JavaScript原型与原型链详解(万文总结)

       

         作为一个初入前端的小白,原型链的概念太多,一直觉得难以理解,对整个原型链的了解非常模糊。理解原型链是深入学习js的一小步,在参考诸多大佬文章后,整理笔记如下:        

一,原型

        原型与原型链,首先我们要知道什么是原型。在开始了解原型之前,卖个关子先认识下js中的对象

    1, 对象

        对象(Object)是一种复合数据类型,它是一种无序的键值对集合。对象用于存储和传递多个值,每个值都有一个键(key)与之关联。

        对象的键是字符串类型,值可以为任意数据类型(数字,字符串,布尔)和其他对象。总之就是我们经常用到的 键值对啦  {key: value}    (对象又分为函数对象与普通对象,此处不赘述,以免绕晕,放到【 第五点 进阶 】下面)

        对象的创建方式  以下是几种常见的对象创建方式:

第一种: 对象字面量方式
var obj1 = {
  name: "Jack",
  age: 26,
}


第二种: Object构造函数模式
var obj2 = new Object()
obj2.name = "Jack"
obj2.age = 26 


第三种: 构造函数模式
function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
    this.say = function(){
        console.log('我能说话')
    }
}
var obj3 = new Test('Jack', 26)
var obj4 = new Test('Rose', 25)


        日常中我们最常用的应该是字面量方式,那为什么会出现第三种构造函数方式呢?

        想想看我们需要多个obj1,obj2的时候,字面量方式我们需要重复代码去创建对象;而使用构造函数的方式只需要写一遍属性和方法,我们就可以通过new关键字,new出多个不同的对象。

        试试在控制台打印如下obj3.say === obj4.say,false  看起来调用的是同一个函数方法,实际并不相等。因为他们的内存地址是不同的,每个new出来的obj3 和 obj4 都包含一份独立的属性和方法(可能导致浪费内存)

function Test(){
    this.name = 'rose'
    this.say = function(){
        console.log('我能说话')
    }
}
var obj3 = new Test()
var obj4 = new Test()

obj3.say === obj4.say // false
obj3.name === obj4.name // true

        你可能会问为什么obj3.name和obj4.name是相等的呢?刚才不是说的内存不同独立的属性和方法吗? 要理解这个行为,可以大致参考下面这种情况:

const a = { value: 10 };
const b = { value: 10 };

console.log(a.value === b.value);  // 输出 true,因为属性值相同
console.log(a === b);              // 输出 false,因为是不同的对象

        同样的逻辑,对比obj3.name的时候比较的是name这个属性值,而obj3.name输出值为rose,所以rose比较值obj4.name也是rose,是相同的

        现在我们来说说构造函数方式,上面例子中的 obj3 和 obj4 都是 Test的实例(也叫实例对象),而Test是 obj3 和 obj4 的构造函数。 实例都有一个构造函数属性(constructor)指向构造函数,通过构造函数创建的对象拥有构造函数内部定义的属性和方法

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}

Test.prototype.say = function(){
    console.log('我能说话')
}
var obj3 = new Test('Jack', 26)
var obj4 = new Test('Rose', 25)

// constructor属性指向构造函数
console.log(obj3.constructor === Test)  // true
console.log(obj4.constructor === Test)  // true
console.log(obj4.constructor === obj3.constructor) // true

        记住以下两个概念:

        (1)Test是构造函数

        (2)obj3 和 obj4 是构造函数Test的 实例,实例的属性constructor指向构造函数Test

    2,原型(原型对象)

        上面的例子中, obj3 和 obj4 都需要调用 Test 中的say()方法,我们有没有办法将公共方法放到一个公共的地方呢? 这时候有请公共的原型(prorotype)登场

        在js中,每一个对象(函数也是对象)都有一个特殊的属性叫做原型(prorotype),它指向另一个对象,这个对象(Test.prototype)被称为原型对象, 原型对象是用来共享属性和方法的

        Test.prototype 就叫原型对象

        

        打印Test.prototype可以看到上图中原型对象存在一个constructor属性,指向Test

Test.prototype.constructor === Test
// true

        原型对象:

        (1),原型对象有一个constructor属性指向构造函数本身(Test)

        (2),原型对象是一个普通的对象,它包含属性和方法。

        (3),原型对象的属性和方法会被继承到所有通过原型链与它相连的对象。

        简单来说,原型对象是一个普通对象,属性和方法会被继承到其他对象,而每个对象都有一个原型(prototype),用来继承其他对象的属性和方法。

        此时,我们就可以把say方法放到这个原型对象上, obj3 和 obj4 就可以访问这个方法,再不用写到Test中去重复占用内存,所有new出来的实例都可以使用此方法

        我们再来打印 obj3.say === obj4.say,为true, 证明obj3和obj4调用的就是同一个方法

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}

Test.prototype.say = function(){
    console.log('我能说话')
}
var obj3 = new Test('Jack', 26)
var obj4 = new Test('Rose', 25)

obj3.say()    // 我能说话
obj4.say()    // 我能说话
console.log(obj3.say === obj4.say)    // true

           构造函数和实例之间就初步构成了这样一个关系,如图:

  JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第1张图片

二,隐式原型__proto__

    1,__proto__

        在js中,每个对象都有一个“ __proto__ ”属性(左右两边两个短下划线),这个__proto__就被称为隐式原型。(记住这点)

        实例对象当然也是对象,也存在__proto__属性


console.log(obj3.__proto__ === Test.prototype)
// true

        打印以上obj3.__proto__ === Test.prototype结果为true,所以:

        (1),每个js对象都有一个隐藏的原型对象属性__proto__,它指向创建它的构造函数的原型对象(Test.prototype)

        (2),__proto__存在的意义在于为原型链查找提供方向,原型链查找靠的是__proto__,而不是prototype(画重点,后面要考!!!)

        实例对象obj3通过__proto__指向了Test的原型对象(Test.prototype),如图:(Test.prototype.constructor :从Test先指向原型对象Test.prototype在.constructor指回Test,绕了一圈,图中就不列举)  

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第2张图片

    2,考你一下

        前面提到的几个概念理解清楚,再来看看下面的列子是否清楚

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}

Test.prototype.say = function(){
    console.log('我能说话')
}
var obj3 = new Test('Jack', 26)


1, 构造函数是? 实例是?
2, obj3.constructor === Test   true of false?
3, obj3.__proto__ === Test ?
4, Test.prototype === obj3.__proto__ ?
5, obj3.__proto__.constructor === Test ?

// 1, Test  obj3  2,true  3,false  4,true  5,true

三,原型链

    1,Object.prototype

        在上面第二点中,每个js对象都有一个隐藏的原型对象属性__proto__

        那Test的原型对象Test.prototype会不会也有一个隐式原型__proto__呢? 控制台输出如下:

        Test.prototype当然也存在一个属性__proto__,而这个Test.prototype.__proto__到底是谁呢?

Test.prototype.__proto__ === Object.prototype
// true

          (1) Test.prototype的隐式原型(__proto__)就是Object.prototype

          (2) 所有的对象,包括构造函数的原型对象,最终都继承自 Object.prototype,这是js原型链的顶点

        Object.prototype是从哪里来的呢? 当然是由Object的属性prototype指向来的。Object.prototype同样也会存在属性 constructor指回Object(【目录 2,原型 原型对象中提到

        此时的关系图:

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第3张图片

    2,链

        在控制台打印Object.prototype,会发现 Object.prototype也是一个对象

        既然它也是对象,它也存在隐式属性__proto__。想想看,如果Object.prototype.__proto__再去指向某个对象的原型(prototype),那整条线就显得无穷无尽,一直找下去

        js代码在创建时我们的开发者当然考虑到了,Object.prototype作为原型链的顶端,位于原型链的最末端因此,它不再有自己的原型,所以Object.prototype.__proto__ 指向null,表示原型链的终点

        原型链的终点是null

        Object.prototype.__proto__ === null

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第4张图片

        这个时候终于到达了终点,形成了这样一个关系图(一整个链接在一起):

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第5张图片

         每个对象都有一个原型(prototype),它指向另外一个对象,而指向的对象又存在属性(_proto_)指向另外一个对象。当我们访问对象(obj3)的属性时,会先在对象定义的属性中进行查找,没找到就会沿着__proto__一路向上查找,最终形成一个链式结构,这整个链式结构就叫做原型链

        如果在原型链中找到了这个属性,就返回找到的属性值;如果整个原型链都没找到这个属性值,则返回 undefined,没找到方法直接报错(not a function)

四,练习一下

        到了这里应该对整个原型链有了自己的认知,其实只要记住以下几个概念,就可以试着自己画出整个关系图

1,在js中,每一个对象(函数也是对象)都有一个特殊的属性叫做原型(prorotype),它指向另一个对象,这个对象被称为原型对象, 原型对象是用来共享属性和方法的

2,对象有一个属性(__proto__)指向构造函数的原型对象,构造函数的原型对象也存在__proto__

3,原型链的顶端是Object.prototype

4,原型链的终点是null

         看看下面的题是否清楚:

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}
Test.prototype.say = function(){
    console.log('我能说话')
}
var obj3 = new Test('Jack', 26)
var obj4 = new Test('Rose', 24)

1, Test.prototype === ( ) ?
2, obj3.__proto__.__proto__ === ( ) ?
3, obj3.__proto__ === obj4.__proto__ ?
4, Test.prototype.__proto__ === ( ) ?
5, obj4.__proto__.constructor === ( ) ?
6, Object.prototype.__proto__ === ( ) ?
7, obj3.say === obj4.say ?


// 1, obj3.__proto__ 或 obj4.__proto    2,Object.prototype    3, true (二者都由Test new出来,在原型链上都指向 Test.prototype)
// 4, Object.prototype    5, Test    6, null (终点)    7,true (同问题3)

        要是不清楚可以在结合关系图捋一捋

五,进阶

    1,普通对象与函数对象

        在 js 中,有两种主要类型的对象:普通对象函数对象。普通对象最常见,通过"{ }"创建的就是普通对象;通过new Function出来的就是函数对象(函数声明、函数表达式创建的为函数对象),我们可以用typeof来区分  (注意:这里函数声明式和表达式不要和对象字面量方式混淆)

        f1,f2,f3都是函数对象, Object 也是函数对象, b1,2,3为普通对象; 

        简单理解,普通对象就是我们最长见的 { } 键值对; 函数对象通常包含了一个function

function f1(){}

var f2 = function(){}

var f3 = new Function('name')

var b1 = new f1()

var b2 = {name: 'Rose'}

var b3 = new Object()


typeof f1    // 'function'
typeof f2    //'function'
typeof f3    //'function'
typeof b1    //'object'
typeof b2    //'object'
typeof b3    //'object'
typeof Object // 'Function'

        这是再来看我们上面的例子就很清晰了, obj3 为普通对象, Test为函数对象 (不信F12控制台打开 typeof试试)

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}
var obj3 = new Test('Jack', 26)

        在上面【2 原型对象】我们提到过每一个对象(函数也是对象)都有一个特殊的属性叫做原型(prorotype)   obj3是对象,但是它没有prototype的这个原型属性(不信控制台试试)

        所以这话不够完整,只有 函数对象才具有 prototype 这个原型属性

    2,原型链机制

        在【二,隐式原型】中,提到过: __proto__存在的意义在于为原型链查找提供方向。 看你是不是忘记了吧

        为什么会说提供查找方向呢,看看下面两个例子:

        左边在构造函数Test的原型对象(Test.prototype)上定义了sex, Test.sex为undefined ( 注意是Test.sex 不是 obj.sex); 右边在Object.prototype上定义sex ,Test.sex 能获取到值;  为什么在Test.prorotype上定义,Tset.sex不能通过原型链到Test.prototype上去找到sex属性;而定义到顶点Object.prototype上,又能通过原型链找到了

        看了大佬的一些解答分析,定义到Test.prototype上的时候,Test.sex并没有通过原型链查找,而是检查Test自身是否定义该属性,没有所以是undefined。感觉解释会有点说不通,定义到Object.prototype,不也应该是Test自身检查,也会检查不到,但我们能输出值,证明的确是顺着原型链去查找到了Object.prototype上

     JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第6张图片    JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第7张图片         

         why ? 

        来看看ai对此的回答

         

        我们在左边例子中,Test本身并没有直接定义'sex'属性,所以查找失败返回undefined, 如果要到原型对象上查找 正确的方式应该是 Test.prototype.sex   这结论很好没任何问题,但是为毛右边的例子能获取到呢 ?不要给我岔开话题啊....

        为了找到答案,我一度去翻遍全网,问遍ai,得到结论大概都是:" 原型链从实例对象开始查找,不是从构造函数开始查找,构造函数不具备相同的原型链机制"   这回答非常好,可是还是没解决我的问题啊!!!  不具备相同的原型链机制,为什么定义到Object.prototype上就能获取到了呢?  反复询问ai,就开始给我绕圈子了.......  费解

        终究还是得靠自己  先捋一下

        既然__proto__才是原型链查找的方向,同时对象都有__proto__这个属性,那构造函数Test是属于函数对象,函数对象也是对象 那是否Test也会存在__proto__这个属性呢? 在上面的原型链图中并没有指出这个属性  请往下看

    3,Function的原型

        在第二点【隐式原型__proto__】中,我们提到__proto__指向创建它的构造函数的原型对象。

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}
var obj = new Test('Jack', 26)

Test.__proto__ === Function.prototype  // true

        (1)构造函数Test的隐式原型( __proto__)指向 Function.prototype, 函数对象的__proto__指向Function.prototype

        至于为什么,js在设计时决定了构造函数本身是函数,当然也可以通过指向 Function.prototype来访问原型链上的属性和方法,让构造函数也能参与到原型链中来(虽然不建议通过构造函数访问)

        Function会有原型(prototype),当然也有隐式原型(__proto__),打印这两个原型,会发现二者互相相等  Function.prototype === Function.__proto__  是不是很神奇? 看起来像是自己创造了自己

        针对 Function.prototype === Function.__proto__, 诸多大佬对此有各种不同的解释,以下抛出两个观点仅供参考: 1,Function 也是对象, 由new Function创建,所以自己创造自己        2,Function作为一个内置对象,代码运行前就存在,并非自己创造自己,先有的Function,然后实现上把原型指向了Function.prototype  以此来保持和其他函数一致,表明一种关系 

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第8张图片

         对象都拥有隐式原型(__proto__),Function.prototype当然也存在__proto__,打印出来看看

 

         好像有点眼熟? 是不是和Object.prototype打印的有点像  Function.prototype是函数对象,按照刚得出的结论,函数对象的__proto__应该指向Function.prototype(即Function.prototype.__proto === Function.prototype),但是自己指向自己并没有意义。 别忘记Object.prototype才是原型链的顶点,Function.prototype存在于原型链中必然会与Object.prototype存在关联,指向Object.prototype能保证原型链存在终点,所以Function.prototype.__proto__ === Object.prototype

         再来看原型链关系,这时候就成了这样:

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第9张图片

        (2)如果在深究一点,Object也是函数对象,Object.__proto__ 也会指向Function.prototype

        (3)构造函数Test也有constructor属性,这个属性指向创建该函数的构造函数;如果自己没有定义构造函数,会指向到 Function (Test.constructor === Function)

         原型链关系就成了这样:

JavaScript原型与原型链详解(万文总结)_第10张图片

        针对上面 【2,原型链机制】 中的问题也有了答案,在构造函数Test上访问Object.prototype中的属性时,其实是顺着Test.__proto__这条路径从Function去访问    空口无凭,证据如下,看看会输出什么

function Test(name, age){
    this.name = name
    this.age = age
}
var obj = new Test('Jack', 26)

Object.prototype.price = 2000

Function.prototype.price = 300

Test.price

        Test在自身没有找到price,顺着Test的__proto__到Function.prototype上找到了price = 300,所以直接返回 300;若Function.prototype上没有price,才会进一步顺着__proto__找到Object.prototype

         在实际使用中,要获取定义到Test.prototype上的属性,还可以用原型对象Test.prototype.price访问;不过建议还是通过实例(obj)来访问具体的属性(obj.name),而不是构造函数Test.name访问,毕竟实例new出来的目的就是为了调用构造函数上的方法属性

        真相大白,再一次证明__proto__存在的意义在于为原型链查找提供方向,原型链查找靠的是__proto__,而不是prototype

       

六,练习一下

        1,

function Test(){}
var obj1 = new Test()

1, console.log( obj1.__proto__ === Test.prototype )
2, obj1.__proto__.__proto__ === ()?
3, Object.prototype.__proto__ === ()?
4, console.log( Test.prototype === obj1.__proto__ )
5, Test.__proto__ === Function.prototype ?
6, Function.prototype.__proto__ === () ?
7, Funcion.prototype === Function.__proto__ ?

// 1,true 2,Object.prototype 3,null 4,true 5,true 6,Object.prototype 7,true

        2,

var Test = function(){}
Test.prototype.name = 'Rose'
var obj1 = new Test()
Test.prototype = {name: 'Rose', age: 26}
var obj2 = new Test()

obj1.name
obj1.age
obj2.name
obj2.age

// 'Rose'  undefined  'Rose'  26
// Test.prototype =  {} 将Test.prototype.name 覆盖

        3,

function Test(){}

Object.prototype.a = function(){
    console.log(1)
}

Function.prototype.b = function(){
    console.log(2)
}

var obj = new Test()

obj.a()
obj.b()
Test.a()
Test.b()

//  1  (not a function)  1  2
// 不太清楚再去看看Function的原型

七,总结

        1,每个对象均存在隐式原型(__proto__),函数对象才有prototype属性

        2,__proto__存在的意义在于为原型链查找提供方向,原型链查找靠的是__proto__,而不是prototype

        3,函数对象的__proto__都指向Function.prototype

        4,每个对象都有一个隐式原型属性(__proto__),多个原型通过__proto__链接在一起形成的链式结构就是原型链

        文中若有错误或描述不当的地方,烦请评论私信指正,万分感谢 

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