理解js中的[[Prototype]]

在面向对象设计中,最多被使用的就是类了。但是js中没有类的概念,也就没有继承等一系列相应的操作。然后会有一种仿类的方式,实现继承方式,其中就使用到了一种重要的概念:[[Prototype]],但是要如何理解[[Prototype]],什么才是[[Prototype]],该如何使用呢?

  1. [[Prototype]]是什么?

    先看一段代码:

    // case1
    function Fun(name){
        this.name = name
    }
    var obj = new Fun('obj')
    console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Fun.prototype)
    console.log(obj.__proto__ === Fun.prototype)
    输出:
    true
    true
    
    // case2
    var a={
        name: 'a'
    }
    var b = Object.create(a)
    console.log(b.name)
    console.log(Object.getPrototypeOf(b) == a)
    输出:
    a
    true
    

    如case1中通过构造函数方式调用方法Fun新生成对象,通过Object.getPrototypeof方法获取到对象的[[Prototype]]链指向了Fun.prototype属性值。(其实有些浏览器中支持__proto__获取对象的[[Prototype]]链)

    case2中通过Object.create方式创建一个新对象b关联到对象a,b的prototype指向了a,此时虽然b对象没有属性name,但是console.log(b.name)输出了a。此处prototype就起到了重要的作用。js中获取一个对象的属性值涉及到对象的[[Get]]操作:先从对象的直接属性里面找寻,如果未找到,此时会沿着对象的[[Prototype]]链上找寻,直至最顶层的[[Prototype]](一般Object.prototype为最顶层),如果还未找到,就会返回undefined,这也很好的解释了b.name

    prototype只是对象中的一个属性,它让对象可以关联到另外一个对象。

    prototype会影响到js中的[[Get]]操作和[[Put]]操作,至于如何影响[[Get]]操作上述已描述过,下面描述下[[Put]]操作

    再看段代码:

    var a={
        name: 'a',
        set id(val){
            this._id_=val
        },
        get id(){
            return this._id_
        }
    }
    Object.defineProperty(a,'desc',{
        writable:false,
        value: 'desc of a'
    })
    var b = Object.create(a)
    // case1:writable=true属性
    b.name = 'b'
    console.log('a.name:' + a.name)     // a.name:a
    console.log('b.name:' + b.name)     // b.name:b
    // case2:writable=false 属性
    b.desc='desc of b'                  // 默认无效,在strict模式下会报错!!
    console.log('a.desc:' + a.desc)     // a.desc:desc of a
    console.log('b.desc:' + b.desc)     // b.desc:desc of a
    // case3:setter属性
    b.id = 'b_id'
    console.log('a.id:' + a.id)         // a.id:undefined
    console.log('b.id:' + b.id)         // b.id:b_id
    
    

    当给对象属性赋值时会执行[[Put]]操作,如果属性直属于该对象,则直接更改属性值。如果属性不直属于该对象同时也不存在对象的[[Prototype]]链上时,直接给该对象创建该属性并赋值。如存在于[[Prototype]]链上时,就像上面的代码示例中表现的那样:

    1. 如果该属性可写,此时则在对象上创建同样的属性并赋值,此时屏蔽了[[Prototype]]链上的属性值。
    2. 如果该属性不可写,若运行在非严格模式下,代码默认无效,若在严格模式下,会抛错。
    3. 如果属性是一个setter,此时执行该setter,然后也会在对象上创建同样的属性并赋值,屏蔽[[Prototype]]链上的属性值。

    由此可以得出结论:对象中的[[Prototype]]其实是其中的一个属性,用来关联到另外一个对象。它起到了一个委托关联的作用,可以访问到被关联对象中的属性、方法。类似于其余面向对象语言中的类继承概念,只是类似,其中并唔发生类继承中的拷贝操作。

  2. prototype使用场景?
    基本上了解到了[[Prototype]]链,那么会在那些场景中使用呢?
    主要应用于“类”继承中。
    js中很多场景会被设计成:将众多操作对象抽象成一个抽象的"类",然后定义n多“子类”,通过重写继承过来的方法实现“伪多态”的现象。
    代码示例:

    function View(name){
        this.name = name
    }
    View.prototype.print= function(){
        console.log(this.name)
    }
    
    function IView(name, id){
        View.call(this,name)
        this.id = id
    }
    // ES5
    IView.prototype=Object.create(View.prototype)
    // Object.setPrototypeOf(IView.prototype, View.prototype) ES6
    
    IView.prototype.print=function(){
        View.prototype.print.call(this)
        console.log('name:%s,id:%s',this.name,this.id)
    }
    var v = new IView('iview', 1)
    v.print()
    // 输出: 
    iview
    name:iview,id:1
    

    上述代码中定义了两个“类”:View和IView,然后通过IView.prototype=Object.create(View.prototype),看上去让IView继承View,再重写View原型链中的方法print。
    当然要实现上述功能,并非要通过创造伪类(构造函数方式调用/new 函数调用)的方式。因为上面代码中虽然IView看上去继承View,但是实质上并没有像继承一样拷贝一份View中的内容到IView中,只是通过[[Prototype]]方式让IView关联到View上。这样就不是真正意义上类继承的操作方式了。

    下面介绍种通过关联的方式(符合js特征)

    var View={
        init(name){
            this.name = name
        },
        print(){
            console.log(this.name)
        }
    }
    
    var IView = Object.create(View)
    IView.set=function(name,id){
        this.init(name)
        this.id=id
    }
    // **注意此处不可再定义IView.init方法,否则会出现循环调用(报错:RangeError: Maximum call stack size exceeded)**
    IView.show=function(){
        this.print()
        console.log('name:%s,id:%s',this.name,this.id)
    }
    
    var v = Object.create(IView)
    v.set('iview',2)
    v.show()
    // 输出:
    iview
    name:iview,id:2
    

    上述通过Object.create方式将IView的[[Prototype]]指向了View,然后再创建对象关联到IView对象上。同样实现了上述代码片断1中的效果。

  3. ES6中的语法糖class
    ES6中引入了class关键字语法糖,从此不需要通过改写Prototype,像上述第一段代码中的方式实现"类"继承了。
    将上述代码用class改写:

    class View {
        construtor(name){
            this.name = name
        }
        print(){
            console.log(this.name)
        }
    }
    
    class IView extends View {
        construtor(name,id){
            super(name)
            this.id=id
        }
        print(){
            super.print()
            console.log('name:%s,id:%s',this.name,this.id)
        }
    }
    
    var v = new IView('iview',3)
    v.print()
    

最后(Last but not least)


[[Prototype]]原型链提供了一个对象关联到另一个对象的方式。js中被没有类的概念,实现类似的类继承的方式,可以通过委托关联的形式实现我们想要的需求,这样更有利于加深我们对js中[[Prototype]]的理解。


参考资料:[美]KYLE SIMPSON著 赵望野 梁杰 译 《你不知道的javascript》上卷

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