跟我學(xué)習(xí)javascript的prototype原型和原型鏈

更新時間：2015年11月18日 09:24:45 作者：小平果118

跟我學(xué)習(xí)javascript的prototype原型和原型鏈，感興趣的小伙伴們可以參考一下

用過JavaScript的同學(xué)們肯定都對prototype如雷貫耳，但是這究竟是個什么東西卻讓初學(xué)者莫衷一是，只知道函數(shù)都會有一個prototype屬性，可以為其添加函數(shù)供實例訪問，其它的就不清楚了，最近看了一些 JavaScript高級程序設(shè)計，終于揭開了其神秘面紗。

每個函數(shù)都有一個prototype屬性，這個屬性是指向一個對象的引用，這個對象稱為原型對象，原型對象包含函數(shù)實例共享的方法和屬性，也就是說將函數(shù)用作構(gòu)造函數(shù)調(diào)用（使用new操作符調(diào)用）的時候，新創(chuàng)建的對象會從原型對象上繼承屬性和方法。不像傳統(tǒng)的面向?qū)ο笳Z言，Javascript的繼承機(jī)制基于原型，而不是Class類。

1、私有變量、函數(shù)
在具體說prototype前說幾個相關(guān)的東東，可以更好的理解prototype的設(shè)計意圖。在了解JavaScript原型鏈之前，有必要先了解一下JavaScript的作用域鏈。JavaScript的函數(shù)作用域，在函數(shù)內(nèi)定義的變量和函數(shù)如果不對外提供接口，那么外部將無法訪問到，也就是變?yōu)樗接凶兞亢退接泻瘮?shù)。

function Obj(){
 var a=0; //私有變量
 var fn=function(){ //私有函數(shù)

 }
}

這樣在函數(shù)對象Obj外部無法訪問變量a和函數(shù)fn，它們就變成私有的，只能在Obj內(nèi)部使用，即使是函數(shù)Obj的實例仍然無法訪問這些變量和函數(shù)

var o=new Obj();
console.log(o.a); //undefined
console.log(o.fn); //undefined

2、靜態(tài)變量、函數(shù)

當(dāng)定義一個函數(shù)后通過 “.”為其添加的屬性和函數(shù)，通過對象本身仍然可以訪問得到，但是其實例卻訪問不到，這樣的變量和函數(shù)分別被稱為靜態(tài)變量和靜態(tài)函數(shù)，用過Java、C#的同學(xué)很好理解靜態(tài)的含義。

function Obj(){}
 Obj.a=0; //靜態(tài)變量
 Obj.fn=function(){ //靜態(tài)函數(shù) 
}

console.log(Obj.a); //0
console.log(typeof Obj.fn); //function

var o=new Obj();
console.log(o.a); //undefined
console.log(typeof o.fn); //undefined

3、實例變量、函數(shù)

在面向?qū)ο缶幊讨谐艘恍旌瘮?shù)我們還是希望在對象定義的時候同時定義一些屬性和方法，實例化后可以訪問，JavaScript也能做到這樣

function Obj(){
 this.a=[]; //實例變量
 this.fn=function(){ //實例方法 
 }
}

console.log(typeof Obj.a); //undefined
console.log(typeof Obj.fn); //undefined

var o=new Obj();
console.log(typeof o.a); //object
console.log(typeof o.fn); //function

這樣可以達(dá)到上述目的，然而

function Obj(){
 this.a=[]; //實例變量
 this.fn=function(){ //實例方法

 }
}

var o1=new Obj();
o1.a.push(1);
o1.fn={};
console.log(o1.a); //[1]
console.log(typeof o1.fn); //object
var o2=new Obj();
console.log(o2.a); //[]
console.log(typeof o2.fn); //function

上面的代碼運(yùn)行結(jié)果完全符合預(yù)期，但同時也說明一個問題，在o1中修改了a和fn，而在o2中沒有改變，由于數(shù)組和函數(shù)都是對象，是引用類型，這就說明o1中的屬性和方法與o2中的屬性與方法雖然同名但卻不是一個引用，而是對Obj對象定義的屬性和方法的一個復(fù)制。

這個對屬性來說沒有什么問題，但是對于方法來說問題就很大了，因為方法都是在做完全一樣的功能，但是卻又兩份復(fù)制，如果一個函數(shù)對象有上千和實例方法，那么它的每個實例都要保持一份上千個方法的復(fù)制，這顯然是不科學(xué)的，這可腫么辦呢，prototype應(yīng)運(yùn)而生。先看看對象的含義：

4 、普通對象與函數(shù)對象

JavaScript 中，萬物皆對象！但對象也是有區(qū)別的。分為普通對象和函數(shù)對象，Object ，F(xiàn)unction 是JS自帶的函數(shù)對象。下面舉例說明

function f1(){};
 var f2 = function(){};
 var f3 = new Function('str','console.log(str)');

 var o3 = new f1();
 var o1 = {};
 var o2 =new Object();

 console.log(typeof Object); //function
 console.log(typeof Function); //function
 console.log(typeof o1); //object
 console.log(typeof o2); //object
 console.log(typeof o3); //object
 console.log(typeof f1); //function
 console.log(typeof f2); //function
 console.log(typeof f3); //function

在上面的例子中 o1 o2 o3 為普通對象，f1 f2 f3 為函數(shù)對象。怎么區(qū)分，其實很簡單，凡是通過 new Function() 創(chuàng)建的對象都是函數(shù)對象，其他的都是普通對象。 f1,f2,歸根結(jié)底都是通過 new Function()的方式進(jìn)行創(chuàng)建的。Function Object 也都是通過 New Function()創(chuàng)建的。

5、prototype原型

在JavaScript 中，每當(dāng)定義一個對象（函數(shù)）時候，對象中都會包含一些預(yù)定義的屬性。其中函數(shù)對象的一個屬性就是原型對象 prototype。注：普通對象沒有prototype,但有_ proto _屬性。

原型對象其實就是普通對象（Function.prototype除外,它是函數(shù)對象，但它很特殊，他沒有prototype屬性（前面說道函數(shù)對象都有prototype屬性））?？聪旅娴睦樱?/p>

 function f1(){};
 console.log(f1.prototype) //f1{}
 console.log(typeof f1.prototype) //Object
 console.log(typeof Function.prototype) // Function，這個特殊
 console.log(typeof Object.prototype) // Object
 console.log(typeof Function.prototype.prototype) //undefined

從這句console.log(f1.prototype) //f1 {} 的輸出就結(jié)果可以看出，f1.prototype就是f1的一個實例對象（這里就是f1的原型對象）。就是在f1創(chuàng)建的時候,創(chuàng)建了一個它的實例對象并賦值給它的prototype，基本過程如下：

 var temp = new f1();
 f1. prototype = temp;

所以，F(xiàn)unction.prototype為什么是函數(shù)對象就迎刃而解了，上文提到凡是new Function ()產(chǎn)生的對象都是函數(shù)對象，所以temp1是函數(shù)對象。

var temp1 = new Function ();
 Function.prototype = temp1;

那原型對象是用來做什么的呢？主要作用是用于繼承。舉了例子：

var person = function(name){
 this.name = name
};
person.prototype.getName = function(){
 return this.name; // 這里this指向原型對象person ==>person.name
}
var xpg = new person(‘xiaopingguo');
xpg.getName(); //xiaopingguo

從這個例子可以看出，通過給person.prototype設(shè)置了一個函數(shù)對象的屬性，那有person實例（例中：xpg）出來的普通對象就繼承了這個屬性。具體是怎么實現(xiàn)的繼承，就要講到下面的原型鏈了。

在深入的講一遍：無論什么時候，只要創(chuàng)建了一個新函數(shù)，就會根據(jù)一組特定的規(guī)則為該函數(shù)創(chuàng)建一個prototype屬性（同時它也是一個對象），默認(rèn)情況下prototype屬性(對象)會默認(rèn)獲得一個constructor(構(gòu)造函數(shù))屬性，這個屬性是一個指向prototype屬性所在函數(shù)的指針，有些繞了啊，寫代碼、上圖！

function Person(){

}

根據(jù)上圖可以看出Person對象會自動獲得prototyp屬性，而prototype也是一個對象，會自動獲得一個constructor屬性，該屬性正是指向Person對象。

當(dāng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個實例的時候，實例內(nèi)部將包含一個內(nèi)部指針（很多瀏覽器這個指針名字為_ proto _ ）指向構(gòu)造函數(shù)的prototype，這個連接存在于實例和構(gòu)造函數(shù)的prototype之間，而不是實例與構(gòu)造函數(shù)之間。

function Person(name){
 this.name=name;
}

Person.prototype.printName=function(){
 alert(this.name);
}

var person1=new Person('Byron');
var person2=new Person('Frank');

Person的實例person1中包含了name屬性，同時自動生成一個_ proto _屬性，該屬性指向Person的prototype，可以訪問到prototype內(nèi)定義的printName方法，大概就是這個樣子的:

寫段程序測試一下看看prototype內(nèi)屬性、方法是能夠共享

function Person(name){
 this.name=name;
}

Person.prototype.share=[];

Person.prototype.printName=function(){
 alert(this.name);
}

var person1=new Person('Byron');
var person2=new Person('Frank');

person1.share.push(1);
person2.share.push(2);
console.log(person2.share); //[1,2]

果不其然！實際上當(dāng)代碼讀取某個對象的某個屬性的時候，都會執(zhí)行一遍搜索，目標(biāo)是具有給定名字的屬性，搜索首先從對象實例開始，如果在實例中找到該屬性則返回，如果沒有則查找prototype，如果還是沒有找到則繼續(xù)遞歸prototype的prototype對象，直到找到為止，如果遞歸到object仍然沒有則返回錯誤。同樣道理如果在實例中定義如prototype同名的屬性或函數(shù)，則會覆蓋prototype的屬性或函數(shù)?！?這就是Javascript的原型鏈。

function Person(name){
 this.name=name;
}

Person.prototype.share=[];

var person=new Person('Byron');
person.share=0;

console.log(person.share); //0；而不是prototype中的[]

6．原型鏈

JS在創(chuàng)建對象（不論是普通對象還是函數(shù)對象）的時候，都有一個叫做_ proto _的內(nèi)置屬性，用于指向創(chuàng)建它的函數(shù)對象的原型對象prototype。以上面的例子

復(fù)制代碼代碼如下:

console.log(xpg.__ proto __ === person.prototype) //true

同樣，person.prototype對象也有_ proto _屬性，它指向創(chuàng)建它的函數(shù)對象（Object）的prototype

復(fù)制代碼代碼如下:

console.log(person.prototype.__ proto __=== Object.prototype) //true

繼續(xù)，Object.prototype對象也有_ proto _屬性，但它比較特殊，為null

復(fù)制代碼代碼如下:

console.log(Object.prototype.__ proto __) //null

這個有_ proto _ 串起來的直到Object.prototype._ proto _為null的鏈叫做原型鏈。如下圖：

原型鏈中屬性查找：
當(dāng)查找一個對象的屬性時，JavaScript 會向上遍歷原型鏈，直到找到給定名稱的屬性為止，到查找到達(dá)原型鏈的頂部 - 也就是 Object.prototype - 但是仍然沒有找到指定的屬性，就會返回 undefined，我們來看一個例子：

 function foo() {
 this.add = function (x, y) {
 return x + y;
 }
}

foo.prototype.add = function (x, y) {
 return x + y + 10;
}

Object.prototype.subtract = function (x, y) {
 return x - y;
}

var f = new foo();
alert(f.add(1, 2)); //結(jié)果是3，而不是13
alert(f.subtract(1, 2)); //結(jié)果是-1

通過代碼運(yùn)行，我們發(fā)現(xiàn)subtract是安裝我們所說的向上查找來得到結(jié)果的，但是add方式有點小不同，這也是我想強(qiáng)調(diào)的，就是屬性在查找的時候是先查找自身的屬性，如果沒有再查找原型，再沒有，再往上走，一直插到Object的原型上，所以在某種層面上說，用 for in語句遍歷屬性的時候，效率也是個問題。

還有一點我們需要注意的是，我們可以賦值任何類型的對象到原型上，但是不能賦值原子類型的值，比如如下代碼是無效的：

function Foo() {}
Foo.prototype = 1; // 無效

7、構(gòu)造函數(shù)、實例和原型對象的區(qū)別

實例就是通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的。實例一創(chuàng)造出來就具有constructor屬性（指向構(gòu)造函數(shù)）和proto屬性（指向原型對象），

構(gòu)造函數(shù)中有一個prototype屬性，這個屬性是一個指針，指向它的原型對象。

原型對象內(nèi)部也有一個指針（constructor屬性）指向構(gòu)造函數(shù):Person.prototype.constructor = Person;

實例可以訪問原型對象上定義的屬性和方法。

在這里person1和person2就是實例，prototype是他們的原型對象。

再舉個栗子：

<script type="text/javascript">
 function Animal(name) //積累構(gòu)造函數(shù)
 {
 this.name = name;//設(shè)置對象屬性
 }

 Animal.prototype.behavior = function() //給基類構(gòu)造函數(shù)的prototype添加behavior方法
 { 
 alert("this is a "+this.name);
 }

 var Dog = new Animal("dog");//創(chuàng)建Dog對象
 var Cat = new Animal("cat");//創(chuàng)建Cat對象

 Dog.behavior();//通過Dog對象直接調(diào)用behavior方法
 Cat.behavior();//output "this is a cat"

 alert(Dog.behavior==Cat.behavior);//output true;
</script>

8、原型的使用

原型使用方式1：
在使用原型之前，我們需要先將代碼做一下小修改：

 var Calculator = function (decimalDigits, tax) {
 this.decimalDigits = decimalDigits;
 this.tax = tax;
 };

然后，通過給Calculator對象的prototype屬性賦值對象字面量來設(shè)定Calculator對象的原型。

 Calculator.prototype = {
  add: function (x, y) {
  return x + y;
  },

  subtract: function (x, y) {
  return x - y;
  }
 };
 //alert((new Calculator()).add(1, 3));

我們就可以new Calculator對象以后，就可以調(diào)用add方法來計算結(jié)果了。

原型使用方式2：
第二種方式是，在賦值原型prototype的時候使用function立即執(zhí)行的表達(dá)式來賦值，即如下格式：

復(fù)制代碼代碼如下:

Calculator.prototype = function () { } ();

它的好處在前面的Item里已經(jīng)知道了，就是可以封裝私有的function，通過return的形式暴露出簡單的使用名稱，以達(dá)到public/private的效果，修改后的代碼如下：

Calculator.prototype = function () {
 add = function (x, y) {
  return x + y;
 },

 subtract = function (x, y) {
  return x - y;
 }
 return {
  add: add,
  subtract: subtract
 }
} ();

//alert((new Calculator()).add(11, 3));

同樣的方式，我們可以new Calculator對象以后調(diào)用add方法來計算結(jié)果了。

分步聲明：
上述使用原型的時候，有一個限制就是一次性設(shè)置了原型對象，我們再來說一下如何分來設(shè)置原型的每個屬性吧。

var BaseCalculator = function () {
 //為每個實例都聲明一個小數(shù)位數(shù)
 this.decimalDigits = 2;
};
//使用原型給BaseCalculator擴(kuò)展

BaseCalculator.prototype.add = function (x, y) {
 return x + y;
};

BaseCalculator.prototype.subtract = function (x, y) {
 return x - y;
};

聲明了一個BaseCalculator對象，構(gòu)造函數(shù)里會初始化一個小數(shù)位數(shù)的屬性decimalDigits，然后通過原型屬性設(shè)置2個function，分別是add(x,y)和subtract(x,y)，當(dāng)然你也可以使用前面提到的2種方式的任何一種，我們的主要目的是看如何將BaseCalculator對象設(shè)置到真正的Calculator的原型上。

var BaseCalculator = function() {
 this.decimalDigits = 2;
};

BaseCalculator.prototype = {
 add: function(x, y) {
 return x + y;
 },
 subtract: function(x, y) {
 return x - y;
 }
};

重寫原型：

在使用第三方JS類庫的時候，往往有時候他們定義的原型方法是不能滿足我們的需要，但是又離不開這個類庫，所以這時候我們就需要重寫他們的原型中的一個或者多個屬性或function，我們可以通過繼續(xù)聲明的同樣的add代碼的形式來達(dá)到覆蓋重寫前面的add功能，代碼如下：

//覆蓋前面Calculator的add() function 
Calculator.prototype.add = function (x, y) {
 return x + y + this.tax;
};

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));

這樣，我們計算得出的結(jié)果就比原來多出了一個tax的值，但是有一點需要注意：那就是重寫的代碼需要放在最后，這樣才能覆蓋前面的代碼。

9、hasOwnProperty函數(shù)

hasOwnProperty是Object.prototype的一個方法，它可是個好東西，他能判斷一個對象是否包含自定義屬性而不是原型鏈上的屬性，因為hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一個處理屬性但是不查找原型鏈的函數(shù)。

// 修改Object.prototype
Object.prototype.bar = 1; 
var foo = {goo: undefined};

foo.bar; // 1
'bar' in foo; // true

foo.hasOwnProperty('bar'); // false
foo.hasOwnProperty('goo'); // true

只有 hasOwnProperty 可以給出正確和期望的結(jié)果，這在遍歷對象的屬性時會很有用。沒有其它方法可以用來排除原型鏈上的屬性，而不是定義在對象自身上的屬性。

但有個惡心的地方是：JavaScript 不會保護(hù) hasOwnProperty 被非法占用，因此如果一個對象碰巧存在這個屬性，就需要使用外部的 hasOwnProperty 函數(shù)來獲取正確的結(jié)果。

var foo = {
 hasOwnProperty: function() {
 return false;
 },
 bar: 'Here be dragons'
};

foo.hasOwnProperty('bar'); // 總是返回 false

// 使用{}對象的 hasOwnProperty，并將其上下為設(shè)置為foo
{}.hasOwnProperty.call(foo, 'bar'); // true

當(dāng)檢查對象上某個屬性是否存在時，hasOwnProperty 是唯一可用的方法。同時在使用 for in loop 遍歷對象時，推薦總是使用 hasOwnProperty 方法，這將會避免原型對象擴(kuò)展帶來的干擾，我們來看一下例子：

// 修改 Object.prototype
Object.prototype.bar = 1;

var foo = {moo: 2};
for(var i in foo) {
 console.log(i); // 輸出兩個屬性：bar 和 moo
}

我們沒辦法改變for in語句的行為，所以想過濾結(jié)果就只能使用hasOwnProperty 方法，代碼如下：

// foo 變量是上例中的
for(var i in foo) {
 if (foo.hasOwnProperty(i)) {
 console.log(i); //moo
 }
}

這個版本的代碼是唯一正確的寫法。由于我們使用了 hasOwnProperty，所以這次只輸出 moo。如果不使用 hasOwnProperty，則這段代碼在原生對象原型（比如 Object.prototype）被擴(kuò)展時可能會出錯。

總結(jié)：推薦使用 hasOwnProperty，不要對代碼運(yùn)行的環(huán)境做任何假設(shè)，不要假設(shè)原生對象是否已經(jīng)被擴(kuò)展了

10、拓展

_ ptoto _屬性

_ ptoto _屬性（IE瀏覽器不支持）是實例指向原型對象的一個指針，它的作用就是指向構(gòu)造函數(shù)的原型屬性constructor，通過這兩個屬性，就可以訪問原型里的屬性和方法了。

Javascript中的對象實例本質(zhì)上是由一系列的屬性組成的，在這些屬性中，有一個內(nèi)部的不可見的特殊屬性——_ proto _，該屬性的值指向該對象實例的原型，一個對象實例只擁有一個唯一的原型。

function Box(){ //大寫，代表構(gòu)造函數(shù)
 Box.prototype.name = "trigkit4";//原型屬性
 Box.prototype.age = "21";
 Box.prototype.run = function()//原型方法
 { 
 return this.name + this.age + 'studying';
 }
}

var box1 = new Box();
var box2 = new Box();
alert(box1.constructor);//構(gòu)造屬性，可以獲取構(gòu)造函數(shù)本身，
   //作用是被原型指針定位，然后得到構(gòu)造函數(shù)本身

_ proto _屬性和prototype屬性的區(qū)別

prototype是原型對象中專有的屬性。
_ proto _ 是普通對象的隱式屬性，在new的時候，會指向prototype所指的對象；
_ ptoto _ 實際上是某個實體對象的屬性，而prototype則是屬于構(gòu)造函數(shù)的屬性。_ ptoto _只能在學(xué)習(xí)或調(diào)試的環(huán)境下使用。

原型模式的執(zhí)行流程

1.先查找構(gòu)造函數(shù)實例里的屬性或方法，如果有，就立即返回。
2.如果構(gòu)造函數(shù)的實例沒有，就去它的原型對象里找，如果有，就立即返回

原型對象的

function Box(){ //大寫，代表構(gòu)造函數(shù)
 Box.prototype.name = "trigkit4";//原型屬性
 Box.prototype.age = "21";
 Box.prototype.run = function()//原型方法
 { 
 return this.name + this.age + 'studying';
 }
}

var box1 = new Box();
alert(box1.name);//trigkit4,原型里的值
box1.name = "Lee";
alert(box1.name);//Lee,就進(jìn)原則

var box2 = new Box();
alert(box2.name);//trigkit4,原型的值，沒有被box1修改

構(gòu)造函數(shù)的

function Box(){   
 this.name = "Bill";
}

Box.prototype.name = "trigkit4";//原型屬性
Box.prototype.age = "21";
Box.prototype.run = function()//原型方法
{ 
 return this.name + this.age + 'studying';
}

var box1 = new Box();
alert(box1.name);//Bill,原型里的值
box1.name = "Lee";
alert(box1.name);//Lee,就進(jìn)原則

綜上，整理一下：

function Person(){};

Person.prototype.name = "trigkit4";
Person.prototype.say = function(){
 alert("Hi");
}

var p1 = new Person();//prototype是p1和p2的原型對象
var p2 = new Person();//p2為實例化對象，其內(nèi)部有一個__proto__屬性，指向Person的prototype

console.log(p1.prototype);//undefined,這個屬性是一個對象，訪問不到
console.log(Person.prototype);//Person
console.log(Person.prototype.constructor);//原型對象內(nèi)部也有一個指針（constructor屬性）指向構(gòu)造函數(shù)
console.log(p1.__proto__);//這個屬性是一個指針指向prototype原型對象
p1.say();//實例可以訪問到在原型對象上定義的屬性和方法