6.2.3.原型模式

每个函数都有一个 prototype(原型)属性,这个属性是一个指针,指向一个对象, 这个对象的用途:包含可以由特定类型的所有实例共享的属性和方法。
如果按照字面意思来理解,那 么 prototype 就是通过调用构造函数而创建的那个对象实例的原型对象
好处:是可以 让所有对象实例共享它所包含的属性和方法。换句话说,不必在构造函数中定义对象实例的信息,而是 可以将这些信息直接添加到原型对象中,如下面的例子所示:

function Person() {}
Person.prototype.name = 'Nicholas';
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = 'Software Engineer';
Person.prototype.sayName = function () {
    console.log(this.name);
}
var person1 = new Person();
person1.sayName(); //"Nicholas"
var person2 = new Person();
person2.sayName(); //"Nicholas"
alert(person1.sayName == person2.sayName); //true

在此,我们将 sayName()方法和所有属性直接添加到了 Personprototype 属性中,构造函数 变成了空函数
即使如此,也仍然可以通过调用构造函数来创建新对象,而且新对象还会具有相同的属 性和方法
但与构造函数模式不同的是,新对象的这些属性和方法是由所有实例共享的。换句话说, person1person2 访问的都是同一组属性和同一个 sayName()函数。

1. 理解原型对象

无论什么时候,只要创建了一个新函数,就会根据一组特定的规则为该函数创建一个 prototype 属性,这个属性指向函数的原型对象。
在默认情况下,所有原型对象都会自动获得一个 constructor (构造函数)属性,这个属性包含一个指向 prototype 属性所在函数的指针
拿前面的例子来说, Person.prototype.constructor指向Person。而通过这个构造函数,我们还可继续为原型对象添加其他属性和方法。
创建了自定义的构造函数之后,其原型对象默认只会取得 constructor属性;至于其他方法,则都是从Object继承而来的。
当调用构造函数创建一个新实例后,该实例的内部将包含一个指针(内部属性),指向构造函数的原型对象。这个指针叫[[Prototype]]
这个连接存在于实例与构造函数的原型对象之间,而不是存在于实例与构造函数之间。
以前面使用 Person 构造函数和 Person.prototype 创建实例的代码为例:

构造函数与原型对象之间的关系

上图展示了 Person 构造函数、Person 的原型属性以及 Person 现有的两个实例之间的关系。
在此,Person.prototype 指向了原型对象,而Person.prototype.constructor 又指回了 Person
原型对象中除了包含 constructor属性之外,还包括后来添加的其他属性。Person 的每个实例—— person1person2 都包含一个内部属性,该属性仅仅指向了 Person.prototype;换句话说,它们与构造函数没有直接的关系。
此外,要格外注意的是,虽然这两个实例都不包含属性和方法,但我们却可以调用 person1.sayName()。这是通过查找对象属性的过程来实现的。
虽然在所有实现中都无法访问到[[Prototype]],但可以通过 isPrototypeOf()方法来确定对象之间是否存在这种关系。从本质上讲,如果[[Prototype]]指向调用 isPrototypeOf()方法的对象 (Person.prototype),那么这个方法就返回 true,如下所示:

alert(Person.prototype.isPrototypeOf(person1));  //true
alert(Person.prototype.isPrototypeOf(person2));  //true

这里,我们用原型对象的 isPrototypeOf()方法测试了 person1 和 person2。因为它们内部都 有一个指向 Person.prototype 的指针,因此都返回了 true。
ECMAScript 5增加了一个新方法,叫Object.getPrototypeOf(),在所有支持的实现中,这个 方法返回[[Prototype]]的值。例如:

alert(Object.getPrototypeOf(person1) == Person.prototype); //true alert(Object.getPrototypeOf(person1).name); //"Nicholas"

这里的第一行代码只是确定 Object.getPrototypeOf()返回的对象实际就是这个对象的原型。 第二行代码取得了原型对象中 name 属性的值,也就是"Nicholas"。使用 Object.getPrototypeOf() 可以方便地取得一个对象的原型,而这在利用原型实现继承(本章稍后会讨论)的情况下是非常重要的。 支持这个方法的浏览器有 IE9+、Firefox 3.5+、Safari 5+、Opera 12+和 Chrome。
每当代码读取某个对象的某个属性时,都会执行一次搜索,目标是具有给定名字的属性。搜索首先 从对象实例本身开始。如果在实例中找到了具有给定名字的属性,则返回该属性的值;如果没有找到, 则继续搜索指针指向的原型对象,在原型对象中查找具有给定名字的属性。如果在原型对象中找到了这 个属性,则返回该属性的值。也就是说,在我们调用 person1.sayName()的时候,会先后执行两次搜 索。首先,解析器会问:“实例 person1 有 sayName 属性吗?”答:“没有。”然后,它继续搜索,再 问:“person1 的原型有 sayName 属性吗?”答:“有。”于是,它就读取那个保存在原型对象中的函 数。当我们调用 person2.sayName()时,将会重现相同的搜索过程,得到相同的结果。而这正是多个 8 对象实例共享原型所保存的属性和方法的基本原理。
前面提到过,原型最初只包含 constructor 属性,而该属性也是共享的,因此 可以通过对象实例访问。
虽然可以通过对象实例访问保存在原型中的值,但却不能通过对象实例重写原型中的值。如果我们 在实例中添加了一个属性,而该属性与实例原型中的一个属性同名,那我们就在实例中创建该属性,该 属性将会屏蔽原型中的那个属性。来看下面的例子。

function Person() {}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function () {
    alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
person1.name = "Greg";
alert(person1.name); //"Greg"——来自实例 alert(person2.name); //"Nicholas"——来自原型

在这个例子中,person1 的 name 被一个新值给屏蔽了。但无论访问 person1.name 还是访问 person2.name 都能够正常地返回值,即分别是"Greg"(来自对象实例)和"Nicholas"(来自原型)。 当在 alert()中访问 person1.name 时,需要读取它的值,因此就会在这个实例上搜索一个名为 name 的属性。这个属性确实存在,于是就返回它的值而不必再搜索原型了。当以同样的方式访问 person2. name 时,并没有在实例上发现该属性,因此就会继续搜索原型,结果在那里找到了 name 属性。
当为对象实例添加一个属性时,这个属性就会屏蔽原型对象中保存的同名属性;换句话说,添加这 个属性只会阻止我们访问原型中的那个属性,但不会修改那个属性。即使将这个属性设置为 null,也 只会在实例中设置这个属性,而不会恢复其指向原型的连接。不过,使用 delete 操作符则可以完全删 除实例属性,从而让我们能够重新访问原型中的属性,如下所示。

function Person(){
}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function(){
    alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
person1.name = "Greg";
alert(person1.name);
alert(person2.name);
delete person1.name;
alert(person1.name);
//"Greg"——来自实例 //"Nicholas"——来自原型
//"Nicholas"——来自原型

在这个修改后的例子中,我们使用 delete 操作符删除了 person1.name,之前它保存的"Greg" 值屏蔽了同名的原型属性。把它删除以后,就恢复了对原型中 name 属性的连接。因此,接下来再调用 person1.name 时,返回的就是原型中 name 属性的值了。
使用 hasOwnProperty()方法可以检测一个属性是存在于实例中,还是存在于原型中。这个方法(不 要忘了它是从 Object 继承来的)只在给定属性存在于对象实例中时,才会返回 true。来看下面这个例子。

function Person() {}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function () {
    alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
alert(person1.hasOwnProperty("name")); //false
person1.name = "Greg";
alert(person1.name); //"Greg"——来自实例 alert(person1.hasOwnProperty("name")); //true
alert(person2.name); //"Nicholas"——来自原型 alert(person2.hasOwnProperty("name")); //false
delete person1.name;
alert(person1.name); //"Nicholas"——来自原型 alert(person1.hasOwnProperty("name")); //false

通过使用 hasOwnProperty()方法,什么时候访问的是实例属性,什么时候访问的是原型属性就 一清二楚了。调用 person1.hasOwnProperty( "name")时,只有当 person1 重写 name 属性后才会 返回 true,因为只有这时候 name 才是一个实例属性,而非原型属性。图 6-2 展示了上面例子在不同情 况下的实现与原型的关系(为了简单起见,图中省略了与 Person 构造函数的关系)。


实现与原型的关系

ECMAScript 5 的 Object.getOwnPropertyDescriptor()方法只能用于实例属 性,要取得原型属性的描述符,必须直接在原型对象上调用 Object.getOwnProperty- Descriptor()方法。

2. 原型与 in 操作符

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