原型、构造函数与面向对象编程

1. 复杂的原型链

原型是 JavaScript 向面向对象编程语言进化的产物。

为什么要面向对象编程？为了代码复用，为了抽象出类似的概念，为了让代码更有逻辑，更符合我们本身的世界观。

在我们的意识中，其实世界的事物都是一个一个对象。例如，男人和女人，都属于人的一个子分支，他们两者都具有人的一些共同点特点，或者说，男人和女人这两个对象都“继承”了“人”这个对象的一些特点，而又有各自的不一样属性。或者说：人，就是男人和女人的原型。

在 JavaScript 中，Function ,Object 分别是函数，对象的原型，而其实函数也是一个特殊的对象，因此函数原型创作的函数也是特殊的对象。

var fun =function() {
  console.log('this is a function');
};

var obj = {
  string: 'obj',
};

console.log(Function.prototype.isPrototypeOf(fun));
console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(fun));

console.log(Function.prototype.isPrototypeOf(obj));
console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(obj));

console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(Function));

// true, true, true, false, true

利用Object.prototype.isPrototypeOf(targetObj)方法，可以检测Object测试对象是否在检测目标的原型链上，根据输出可以看到，Function 对象和 Object 对象在所有函数的原型链上，其中Object是Function的原型，而Object是所有对象的原型，包括 Function对象。

我们可以使用一个 ES5 的方法来获取一个对象的原型：
Object.getPrototypeOf(obj)

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

console.log(Object.getPrototypeOf(alice));
console.log(Object.getPrototypeOf(alice) === Person.prototype);
// Person.prototype, true

可以看到，Person 原型，生成了一个实例 alice，因此Person对象 是alice的原型。

类似的，Person也应该有原型，所谓原型，就是生成它的那个角色。上面实例中，Person 是一个函数，那它的原型是什么呢？我们用代码探究：

console.log(Object.getPrototypeOf(Person));
console.log(Object.getPrototypeOf(Person) === Function.prototype);
// ƒ () { [native code] } , true

由于创造函数的函数（Function.prototype）是 JavaScript 语言的源代码，因此不存在它是什么，但是我们通过第二个判断得知（三个等号），生产函数的函数就是Function.prototype。

而 Function.prototype本身是一个对象，因此它也是有原型的，而它的原型就是创造对象的对象，Object.prototype。

console.log(
  Object.getPrototypeOf(Function.prototype) === Object.prototype);
// true

那 Object.prototype 有没有原型呢？有的，为了避免原型链没有尽头，ES 规定了Object.prototype的原型就是 null。

因此我们可以画出原型链：
alice -> Person -> Function -> Object -> null

prototype chain

原型链之所以是复杂的，就是因为在代码构建工程的过程中，可以会产生无数的原型和原型生成的实际对象，而原型可能又会有它的原型，等等，一层层的关系形成一个链条，这就是原型链。

但是原型链的灵活也在于此：一个实例可以调用它的原型的方法，以及原型的原型的方法。

也就是它在使用函数时，会在自身的属性/方法中查找，如果没有找到该方法（函数），它就会沿着原型链，查找它的原型中的方法，如果仍没有，继续沿原型链进行查找，知道原型链的尽头：null。

可以看到，所有的对象都是Function 和Object原型的下游，因此，所有的函数生产对象都可以调用 Function.prototype和Object.prototype中的方法，call(this, arg1,arg2,...), apply(this,arg[]), bind(this), toString(), isPropertyOf(), hasOwnProperty()

2. 构造函数与 new 命令

其实上面我们已经涉及到了构造函数。构造函数的实现没有脱离原型链这一基础，只是在语法实现上来说，更靠近其他语言例如 Java 的写法。一个典型的构造函数：

function Person(name, email) {
  this.name = name;
  this.email = email;
  
  this.sayName =function() {
    console.log(this.name);
  };
  
  this.sayEmail = function() {
    console.log(this.email);
  };
}

一个典型的构造函数，有它的属性，name, email，有它的方法，sayName(), sayEmail()，他的实例都会具有它的这些方法 由它可以生出很多实例，但是需要配合 一个关键词使用：new，这也是借鉴 Java 语言中的写法。

// Java class
public class Dog {
  string name;
  int age;
  string color;

  public barking() {
    System.out.println("wo-wo-wo"); 
  }
}

Dog myDog = new Dog();
myDog.barking();

类似的，在 JavaScript 中，构造函数就相当于是 Java 中的类，它们都可以生成一个实例，并且实例可以调用构造函数中的方法。

var alice = new Person('alice', 'alice@google.com');

alice.sayName();
alice.sayEmail();
// "alice"  "alice@google.com"

这其中涉及到 new 运算符的实现，大致的实现步骤来说应该是这样：

1. 生成一个新的空对象。
2. 将1.中生成的空对象的原型指向构造函数的prototype属性。
3. 将这个空对象赋值给函数内部中的this关键字。
4. 开始执行构造函数内部的代码。
5. 执行完毕之后，如果原构造函数没有返回其他对象，则返回this。

此时的this值就指向当前的实例，本例中就是alice。

面试有可能会面的：实现一个 new 命令。

根据上面的四步，实现一个 new 命令：

// constructor 是构造函数，params是传入构造函数的参数
function _new (constructor, params) {
  var args = [...arguments]; // 将传入参数变成数组
  var constructor  = args.shift(); // 取出构造函数
  var context = Object.create(contructor.ptototype); 
  /* 以构造函数的prototype为原型，创建一个prototpye对象，新建的对象具有所有构造函数的prototype的属性和方法。 */

  var result  = constructor.apply(context, args); //执行构造函数
  return (typeof result === 'object' && result!==null) ? result : context; 
// 如执行结果非空且类型为对象，则返回该结果，否则，返回新创建的对象。
}

3. ES6 的 class

ES6 引入的 class 类的定义方法，从语法上更靠近了基于类的编程语言，实际上它的运行机制仍是基于原型的。

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

  // Methods
  sayName () {
    console.log(this.name);
  };
  sayEmail() {
    console.log(this.email);
  };
}

在 class的语法中，基本的变量数据放到 constructor构造数据中，而其他的成员函数，可以直接写成函数的形式，不需要function关键词，调用的时候直接在前面加上this.。

class 还提供常用的getter 和 setter可以使用。因此，setter，getter配合methods可以令function+new的奇怪组合消失了，让上帝的归上帝，凯撒的归凯撒，function回归到它定义函数的本意，而不是定义一个'类'（虽然实际上仍是原型构造函数）。

  set setJob(offer) {
    this.offer = offer;
  }
  
  get job() {
    return this.upperName();
  }

  upperName() {
    return this.offer.toUpperCase();
  }  
  var alice = new Person('alice', 'alice@google.com');

  alice.setJob = 'Front-end';
  console.log(alice.job);  // "FRONT-END"

而且class的继承也更像继承了。一个子类可以继承父类，直接使用extends关键字，就像在别的基于类的函数（Java, C++）一样。

class Woman extends Person {
  constructor(name, mail) {
    super(name, mail);
    this.name = name;
    this.mail = mail;

    this.organ = 'vaginal';
  }
  
  specialOrgan () {
    console.log(this.name + ' has '+ this.organ);
  }
}

var alice = new Woman('alice', 'alice@google.com');
alice.setJob = 'Front-end';
console.log(alice.job);
alice.specialOrgan();
//  "FRONT-END"  "alice has vaginal"

在继承的子类Woman中，在调用父类中的成员数据前，需要调用super关键词包括所有需要调用的数据，否则会出现引用错误。上面代码可以看到，子类继承了父类的setter和getter，而且子类有自己的方法specialOrgan()，并且在子类的方法中成功地调用了父类的name属性。

代码调试地址
代码调试地址

5. 参考阅读

• javascript-the-core，Dmitry Soshnikov。
• 实例对象与 new 命令，阮一峰。
• extends，MDN。