「思维导图学前端 」一文搞懂Javascript对象，原型，继承

原创@大前端技术沙龙

前言

去年开始我给自己画了一张知识体系的思维导图，用于规划自己的学习范围和方向。但是我犯了一个大错，我的思维导图只是一个全局的蓝图，而在学习某个知识点的时候没有系统化，知识太过于零散，另一方面也很容易遗忘，回头复习时没有一个提纲，整体的学习效率不高。意识到这一点，我最近开始用思维导图去学习和总结具体的知识点，效果还不错。试想一下，一张思维导图的某个端点是另一张思维导图，这样串起来的知识链条是多么“酸爽”！当然，YY一下就好了，我保证你没有足够的时间给所有知识点都画上思维导图，挑重点即可。

提纲思路

当我们要研究一个问题或者知识点时，关注点无非是：

1. 是什么？

2. 做什么？

3. 为什么？

很明显，搞懂“是什么”是最最基础的，而这部分却很重要。万丈高楼平地起，如果连基础都不清楚，何谈应用实践（“做什么”），更加也不会理解问题的本质（“为什么”）。

而要整理一篇高质量的思维导图，必须充分利用“总-分”的思路，首先要形成一个基本的提纲，然后从各个方面去延伸拓展，最后得到一棵较为完整的知识树。分解知识点后，在细究的过程中，你可能还会惊喜地发现一个知识点的各个组成部分之间的关联，对知识点有一个更为饱满的认识。

梳理提纲需要对知识点有一个整体的认识。如果是学习比较陌生的领域知识，我的策略是从相关书籍或官方文档的目录中提炼出提纲。

下面以我复习javascript对象这块知识时的一些思路为例说明。

javascript对象

在复习javascript对象这块知识时，我从过往的一些使用经验，书籍，文档资料中提炼出了这么几个方面作为提纲，分别是：

• 对象的分类

• 对象的三个重要概念：类，原型，实例

• 创建对象的方法

• 对象属性的访问和设置

• 原型和继承

• 静态方法和原型方法

由此展开得到了这样一个思维导图：

对象的分类

对象主要分为这么三大类：

• 内置对象：ECMAScript规范中定义的类或对象，比如Object, Array, Date等。

• 宿主对象：由javascript解释器所嵌入的宿主环境提供。比如浏览器环境会提供window，HTMLElement等浏览器特有的宿主对象。Nodejs会提供global全局对象

• 自定义对象：由javascript开发者自行创建的对象，用以实现特定业务。就比如我们熟悉的Vue，它就是一个自定义对象。我们可以对Vue这个对象进行实例化，用于生成基于Vue的应用。

对象的三个重要概念

类

javascript在ES6之前没有class关键字，但这不影响javascript可以实现面向对象编程，javascript的类名对应构造函数名。

在ES6之前，如果我们要定义一个类，其实是借助函数来实现的。

function Person(name) {
  this.name = name;
}
Person.prototype.sayHello = function() { 
  console.log(this.name + ': hello!');
}

var person = new Person('Faker');
person.sayHello();

ES6明确定义了class关键字。

class Person {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHello() {
    console.log(this.name + ': hello!');
  }
}

var person = new Person('Faker');
person.sayHello();

原型

原型是类的核心，用于定义类的属性和方法，这些属性和方法会被实例继承。

定义原型属性和方法需要用到构造函数的prototype属性，通过prototype属性可以获取到原型对象的引用，然后就可以扩展原型对象了。

function Person(name) {
  this.name = name;
}
Person.prototype.sexList = ['man', 'woman'];
Person.prototype.sayHello = function() {
  console.log(this.name + ': hello!');
}

实例

类是抽象的概念，相当于一个模板，而实例是类的具体表现。就比如Person是一个类，而根据Person类，我们可以实例化多个对象，可能有小明，小红，小王等等，类的实例都是一个个独立的个体，但是他们都有共同的原型。

var xiaoMing = new Person('小明');
var xiaoHong = new Person('小红');

// 拥有同一个原型
Object.getPrototypeOf(xiaoMing) === Object.getPrototypeOf(xiaoHong); // true

如何创建对象

对象直接量

对象直接量也称为对象字面量。直接量就是不需要实例化，直接写键值对即可创建对象，堪称“简单粗暴”。

var xiaoMing = { name: '小明' };

每写一个对象直接量相当于创建了一个新的对象。即使两个对象直接量看起来一模一样，它们指向的堆内存地址也是不一样的，而对象是按引用访问的，所以这两个对象是不相等的。

var xiaoMing1 = { name: '小明' };
var xiaoMing2 = { name: '小明' };
xiaoMing1 === xiaoMing2; // false

new 构造函数

可以通过关键词new调用javascript对象的构造函数来获得对象实例。比如：

1. 创建内置对象实例

var o = new Object();

1. 创建自定义对象实例

function Person(name) {
  this.name = name;
};
new Person('Faker');

Object.create

Object.create用于创建一个对象，接受两个参数，使用语法如下；

Object.create(proto[, propertiesObject]);

第一个参数proto用于指定新创建对象的原型；

第二个参数propertiesObject是新创建对象的属性名及属性描述符组成的对象。

proto可以指定为null，但是意味着新对象的原型是null，它不会继承Object的方法，比如toString()等。

propertiesObject参数与Object.defineProperties方法的第二个参数格式相同。

var o = Object.create(Object.prototype, {
  // foo会成为所创建对象的数据属性
  foo: { 
    writable:true,
    configurable:true,
    value: "hello" 
  },
  // bar会成为所创建对象的访问器属性
  bar: {
    configurable: false,
    get: function() { return 10 },
    set: function(value) {
      console.log("Setting o.bar to", value);
    }
  }
});

属性查询和设置

属性查询

属性查询也可以称为属性访问。在javascript中，对象属性查询非常灵活，支持点号查询，也支持字符串索引查询（之所以说是“字符串索引”，是因为写法看起像数组，索引是字符串而不是数字）。

通过点号加属性名访问属性的行为很像一些静态类型语言，如java，C等。属性名是javascript标识符，必须直接写在属性访问表达式中，不能动态访问。

var o = { name: '小明' };
o.name; // "小明"

而根据字符串索引查询对象属性就比较灵活了，属性名就是字符串表达式的值，而一个表达式是可以接受变量的，这意味着可以动态访问属性，这赋予了javascript程序员很大的灵活性。下面是一个很简单的示例，而这种特性在业务实践中作用很大，比如深拷贝的实现，你往往不知道你要拷贝的对象中有哪些属性。

var o = { chineseName: '小明', englishName: 'XiaoMing' };
['chinese', 'english'].forEach(lang => {
  var property = lang + 'Name';
  console.log(o[property]); // 这里使用了字符串索引访问对象属性
})

对了，属性查询不仅可以查询自由属性，也可以查询继承属性。

var protoObj = { age: 18 };
var o = Object.create(protoObj);
o.age; // 18，这里访问的是原型属性，也就是继承得到的属性

属性设置

通过属性访问表达式，我们可以得到属性的引用，就可以据此设置属性了。这里主要注意一下只读属性和继承属性即可，细节不再展开。

原型和继承

原型

前面也提到了，原型是实现继承的基础。那么如何去理解原型呢？

首先，要明确原型概念中的三角关系，三个主角分别是构造函数，原型，实例。我这里画了一张比较简单的图来帮助理解下。

原型这东西吧，我感觉“没人能帮你理解，只有你自己去试过才是懂了”。

不过这里说说我刚学习原型时的疑惑，疑惑的是为什么构造函数有属性prototype指向原型，而实例又可以通过__proto__指向原型，究竟prototype和__proto__谁是原型？其实这明显是没有理解对象是按引用访问这个特点了。原型对象永远只有一个，它存储于堆内存中，而构造函数的prototype属性只是获得了原型的引用，通过这个引用可以操作原型。

同样地，__proto__也只是原型的引用，但是要注意了，__proto__不是ECMAScript规范里的东西，所以千万不要用在生产环境中。

至于为什么不可以通过__proto__访问原型，原因也很简单。通过实例直接获得了原型的访问和修改权限，这本身是一件很危险的事情。

举个例子，这里有一个类LatinDancer，意思是拉丁舞者。经过实例化操作，得到了多个拉丁舞者。

function LatinDancer(name) {
  this.name = name;
};
LatinDancer.prototype.dance = function() {
  console.log(this.name + '跳拉丁舞...');
}

var dancer1 = new LatinDancer('小明');
var dancer2 = new LatinDancer('小红');
var dancer3 = new LatinDancer('小王');
dancer1.dance(); // 小明跳拉丁舞...
dancer2.dance(); // 小红跳拉丁舞...
dancer3.dance(); // 小王跳拉丁舞...

大家欢快地跳着拉丁舞，突然小王这个家伙心血来潮，说：“我要做b-boy，我要跳Breaking”。于是，他私下改了原型方法dance()。

dancer3.__proto__.dance = function() {
  console.log(this.name + '跳breaking...');
}

dancer1.dance(); // 小明跳breaking...
dancer2.dance(); // 小红跳breaking...
dancer3.dance(); // 小王跳breaking...

这个时候就不对劲了，小明和小红正跳着拉丁，突然身体不受控制了，跳起了Breaking，心里暗骂：“沃尼玛，劳资不是跳拉丁的吗？”

这里只是举个例子哈，没有对任何舞种或者舞者不敬的意思，抱歉抱歉。

所以，大家应该也明白了为什么不能使用__proto__了吧。

原型链

在javascript中，任何对象都有原型，除了Object.prototype，它没有原型，或者说它的原型是null。

那么什么是原型链呢？javascript程序在查找一个对象的属性或方法时，会首先在对象本身上进行查找，如果找不到则会去对象的原型上进行查找。按照这样一个递归关系，如果原型上找不到，就会到原型的原型上找，这样一直查找下去，就会形成一个链，它的终点是null。

还要注意的一点是，构造函数也是一个对象，也存在原型，它的原型可以通过Function.prototype获得，而Function.prototype的原型则可以通过Object.prototype获得。

继承

说到继承，可能大家脑子里已经冒出来“原型链继承”，“借用构造函数继承”，“寄生式继承”，“原型式继承”，“寄生组合继承”这些概念了吧。说实话，一开始我也是这么记忆，但是发现好像不是那么容易理解啊。最后，我发现，只要从原型三角关系入手，就能理清实现继承的思路。

我们知道，对象实例能访问的属性和方法一共有三个来源，分别是：调用构造函数时挂载到实例上的属性，原型属性，对象实例化后自身新增的属性。

很明显，第三个来源不是用来做继承的，那么前两个来源用来做继承分别有什么优缺点呢？很明显，如果只基于其中一种来源做继承，都不可能全面地继承来自父类的属性或方法。

首先明确下继承中三个主体：父类，子类，子类实例。那么怎么才能让子类实例和父类搭上关系呢？

原型链继承

所谓继承，简单说就是能通过子类实例访问父类的属性和方法。而利用原型链可以达成这样的目的，所以只要父类原型、子类原型、子类实例形成原型链关系即可。

代码示例：

function Father() {
  this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {};
Child.prototype = new Father();
Child.prototype.constructor = Child; // 修正原型上的construcotr属性
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality); // 都可以访问到
child instanceof Father; // true

可以看到，在上述代码中，我们做了这样一个特殊处理Child.prototype.constructor = Child;。一方面是为了保证constructor的指向正确，毕竟实例由子类实例化得来，如果constructor指向父类构造函数也不太合适吧。另一方面是为了防止某些方法显示调用constructor时带来的麻烦。具体解释见Why is it necessary to set the prototype constructor?[1]

关键点：让子类原型成为父类的实例，子类实例也是父类的实例。

缺点：无法继承父类构造函数给实例挂载的属性。

借用构造函数

在调用子类构造函数时，通过call调用父类构造函数，同时指定this值。

function Father() {
  this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {
  Father.call(this);
};
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality);

这里的child.propA是undefined，因为子类实例不是父类的实例，无法继承父类原型属性。

child instanceof Father; // false

关键点：构造函数的复用。

缺点：子类实例不是父类的实例，无法继承父类原型属性。

组合继承

所谓组合继承，就是综合上述两种方法。实现代码如下：

function Father() {
  this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {
  Father.call(this);
};
Child.prototype = new Father();
Child.prototype.constructor = Child; // 修正原型上的construcotr属性
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality); // 都能访问到

一眼看上去没什么问题，但是Father()构造函数其实是被调用了两次的。第一次发生在Child.prototype = new Father();，此时子类原型成为了父类实例，执行父类构造函数Father()时，获得了实例属性nationality；第二次发生在var child = new Child();，此时执行子类构造函数Child()，而Child()中通过call()调用了父类构造函数，所以子类实例也获得了实例属性nationality。这样理解起来可能有点晦涩难懂，我们可以看看子类实例的对象结构：

可以看到，子类实例和子类原型上都挂载了执行父类构造函数时获得的属性nationality。然而我们做继承的目的是很单纯的，即“让子类继承父类属性和方法”，但并不应该给子类原型挂载不必要的属性而导致污染子类原型。

有人会说“这么一点副作用怕什么”。当然，对于这么简单的父类而言，这种副作用微乎其微。假设父类有几百个属性或方法呢，这种白白耗费性能和内存的行为是有必要的吗？答案显而易见。

关键点：实例属性和原型属性都得以继承。

缺点：父类构造函数被执行了两次，污染了子类原型。

原型式继承

原型式继承是相对于原型链继承而言的，与原型链继承的不同点在于，子类原型在创建时，不会执行父类构造函数，是一个纯粹的空对象。

function Father() {
  this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {};
Child.prototype = Object.create(Father.prototype);
Child.prototype.constructor = Child; // 修正原型上的construcotr属性
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality); // 都可以访问到
child instanceof Father; // true

在ES5之前，可以这样模拟Object.create：

function create(proto) {
  function F() {}
  F.prototype = proto;
  return new F();
}

关键点：利用一个空对象过渡，解除子类原型和父类构造函数的强关联关系。这也意味着继承可以是纯对象之间的继承，无需构造函数介入。

缺点：无法继承父类构造函数给实例挂载的属性，这一点和原型链继承并无差异。

寄生式继承

寄生式继承有借鉴工厂函数的设计模式，将继承的过程封装到一个函数中并返回对象，并且可以在函数中扩展对象方法或属性。

var obj = {
  nationality: 'Han'
};
function inherit(proto) {
  var o = Object.create(proto);
  o.extendFunc = function(a, b) {
    return a + b;
  }
  return o;
}
var inheritObj = inherit(obj);

这里inheritObj不仅继承了obj，而且也扩展了extendFunc方法。

关键点：工厂函数，封装过程函数化。

缺点：如果在工厂函数中扩展对象属性或方法，无法得到复用。

寄生组合继承

用以解决组合继承过程中存在的“父类构造函数多次被调用”问题。

function inherit(childType, fatherType) {
  childType.prototype = Object.create(fatherType.prototype);
  childType.prototype.constructor = childType;
}

function Father() {
  this.nationality = 'Han';
}
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {}
inherit(Child, Father); // 继承
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child);

关键点：解决父类构造函数多次执行的问题，同时让子类原型变得更加纯粹。

静态方法

何谓“静态方法”？静态方法为类所有，不归属于任何一个实例，需要通过类名直接调用。

function Child() {}
Child.staticMethod = function() { console.log("我是一个静态方法") }
var child = new Child();
Child.staticMethod(); // "我是一个静态方法"
child.staticMethod(); // Uncaught TypeError: child.staticMethod is not a function

Object类有很多的静态方法，我学习的时候习惯把它们分为这么几类（当然，这里没有全部列举开来，只挑了常见的方法）。

创建和复制对象

• Object.create()：基于原型和属性描述符集合创建一个新对象。

• Object.assign()：合并多个对象，会影响源对象。所以在合并对象时，为了避免这个问题，一般会这样做：

var mergedObj = Object.assign({}, a, b);

属性相关

• Object.defineProperty：通过属性描述符来定义或修改对象属性，主要涉及value, configurable, writable, enumerable四个特性。

• Object.defineProperties：是defineProperty的升级版本，一次性定义或修改多个属性。

• Object.getOwnPropertyDescriptor：获取属性描述符，是一个对象，包含value, configurable, writable, enumerable四个特性。

• Object.getOwnPropertyNames：返回一个由指定对象的所有自身属性的属性名（包括不可枚举属性但不包括Symbol值作为名称的属性）组成的数组。

• Object.keys：会返回一个由一个给定对象的自身可枚举属性组成的数组，与getOwnPropertyNames最大的不同点在于：keys只返回enumerable为true的属性，并且会返回原型对象上的属性。

原型相关

• Object.getPrototypeOf：返回指定对象的原型。

function Child() {}
var child = new Child();
Object.getPrototypeOf(child) === Child.prototype; // true

• Object.setPrototypeOf：设置指定对象的原型。这是一个比较危险的动作，同时也是一个性能不佳的方法，不推荐使用。

行为控制

以下列举的这三个方式是一个递进的关系，我们按序来看：

• Object.preventExtensions：让一个对象变的不可扩展，也就是永远不能再添加新的属性。

• Object.seal：封闭一个对象，阻止添加新属性并将所有现有属性标记为不可配置。也就是说Object.seal在Object.preventExtensions的基础上，给对象属性都设置了configurable为false。

这里有一个坑是：对于configurable为false的属性，虽然不能重新设置它的configurable和enumerable特性，但是可以把它的writable特性从true改为false（反之不行）。

• Object.freeze：冻结一个对象，不能新增，修改，删除属性，也不能修改属性的原型。这里还有一个深冻结deepFreeze的概念，有点类似深拷贝的意思，递归冻结。

检测能力

• Object.isExtensible：检测对象是否可扩展。

• Object.isSealed：检测对象是否被封闭。

• Object.isFrozen：检测对象是否被冻结。

兼容性差

• Object.entries

• Object.values

• Object.fromEntries

原型方法

原型方法是指挂载在原型对象上的方法，可以通过实例调用，本质上是借助原型对象调用。例如：

function Child() {}
Child.prototype.protoMethod = function() { console.log("我是一个原型方法") }
var child = new Child();
child.protoMethod(); // "我是一个原型方法"

ECMAScript给Object定义了很多原型方法。

hasOwnProperty

该方法会返回一个布尔值，指示对象自身属性中是否具有指定的属性（也就是，是否有指定的键），常配合for ... in语句一起使用，用来遍历对象自身可枚举属性。

isPrototypeOf

该方法用于测试一个对象是否存在于另一个对象的原型链上。Object.prototype.isPrototypeOf与Object.getPrototypeOf不同点在于：

• Object.prototype.isPrototypeOf判断的是原型链关系，并且返回一个布尔值。

• Object.getPrototypeOf是获取目标对象的直接原型，返回的是目标对象的原型对象

PropertyIsEnumerable

该方法返回一个布尔值，表示指定的属性是否可枚举。它检测的是对象属性的enumerable特性。

valueOf & toString

对象转原始值会用到的方法，之前写过一篇笔记，具体见js数据类型很简单，却也不简单。

toLocaleString

toLocaleString方法返回一个该对象的字符串表示。此方法被用于派生对象为了特定语言环境的目的（locale-specific purposes）而重载使用。常见于日期对象。

最后

通过阅读本文，读者们可以对Javascript对象有一个基本的认识。对象是Javascript中非常复杂的部分，绝非一篇笔记或一张思维导图可囊括，诸多细节不便展开，可关注我留言交流，回复“思维导图”可获取我整理的思维导图。

参考

[1]

Why is it necessary to set the prototype constructor: https://stackoverflow.com/questions/8453887/why-is-it-necessary-to-set-the-prototype-constructor#

● 千万别小看这些运算符背后的逻辑

● js数据类型很简单，却也不简单

● 前端小微团队的Gitlab实践