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2018-06-15 初识传说中的原型与原型链

2018-06-15 初识传说中的原型与原型链

作者: EnochQin | 来源:发表于2018-06-15 17:28 被阅读4次

    前言:原型与原型链这两个名词毋庸置疑听起来是很高大上的,以前总是出现在传说中,这两天看了教程,准备介绍一下这传说中的原型以及原型链。本文将从全局对象引入,分别介绍Number、Boolean、String、Object四个对象,然后再详述原型的相关知识。


    1、全局对象 window

    首先我们还是先不说原型,先了解一下全局对象以及其中的window对象。

    • 全局对象(global object):通俗的说就是在脚本的任意地方都可以调用的对象,在浏览器中即window对象。

    window对象中,如alert()方法可以写成window.alert(),或者省去window,直接写做alert()。window对象分两种:

    • 一种是ECMAScript规定必须得有的,比如parseInt 、 parseFloat,以及Number() 、Boolean() 、String() 、Object() 等。
    • 第二种是各个浏览器有的,因为没有写如标准,所以这些方法在各个浏览器的表现形式都有所不同,比如:alert() 、prompt() 、confirm() 、console() 等方法以及 document 、history 等对象。

    2、简单类型与对象

    众所周知,如果我们想声明一个数值类型的变量,可以这么写:var n1 = 1;,这种写法声明的是一个简单类型;或者这么写:var n2 = new Number(1); ,这种写法下,n2 其实是对象,可以通过n2.valueOf()来获取该对象的值,可以用n2.toString();方法将其转换成字符串。

    这两种写法所声明的变量最大的不同是,他们在内存中的存储方式是不同的,n1直接声明,那么他就是简单的数据类型,存储在stack内存中,而n2则是声明了一个对象,stack内存中存储着该对象的地址,对象的内容存储在heap内存中。

    但是日常我们没有用n2的写法,依然可以使用valueOf() 方法 和toSting()方法,既然有简单的方法也可以不影响日常操作,为什么还要创建n1这种复杂的写法呢?很显然这里就隐藏着一段JS的黑历史(为了让JavaScript看起来更像Java),这里不细说,有兴趣的同学可以自行Google。

    那么JS如何做到使用n1的写法还可以达到n2的用法呢?那是因为如果你调用了如valueOf方法,那么JS会创建一个临时对象,然后调用该对象的方法,调用结束临时对象就被垃圾回收。那么接下来介绍一个易错点在:

    • var num = 1; num.xxx = 2; 这句话会报错吗?答案是不会,后一句为num添加属性时,JS已经为其创建了一个临时对象,为对象添加属性怎么会报错呢?
      然后如果想读取xxx这个属性num.xxx,结果是undefined,因为为num添加完属性后,临时对象就被垃圾回收,num本质上还是一个数值,而数值本身是没有xxx这个属性的(有个这属性的对象已经被删了)。

    3、Number对象

    Number的常用属性有:

    • Number.valueOf(); 获取对象本身的值
    • Number.toString(); 将数值转化为字符串
      注:number类型的的toString方法可以加参数,表示按照什么进制来解析(不加参数默认按十进制解析),如:
    (100).toString(); // "100"
    (100).toString(2); // "1100100"
    100..toString(16); // "64"
    
    • Number.toFixed(); 将其转换为小数,
      如:2..toFixed(3); // "2.000"
    • Number.toExponential(); 将其转化为科学计数法,
      如:200..toExponential(); // "2e+2"

    4、String对象

    String的常用属性有:

    • String.charAt(); 获取字符串中某一位的字符
      如:"hello world".charAt(1); // "e"
    • String.charCodeAt(); 获取字符串中某一位的字符的Unicode编码
      如:"hello world".charCodeAt(1); // 101
    • String.trim(); 删除字符串中多余的空格
      如:' hello world '.trim(); // "hello world"
    • String1.concat(String2); 连接字符串1和字符串2
      如:"hello".concat("world"); // "helloworld"
    • String.slice(start,end); 截取字符串,从start到end
      如:"hello world".slice(3,5); // "lo"
    • String.replace('xx','yy'); 将字符串中的xx替换成yy(只能替换第一次出现的字符)
      如:"hello world".replace('o','a') // "hella world"
    • String.indexOf(); 搜索字符串中的内容(只检测到第一次出现的字符),没搜到返回-1
      如:"hello world".indexOf('o'); // 4
      "hello world".indexOf('p'); // -1
    • String.split(); 分隔
      如:"hello world".split(' '); // ["hello", "world"]
    • String.includes(xx); 检查字符串中是否包含xx
      如:"hello world".includes('aa') ; //false
    • String.substr(start,len); 截取
      如:"hello world".substr(3,2); // "lo"

    5、Boolean对象

    这里要介绍一个两种不同的赋值方法下容易出错的地方。

    var b1 = false;
    var b2 = new Boolean(false);
    if(b1) { console.log('b1') } ;
    if(b2) { console.log('b2') } ;
    
    ///打印结果为 b2
    

    上述代码之中,b1和b2的值都是false,而使用if判断语句,却将b2转化为了true,那是因为b2本身的数据类型是对象,而对象不论是否是空对象,转化成boolean都是true

    6、Object对象

    Object对象,两种赋值方法是一样的,没有任何区别。
    不过需要注意的是:

    var obj1 = {};
    var obj2 = {};
    obj1 === obj2; // false
    

    上面的代码中,同样都是空数组,但是他们的值是不相等的,因为对象在stack内存中存储的只是其内容在heap内存中的地址,而每个对象的内容在heap内存中的地址是不会一样的,所以对象与对象一般都是不相等的

    7、公有属性 / 原型

    那么说了这么多,接下来即将引入原型这个概念。
    上面说了四种对象,而他们都有相同的一些属性,比如valueOf,toString等,难道JS每次声明一个对象都要写一次这些方法嘛?答案是否定的,因为真要这么写的话会非常占用内存,所以实际上JS引擎是这么做的:把所有的对象共有的属性全部放在heap内存的一个地方,当需要使用的时候,引用这个对象即可,这么操作就会减少不必要的内存浪费,而这个公有属性,就是传说中的原型

    • __proto__就是这些公有属性的引用。
    • Object.__proto__指向的就是对象的公有属性。
    • 而比如Number对象、String对象、Boolean对象,他们还有各自独有的公用属性,他们的__proto__指向的就是各自的独有属性,这些独有属性的__proto__指向对象的公有属性。
    • 由此可知obj1.toString === obj2.toString这句话是正确的。
    示意图

    图中红色的线,就组成了一条原型链


    JS引擎一出来就会把上图的这棵树画好让各个对象来引用。而浏览器一开始就有了原型对象,用Object.prototype指向原型,防止其因为没有对象引用而被回收。

    则出现了一些等式:

    • obj.__proto__ === Object.prototype 即对象的__proto__指向Object对象的prototype
    • num.__proto__ === Number.prototype 即数值的__proto__指向Number对象的共有属性
    • num.__proto__.__proto__ === Object.prototype 即Number对象的公有属性的__proto__指向Object对象的公有属性。
    • 其他如Boolean对象、String对象和Number对象同理。

    那么__proto__pprototype到底代表着什么,有什么作用,区别是什么呢,请看下文。

    8、__proto__prototype


    上图是我们还没有写代码的时候,浏览器内存中已经构建好了的内容。
    由图可知,prototype是浏览器本身就写好的。

    当我们写了一句代码var s = new String(' hello ') 以后:


    我们创建的对象的__proto__ 会用来指向原有的String对象,使得我们可以调用String对象的公有属性。

    于是我们有了以下结论:

    • __proto__ 是某对象公用属性的引用,是为了用户使用其共用属性中的方法而存在的 。
    • prototype 是浏览器写的,本身就存在,是某对象的共同属性的引用,为了不让对象的公用属性因没有被调用而被垃圾回收而存在。

    9、一些烧脑的等式

    众所周知,var 对象 = new 函数;是JS中很基本的语句,如var str = new String('aaa'),因此就有了下面这句等式:

    • 对象.__proto__ === 函数.prototype ,即对象的__proto__ 指向了构造这个对象的函数的prototype。 因此我们还知道了__proto__ 是对象我的属性,prototype是函数的属性。

    于是我们可以根据上述等式做一些推论:

    • 首先我们知道,函数的prototype是对象,这个对象对应的就是最简单的函数Object,所以替换的到下面的式子:
      函数.prototype.__proto__ === Object.prototype

    • 由于函数本身即是函数(最优先视为函数),也是对象,而函数的构造函数是Function ,所以替换得:
      函数.__proto__ === Function.prototype

    • Function即是对象,也是函数,但他优先是个函数,所以将Function替换上面的式子,则变为:
      Function.__proto__ === Function.prototype

    • Function.prototype也是对象,是普通的对象,所以其对应的函数使Object,替换得:
      Funciton.prototype.__proto__=== Object.prototype

    10、神奇的Function

    根据上面的各种推论,我们发现了其中最神奇的东西,Function,他即是函数,也是对象,所以他有函数的prorotype,也有对象的__proto__,所以出现了下图的情况:

    Function.prototypeFunciton.__proto__互相引用。
    另外需要注意的一点:
    Object.__proto__ === Function.prototype,因为 Function 是 Object 的构造函数。

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