share=0;
            
            console.log(person.share); //0而不是prototype中的[]

構造簡單物件

當然prototype不是專門為解決上面問題而定義的，但是卻解決了上面問題。瞭解了這些知識就可以構建一個科學些的、複用率高的物件，如果希望例項物件的屬性或函式則定義到prototype中，如果希望每個例項單獨擁有的屬性或方法則定義到this中，可以通過建構函式傳遞例項化引數。

function Person(name){
                this.name=name;
            }
            
            Person.prototype.share=[];
            
            Person.prototype.printName=function(){
                alert(this.name);
            }

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