一文彻底搞懂原型链

前言
原型和继承是js中非常重要的两大概念。深入了解原型,也是学好继承的前提。
先来看一下构造函数、实例、原型对象之间的关系
一文彻底搞懂原型链
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「实例与原型对象之间有直接的联系,但实例与构造函数之间没有。」
两个概念
js分为「函数对象」和「普通对象」,每个对象都有__proto__属性,但是只有函数对象且「非箭头函数」才有prototype属性。
属性__proto__是一个对象【实例通过__proto__隐式原型指向其原型对象】,它有两个属性,constructor和__proto__;
原型对象有一个默认的constructor属性,用于记录实例是由哪个构造函数创建;
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原型
理解原型
创建一个函数(非箭头函数),就会按照特定的规则为这个函数创建一个 prototype 属性(指向原型对象)。默认情况下,所有原型对象自动获得一个名为 constructor 的属性,指回与之关联的构造函数。在自定义构造函数时,原型对象默认只会获得 constructor 属性,其他的所有方法都继承自Object。每次调用构造函数创建一个新实例,这个实例的内部[[Prototype]]指针就会被赋值为构造函数的原型对象。脚本中没有访问这个[[Prototype]]特性的标准方式,但 Firefox、Safari 和 Chrome会在每个对象上暴露__proto__属性,通过这个属性可以访问对象的原型。

function Person() {} // 说明:name,age,job这些本不应该放在原型上,只是为了说明属性查找机制 Person.prototype.name = "Nicholas"; Person.prototype.age = 29; Person.prototype.job = "Software Engineer"; Person.prototype.sayName = function() { console.log(this.name); }; let person1 = new Person() let person2 = new Person()// 声明之后,构造函数就有了一个与之关联的原型对象 console.log(Object.prototype.toString.call(Person.prototype)) // [object Object] console.log(Person.prototype) // {constructor: ?}// 构造函数有一个 prototype 属性引用其原型对象,而这个原型对象也有一个constructor 属性,引用这个构造函数 // 换句话说,两者循环引用 console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true// 构造函数、原型对象和实例是 3 个完全不同的对象 console.log(person1 !== Person); // true console.log(person1 !== Person.prototype); // true console.log(Person.prototype !== Person); // true// 实例通过__proto__链接到原型对象,它实际上指向隐藏特性[[Prototype]] // 构造函数通过 prototype 属性链接到原型对象,实例与构造函数没有直接联系,与原型对象有直接联系,后面将会画图再次说明这个问题 console.log(person1.__proto__ === Person.prototype); // true conosle.log(person1.__proto__.constructor === Person); // true// 同一个构造函数创建的两个实例,共享同一个原型对象 console.log(person1.__proto__ === person2.__proto__); // true// Object.getPrototypeOf(),返回参数的内部特性[[Prototype]]的值 ,用于获取原型对象,兼容性更好 console.log(Object.getPrototypeOf(person1) == Person.prototype); // true 复制代码

如下图:
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Person.prototype 指向原型对象,而 Person.prototype.contructor 指回 Person 构造函数。原型对象包含 constructor 属性和其他后来添加的属性。Person 的两个实例 person1 和 person2 都只有一个内部属性指回 Person.prototype,而且两者都与构造函数没有直接联系。
原型层级
在通过对象访问属性时,会按照这个属性的名称开始搜索。搜索开始于对象实例本身。如果在这个实例上发现了给定的名称,则返回该名称对应的值。如果没有找到这个属性,则搜索会沿着指针进入原型对象,然后在原型对象上找到属性后,再返回对应的值。因此,在调用 person1.sayName()时,会发生两步搜索。首先,JavaScript 引擎会问:“person1 实例有 sayName 属性吗?”答案是没有。然后,继续搜索并问:“person1 的原型有 sayName 属性吗?”答案是有。于是就返回了保存在原型上的这个函数。在调用 person2.sayName()时,会发生同样的搜索过程,而且也会返回相同的结果。这就是原型用于在多个对象实例间共享属性和方法的原理。
原型链
重温一下构造函数、原型和实例的关系:每个构造函数都有一个prototype指向原型对象,原型对象有一个constructor属性指回构造函数,而实例有一个内部指针指向原型。如果原型是另一个类型的实例呢?那就意味着这个原型本身有一个内部指针指向另一个原型,相应地另一个原型也有一个指针指向另一个构造函数。这样就在实例和原型之间构造了一条原型链。这就是原型链的基本构想。
function SuperType() { this.property = true; } SuperType.prototype.getSuperValue = https://www.it610.com/article/function () { return this.property; }; function SubType() { this.subproperty = false; } // 继承 SuperType SubType.prototype = new SuperType(); SubType.prototype.getSubValue = function () { return this.subproperty; }; let instance = new SubType(); console.log(instance.getSuperValue()); // true 复制代码

SuperType 和 SubType这两个类型分别定义了一个属性和一个方法。这两个类型的主要区别是 SubType 通过创建 SuperType 的实例并将其赋值给自己的原型 SubTtype. prototype 实现了对 SuperType 的继承。这个赋值重写了 SubType 最初的原型,将其替换为SuperType 的实例。这意味着 SuperType 实例可以访问的所有属性和方法也会存在于 SubType. prototype。这样实现继承之后,代码紧接着又给 SubType.prototype,也就是这个 SuperType 的实例添加了一个新方法。最后又创建了 SubType 的实例并调用了它继承的 getSuperValue()方法。
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模拟new
使用new时,到底发生了什么?
创建一个空对象,作为将要返回的对象实例
将这个空对象的原型,指向了构造函数的prototype属性
将这个空对象赋值给函数内部的this关键字
开始执行构造函数内部的代码
如果构造函数返回一个对象,那么就直接返回该对象,否则返回创建的对象
也就是说,构造函数内部,this指的是一个新生成的空对象,所有针对this的操作,都会发生在这个空对象上。构造函数之所以叫“构造函数”,就是说这个函数的目的,就是操作一个空对象(即this对象),将其“构造”为需要的样子。
function simulateNew() { let newObject = null,result = null, constructor = Array.prototype.shift.call(arguments) // 参数判断 if (typeof constructor !== 'function') { console.error('type error') return } // 新建一个空对象,对象的原型为构造函数的 prototype 对象 newObject = Object.create(constructor.prototype) // 将 this 指向新建对象,并执行函数 result = constructor.apply(newObject, arguments) // 判断返回对象 const flag = result && (typeof result === 'object' || typeof result === 'function') // 判断返回结果 return flag ? result : newObject }/**测试如下*/ function Person(name) { this.name = name }const p1 = new Person("p1") const p2 = simulateNew(Person, 'p2')console.log("p1",p1, p1 instanceof Person); console.log('p2', p2, p2 instanceof Person) 复制代码

模拟instanceof
instanceof 主要的实现原理就是 「只要右边变量的」 prototype 「在左边变量的原型链上即可」。因此,instanceof 在查找的过程中会遍历左边变量的原型链,直到找到右边变量的 prototype,如果查找失败,则会返回 false,告诉我们左边变量并非是右边变量的实例。
function instanceOf(leftVaule, rightVaule) { let rightProto = rightVaule.prototype; // 取右表达式的 prototype 值 leftVaule = leftVaule.__proto__; // 取左表达式的__proto__值 while (true) { if (leftVaule === null) { return false; } if (leftVaule === rightProto) { return true; } leftVaule = leftVaule.__proto__ } } 复制代码

总结
访问对象的一个属性,先在自身查找,如果没有,会访问对象的__proto__,沿着原型链查找,一直找到Object.prototype.__proto__。
每个函数都有prototype属性,会指向函数的原型对象。
所有函数的原型对象的__proto__,会指向Object.prototype。
原型链的尽头是Object.prototype.__proto__,为null。
最后
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