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一文带你彻底理解 JavaScript 原型对象

一文带你彻底理解 JavaScript 原型对象

作者: 前端小咖 | 来源:发表于2019-08-05 15:12 被阅读5次

    一、什么是原型

    原型是Javascript中的继承的基础,JavaScript的继承就是基于原型的继承。

    1.1 函数的原型对象

    在JavaScript中,我们创建一个函数A(就是声明一个函数), 那么浏览器就会在内存中创建一个对象B,而且每个函数都默认会有一个属性 prototype 指向了这个对象( 即:prototype的属性的值是这个对象 )。这个对象B就是函数A的原型对象,简称函数的原型。这个原型对象B 默认会有一个属性 constructor 指向了这个函数A ( 意思就是说:constructor属性的值是函数A )。

    看下面的代码:

    <body><scripttype="text/javascript">      /*

            声明一个函数,则这个函数默认会有一个属性叫 prototype 。而且浏览器会自动按照一定的规则

            创建一个对象,这个对象就是这个函数的原型对象,prototype属性指向这个原型对象。这个原型对象

            有一个属性叫constructor 指向了这个函数

          注意:原型对象默认只有属性:constructor。其他都是从Object继承而来,暂且不用考虑。

        */functionPerson(){              }</script></body>

    下面的图描述了声明一个函数之后发生的事情:

    1.2 使用构造函数创建对象

    当把一个函数作为构造函数 (理论上任何函数都可以作为构造函数) 使用new创建对象的时候,那么这个对象就会存在一个默认的不可见的属性,来指向了构造函数的原型对象。这个不可见的属性我们一般用 [[prototype]] 来表示,只是这个属性没有办法直接访问到。

    <body><scripttype="text/javascript">      functionPerson(){              }/*

              利用构造函数创建一个对象,则这个对象会自动添加一个不可见的属性 [[prototype]], 而且这个属性

              指向了构造函数的原型对象。

            */varp1 =newPerson();</script></body>

    观察下面的示意图:

    说明:

    1.从上面的图示中可以看到,创建p1对象虽然使用的是Person构造函数,但是对象创建出来之后,这个p1对象其实已经与Person构造函数没有任何关系了,p1对象的[[ prototype ]]属性指向的是Person构造函数的原型对象。

    2.如果使用new Person()创建多个对象,则多个对象都会同时指向Person构造函数的原型对象。

    3.我们可以手动给这个原型对象添加属性和方法,那么p1,p2,p3…这些对象就会共享这些在原型中添加的属性和方法。

    4.如果我们访问p1中的一个属性name,如果在p1对象中找到,则直接返回。如果p1对象中没有找到,则直接去p1对象的[[prototype]]属性指向的原型对象中查找,如果查找到则返回。(如果原型中也没有找到,则继续向上找原型的原型—原型链。后面再讲)。

    5.如果通过p1对象添加了一个属性name,则p1对象来说就屏蔽了原型中的属性name。换句话说:在p1中就没有办法访问到原型的属性name了。

    6.通过p1对象只能读取原型中的属性name的值,而不能修改原型中的属性name的值。p1.name = “李四”; 并不是修改了原型中的值,而是在p1对象中给添加了一个属性name。

    看下面的代码:

    <body><scripttype="text/javascript">      functionPerson(){            }// 可以使用Person.prototype 直接访问到原型对象//给Person函数的原型对象中添加一个属性 name并且值是 "张三"Person.prototype.name ="张三";      Person.prototype.age =20;varp1 =newPerson();/*

            访问p1对象的属性name,虽然在p1对象中我们并没有明确的添加属性name,但是

            p1的 [[prototype]] 属性指向的原型中有name属性,所以这个地方可以访问到属性name

            就值。

            注意:这个时候不能通过p1对象删除name属性,因为只能删除在p1中删除的对象。

          */alert(p1.name);// 张三varp2 =newPerson();      alert(p2.name);// 张三  都是从原型中找到的,所以一样。alert(p1.name === p2.name);// true// 由于不能修改原型中的值,则这种方法就直接在p1中添加了一个新的属性name,然后在p1中无法再访问到//原型中的属性。p1.name ="李四";      alert("p1:"+ p1.name);// 由于p2中没有name属性,则对p2来说仍然是访问的原型中的属性。alert("p2:"+ p2.name);// 张三  </script></body>

    二、与原型有关的几个属性和方法

    2.1 prototype属性

    prototype 存在于构造函数中 (其实任意函数中都有,只是不是构造函数的时候prototype我们不关注而已) ,他指向了这个构造函数的原型对象。

    参考前面的示意图。

    2.2 constructor属性

    constructor属性存在于原型对象中,他指向了构造函数。

    看下面的代码:

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){  }  alert(Person.prototype.constructor === Person);// truevarp1 =newPerson();//使用instanceof 操作符可以判断一个对象的类型。//typeof一般用来获取简单类型和函数。而引用类型一般使用instanceof,因为引用类型用typeof 总是返回object。alert(p1instanceofPerson);// true</script>

    我们根据需要,可以Person.prototype 属性指定新的对象,来作为Person的原型对象。

    但是这个时候有个问题,新的对象的constructor属性则不再指向Person构造函数了。

    看下面的代码:

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){      }//直接给Person的原型指定对象字面量。则这个对象的constructor属性不再指向Person函数Person.prototype = {name:"志玲",age:20};varp1 =newPerson();  alert(p1.name);// 志玲alert(p1instanceofPerson);// truealert(Person.prototype.constructor === Person);//false//如果constructor对你很重要,你应该在Person.prototype中添加一行这样的代码:/*

        Person.prototype = {

            constructor : Person  //让constructor重新指向Person函数

        }

        */</script>

    2.3 __ proto __ 属性(注意:左右各是2个下划线)

    用构造方法创建一个新的对象之后,这个对象中默认会有一个不可访问的属性 [[prototype]] , 这个属性就指向了构造方法的原型对象。

    但是在个别浏览器中,也提供了对这个属性[[prototype]]的访问(chrome浏览器和火狐浏览器。ie浏览器不支持)。访问方式:p1.__ proto __

    但是开发者尽量不要用这种方式去访问,因为操作不慎会改变这个对象的继承原型链。

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){      }//直接给Person的原型指定对象字面量。则这个对象的constructor属性不再指向Person函数Person.prototype = {constructor: Person,name:"志玲",age:20};varp1 =newPerson();  alert(p1.__proto__ === Person.prototype);//true</script>

    2.4 hasOwnProperty() 方法

    大家知道,我们用去访问一个对象的属性的时候,这个属性既有可能来自对象本身,也有可能来自这个对象的[[prototype]]属性指向的原型。

    那么如何判断这个对象的来源呢?

    hasOwnProperty方法,可以判断一个属性是否来自对象本身。

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){      }  Person.prototype.name ="志玲";varp1 =newPerson();  p1.sex ="女";//sex属性是直接在p1属性中添加,所以是truealert("sex属性是对象本身的:"+ p1.hasOwnProperty("sex"));// name属性是在原型中添加的,所以是falsealert("name属性是对象本身的:"+ p1.hasOwnProperty("name"));//  age 属性不存在,所以也是falsealert("age属性是存在于对象本身:"+ p1.hasOwnProperty("age"));</script>

    所以,通过hasOwnProperty这个方法可以判断一个对象是否在对象本身添加的,但是不能判断是否存在于原型中,因为有可能这个属性不存在。

    也即是说,在原型中的属性和不存在的属性都会返回fasle。

    如何判断一个属性是否存在于原型中呢?

    2.5 in 操作符

    in操作符用来判断一个属性是否存在于这个对象中。但是在查找这个属性时候,现在对象本身中找,如果对象找不到再去原型中找。换句话说,只要对象和原型中有一个地方存在这个属性,就返回true。

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){      }  Person.prototype.name ="志玲";varp1 =newPerson();  p1.sex ="女";  alert("sex"inp1);// 对象本身添加的,所以truealert("name"inp1);//原型中存在,所以truealert("age"inp1);//对象和原型中都不存在,所以false</script>

    回到前面的问题,如果判断一个属性是否存在于原型中?

    如果一个属性存在,但是没有在对象本身中,则一定存在于原型中。

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){  }  Person.prototype.name ="志玲";varp1 =newPerson();  p1.sex ="女";//定义一个函数去判断原型所在的位置functionpropertyLocation(obj, prop){if(!(propinobj)){      alert(prop +"属性不存在");    }elseif(obj.hasOwnProperty(prop)){      alert(prop +"属性存在于对象中");    }else{      alert(prop +"对象存在于原型中");    }  }  propertyLocation(p1,"age");  propertyLocation(p1,"name");  propertyLocation(p1,"sex");</script>

    三、组合原型模型和构造函数模型创建对象

    3.1 原型模型创建对象的缺陷

    原型中的所有的属性都是共享的。也就是说,用同一个构造函数创建的对象去访问原型中的属性的时候,大家都是访问的同一个对象,如果一个对象对原型的属性进行了修改,则会反映到所有的对象上面。

    但是在实际使用中,每个对象的属性一般是不同的。张三的姓名是张三,李四的姓名是李四。

    但是,这个共享特性对方法(属性值是函数的属性)又是非常合适的。所有的对象共享方法是最佳状态。这种特性在c#和Java中是天生存在的。

    3.2 构造函数模型创建对象的缺陷

    在构造函数中添加的属性和方法,每个对象都有自己独有的一份,大家不会共享。这个特性对属性比较合适,但是对方法又不太合适。因为对所有对象来说,他们的方法应该是一份就够了,没有必要每人一份,造成内存的浪费和性能的低下。

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){this.name ="李四";this.age =20;this.eat =function(){          alert("吃完东西");      }  }varp1 =newPerson();varp2 =newPerson();//每个对象都会有不同的方法alert(p1.eat === p2.eat);//fasle</script>

    可以使用下面的方法解决:

    <scripttype="text/javascript">  functionPerson(){this.name ="李四";this.age =20;this.eat = eat;  }functioneat(){      alert("吃完东西");    }varp1 =newPerson();varp2 =newPerson();//因为eat属性都是赋值的同一个函数,所以是truealert(p1.eat === p2.eat);//true</script>

    但是上面的这种解决方法具有致命的缺陷:封装性太差。使用面向对象,目的之一就是封装代码,这个时候为了性能又要把代码抽出对象之外,这是反人类的设计。

    3.3 使用组合模式解决上述两种缺陷

    原型模式适合封装方法,构造函数模式适合封装属性,综合两种模式的优点就有了组合模式。

    <scripttype="text/javascript">  //在构造方法内部封装属性functionPerson(name, age){this.name = name;this.age = age;  }//在原型对象内封装方法Person.prototype.eat =function(food){    alert(this.name +"爱吃"+ food);  }  Person.prototype.play =function(playName){    alert(this.name +"爱玩"+ playName);  }varp1 =newPerson("李四",20);varp2 =newPerson("张三",30);  p1.eat("苹果");  p2.eat("香蕉");  p1.play("志玲");  p2.play("凤姐");</script>

    四、动态原型模式创建对象

    前面讲到的组合模式,也并非完美无缺,有一点也是感觉不是很完美。把构造方法和原型分开写,总让人感觉不舒服,应该想办法把构造方法和原型封装在一起,所以就有了动态原型模式。

    动态原型模式把所有的属性和方法都封装在构造方法中,而仅仅在需要的时候才去在构造方法中初始化原型,又保持了同时使用构造函数和原型的优点。

    看下面的代码:

    <scripttype="text/javascript">  //构造方法内部封装属性functionPerson(name, age){//每个对象都添加自己的属性this.name = name;this.age = age;/*

            判断this.eat这个属性是不是function,如果不是function则证明是第一次创建对象,

            则把这个funcion添加到原型中。

            如果是function,则代表原型中已经有了这个方法,则不需要再添加。

            perfect!完美解决了性能和代码的封装问题。

          */if(typeofthis.eat !=="function"){        Person.prototype.eat =function(){          alert(this.name +" 在吃");        }      }  }varp1 =newPerson("志玲",40);  p1.eat();</script>

    说明:

    组合模式和动态原型模式是JavaScript中使用比较多的两种创建对象的方式。

    建议以后使用动态原型模式。他解决了组合模式的封装不彻底的缺点。

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