JavaScript的继承与原型链详解

JavaScript的继承与原型链详解

对于有基于类的语言经验 (如 Java 或 C++) 的开发人员来说,JavaScript 有点令人困惑,因为它是动态的,并且本身不提供一个class实现。(在 ES2015/ES6 中引入了class关键字,但只是语法糖,JavaScript 仍然是基于原型的)。

JavaScript 只有一种继承结构:对象。每个实例对象(object )都有一个私有属性(称之为[[prototype]])指向它的原型对象(prototype)。该原型对象也有一个自己的原型对象 ,层层向上直到一个对象的原型对象为 null。根据定义,null 没有原型,并作为这个原型链中的最后一个环节。

几乎所有 JavaScript 中的对象都是位于原型链顶端的Object的实例。

遵循ECMAScript标准,someObject.[[Prototype]] 符号是用于指向 someObject的原型。从 ECMAScript 6 开始,[[Prototype]] 可以通过Object.getPrototypeOf()和Object.setPrototypeOf()访问器来访问。这个等同于 JavaScript 的非标准但许多浏览器实现的属性 proto

但它不应该与构造函数 func 的 prototype 属性相混淆。被构造函数创建的实例对象的 [[prototype]] 指向 func 的 prototype 属性。Object.prototype 属性表示Object的原型对象。

// 让我们从一个自身拥有属性a和b的函数里创建一个对象o:
let f = function () {
this.a = 1;
this.b = 2;

}
/* 你要这么写也没区别
function f(){
this.a = 1;
this.b = 2;
}
*/
let o = new f(); // {a: 1, b: 2}
// 在f函数的原型上定义属性
f.prototype.b = 3;
f.prototype.c = 4;
//不要在f函数的原型上直接定义 f.prototype = {b:3,c:4};这样会直接打破原型链
// o.[[Prototype]] 有属性 b 和 c (其实就是o.__proto__或者o.constructor.prototype)
// o.[[Prototype]].[[Prototype]] 是 Object.prototye.
// 最后o.[[Prototype]].[[Prototype]].[[Prototype]]是null
// 这就是原型链的末尾,即 null,
// 根据定义,null 没有[[Prototype]].
// 综上,整个原型链如下:
// {a:1, b:2} ---> {b:3, c:4} ---> Object.prototye---> null
console.log(o.a); // 1
// a是o的自身属性吗?是的,该属性的值为1
console.log(o.b); // 2
// b是o的自身属性吗?是的,该属性的值为2
// 原型上也有一个'b'属性,但是它不会被访问到.这种情况称为"属性遮蔽 (property shadowing)"
console.log(o.c); // 4
// c是o的自身属性吗?不是,那看看原型上有没有
// c是o.[[Prototype]]的属性吗?是的,该属性的值为4
console.log(o.d); // undefined
// d是o的自身属性吗?不是,那看看原型上有没有
// d是o.[[Prototype]]的属性吗?不是,那看看它的原型上有没有

// o.[[Prototype]].[[Prototype]] 为 null,停止搜索
// 没有d属性,返回undefined

当继承的函数被调用时,this 指向的是当前继承的对象,而不是继承的函数所在的原型对象

var o = {
a: 2,
m: function(){
return this.a + 1;
}
};
console.log(o.m()); // 3
// 当调用 o.m 时,'this'指向了o.
var p = Object.create(o);
// p是一个继承自 o 的对象
p.a = 4; // 创建 p 的自身属性 a
console.log(p.m()); // 5
// 调用 p.m 时, 'this'指向 p.
// 又因为 p 继承 o 的 m 函数
// 此时的'this.a' 即 p.a,即 p 的自身属性 'a'

使用不同的方法来创建对象和生成原型链

var o = {a: 1};
// o 这个对象继承了Object.prototype上面的所有属性
// o 自身没有名为 hasOwnProperty 的属性
// hasOwnProperty 是 Object.prototype 的属性
// 因此 o 继承了 Object.prototype 的 hasOwnProperty
// Object.prototype 的原型为 null
// 原型链如下:
// o ---> Object.prototype ---> null
var a = ["yo", "whadup", "?"];
// 数组都继承于 Array.prototype

// (Array.prototype 中包含 indexOf, forEach等方法)
// 原型链如下:
// a ---> Array.prototype ---> Object.prototype ---> null
function f(){
return 2;
}
// 函数都继承于Function.prototype
// (Function.prototype 中包含 call, bind等方法)
// 原型链如下:
// f ---> Function.prototype ---> Object.prototype ---> null

在 JavaScript 中,构造器其实就是一个普通的函数。当使用 new 操作符 来作用这个函数时,它就可以被称为构造方法(构造函数)。

function Graph() {
this.vertices = [];
this.edges = [];
}
Graph.prototype = {
addVertex: function(v){
this.vertices.push(v);
}
};
var g = new Graph();
// g是生成的对象,他的自身属性有'vertices'和'edges'.
// 在g被实例化时,g.[[Prototype]]指向了Graph.prototype.

ECMAScript 5 中引入了一个新方法:Object.create()。可以调用这个方法来创建一个新对象。新对象的原型就是调用 create 方法时传入的第一个参数:

var a = {a: 1}; 
// a ---> Object.prototype ---> null
var b = Object.create(a);
// b ---> a ---> Object.prototype ---> null
console.log(b.a); // 1 (继承而来)

var c = Object.create(b);
// c ---> b ---> a ---> Object.prototype ---> null
var d = Object.create(null);
// d ---> null
console.log(d.hasOwnProperty); // undefined, 因为d没有继承Object.prototype

ECMAScript6 引入了一套新的关键字用来实现 class。使用基于类语言的开发人员会对这些结构感到熟悉,但它们是不同的。JavaScript 仍然基于原型。这些新的关键字包括 class, constructor,static,extends 和 super。

"use strict";
class Polygon {
constructor(height, width) {
this.height = height;
this.width = width;
}
}
class Square extends Polygon {
constructor(sideLength) {
super(sideLength, sideLength);
}
get area() {
return this.height * this.width;
}
set sideLength(newLength) {
this.height = newLength;
this.width = newLength;
}
}
var square = new Square(2);


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