原型与原型链

背景

1994年,网景公司(Netscape)发布了Navigator浏览器0.9版。这是历史上第一个比较成熟的网络浏览器,轰动一时。但是,这个版本的浏览器只能用来浏览,不具备与访问者互动的能力。比如,如果网页上有一栏"用户名"要求填写,浏览器就无法判断访问者是否真的填写了,只有让服务器端判断。如果没有填写,服务器端就返回错误,要求用户重新填写,这太浪费时间和服务器资源了。

因此,网景公司急需一种网页脚本语言,使得浏览器可以与网页互动。工程师Brendan Eich负责开发这种新语言。他觉得,没必要设计得很复杂,这种语言只要能够完成一些简单操作就够了,比如判断用户有没有填写表单。

1994年正是面向对象编程(object-oriented programming)最兴盛的时期,C++是当时最流行的语言,而Java语言的1.0版即将于第二年推出,Sun公司正在大肆造势。

Brendan Eich无疑受到了影响,Javascript里面所有的数据类型都是对象(object),这一点与Java非常相似。但是,他随即就遇到了一个难题,到底要不要设计"继承"机制呢?


Brendan Eich的选择

Brendan Eich不打算引入"类"(class)的概念,因为一旦有了"类",Javascript就是一种完整的面向对象编程语言了,这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。

他考虑到,C++和Java语言都使用new命令,生成实例。因此,他就把new命令引入了Javascript,用来从原型对象生成一个实例对象。但是,Javascript没有"类",怎么来表示原型对象呢?

这时,他想到C++和Java使用new命令时,都会调用"类"的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计,在Javascript语言中,new命令后面跟的不是类,而是构造函数。

举例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型。

function DOG(name){
  this.name = name;
}

对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。

var dogA = nwe DOG('大毛');
  alert(dogA.name); //大毛

注意构造函数中的this关键字,它就代表了新创建的实例对象。


实例对象的缺点

用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法。
比如,在DOG对象的构造函数中,设置一个实例对象的共有属性species。

function DOG(name){
  this.name = name;
  this.species = '犬科';
}

然后,生成两个实例对象:

var dogA = new DOG('大毛')
var dogB =new DOG('二毛')

这两个对象的species属性是独立的,修改其中一个,不会影响到另一个.

dogA.species = '猫科';
alert(dogB.species); // 显示"犬科",不受dogA的影响

每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也是极大的资源浪费。


prototype属性的引入

考虑到这一点,Brendan Eich决定为构造函数设置一个prototype属性。

这个属性包含一个对象(以下简称"prototype对象"),所有实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个对象里面;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面。

实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种是引用的。

还是以DOG构造函数为例,现在用prototype属性进行改写:

function DOG(name){
  this.name = name;
}
DOG.prototype = { species : '犬科' };
  var dogA = new DOG('大毛');
  var dogB = new DOG('二毛');
  alert(dogA.species); // 犬科
  alert(dogB.species); // 犬科

现在,species属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。只要修改了prototype对象,就会同时影响到两个实例对象。

DOG.prototype.species = '猫科';
  alert(dogA.species); // 猫科
  alert(dogB.species); // 猫科


总结

每一个构造函数都设置一个prototype属性,这个属性就指向原型对象。其实原型对象就只是个普通对象,里面存放着所有实例对象需要共享的属性和方法!所以,我们把需要共享的放到原型对象里,把那些不需要共享的属性和方法存在在构造函数里!

每当代码读取某个对象的某个属性的时候,都会执行一次搜索。首先从对象实例本身开始,如果在实例中找到了该属性,则返回该属性的值,如果没有找到,则顺着原型链指针向上,到原型对象中去找,如果如果找到就返回该属性值。

继承实现方式:
为了实现继承,__proto__会指向上一层的原型对象,而上一层的结构依然类似,那么就利用__proto__一直指向Object的原型对象上!Object.prototype.__proto__ = null;表示到达最顶端。如此形成了原型链继承。


image.png
Object.prototype.__proto__
//null
var a = 1
Number.prototype===a.__proto__
//true
a.__proto__.__proto__.__proto__
//null
Function.prototype.__proto__.__proto__
//null

a.__proto__.__proto__ === Object.prototype
//true

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



参考:
Javascript继承机制的设计思想——阮一峰

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