JavaScript探秘：强大的原型和原型链

Posted 2020-09-19 liguangsunls

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

javascript 不包括传统的类继承模型，而是使用 prototypal 原型模型。

尽管这常常被当作是 JavaScript 的缺点被提及，事实上基于原型的继承模型比传统的类继承还要强大。实现传统的类继承模型是非常easy，可是实现 JavaScript 中的原型继承则要困难的多。

因为 JavaScript 是唯一一个被广泛使用的基于原型继承的语言，所以理解两种继承模式的差异是须要一定时间的，今天我们就来了解一下原型和原型链。

原型

10年前。我刚学习JavaScript的时候，一般都是用例如以下方式来写代码：

<pre name="code" class="javascript">var decimalDigits = 2,
	tax = 5;

function add(x, y) {
    return x + y;
}

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

//alert(add(1, 3));

通过运行各个function来得到结果，学习了原型之后。我们能够使用例如以下方式来美化一下代码。

原型使用方式1

在使用原型之前。我们须要先将代码做一下小改动：

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

然后。通过给Calculator对象的prototype属性赋值对象字面量来设定Calculator对象的原型。

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

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

这样，我们就能够new Calculator对象以后，就能够调用add方法来计算结果了。

原型使用方式2

另外一种方式是，在赋值原型prototype的时候使用function马上运行的表达式来赋值，即例如以下格式：

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

它的优点在前面的帖子里已经知道了。就是能够封装私有的function，通过return的形式暴露出简单的使用名称，以达到public/private的效果。改动后的代码例如以下：

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));

相同的方式，我们能够new Calculator对象以后调用add方法来计算结果了。

分步声明

上述使用原型的时候。有一个限制就是一次性设置了原型对象。我们再来说一下怎样分来设置原型的每一个属性吧。

var BaseCalculator = function () {
    //为每一个实例都声明一个小数位数
    this.decimalDigits = 2;
};
        
//使用原型给BaseCalculator扩展2个对象方法
BaseCalculator.prototype.add = function (x, y) {
    return x + y;
};

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

首先。声明了一个BaseCalculator对象。构造函数里会初始化一个小数位数的属性decimalDigits，然后通过原型属性设置2个function，各自是add(x,y)和subtract(x,y)。当然你也能够使用前面提到的2种方式的不论什么一种，我们的主要目的是看怎样将BaseCalculator对象设置到真正的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;
    }
};

创建完上述代码以后，我们来開始：

var Calculator = function () {
    //为每一个实例都声明一个税收数字
    this.tax = 5;
};
        
Calculator.prototype = new BaseCalculator();

我们能够看到Calculator的原型是指向到BaseCalculator的一个实例上，目的是让Calculator集成它的add(x,y)和subtract(x,y)这2个function，另一点要说的是，因为它的原型是BaseCalculator的一个实例，所以无论你创建多少个Calculator对象实例，他们的原型指向的都是同一个实例。

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));
//BaseCalculator 里声明的decimalDigits属性，在 Calculator里是能够訪问到的
alert(calc.decimalDigits); 

上面的代码。执行以后。我们能够看到由于Calculator的原型是指向BaseCalculator的实例上的，所以能够訪问他的decimalDigits属性值，那假设我不想让Calculator訪问BaseCalculator的构造函数里声明的属性值，那怎么办呢？这么办：

var Calculator = function () {
    this.tax= 5;
};

Calculator.prototype = BaseCalculator.prototype;

通过将BaseCalculator的原型赋给Calculator的原型，这样你在Calculator的实例上就訪问不到那个decimalDigits值了，假设你訪问例如以下代码，那将会提升出错。

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

重写原型

在使用第三方JS类库的时候，往往有时候他们定义的原型方法是不能满足我们的须要。可是又离不开这个类库。所以这时候我们就须要重写他们的原型中的一个或者多个属性或function。我们能够通过继续声明的相同的add代码的形式来达到覆盖重写前面的add功能，代码例如以下：

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

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

这样。我们计算得出的结果就比原来多出了一个tax的值。可是有一点须要注意：那就是重写的代码须要放在最后，这样才干覆盖前面的代码。

原型链

在将原型链之前，我们先上一段代码：

function Foo() {
    this.value = 42;
}
Foo.prototype = {
    method: function() {}
};

function Bar() {}

// 设置Bar的prototype属性为Foo的实例对象
Bar.prototype = new Foo();
Bar.prototype.foo = ‘Hello World‘;

// 修正Bar.prototype.constructor为Bar本身
Bar.prototype.constructor = Bar;

var test = new Bar() // 创建Bar的一个新实例

// 原型链
test [Bar的实例]
    Bar.prototype [Foo的实例] 
        { foo: ‘Hello World‘ }
        Foo.prototype
            {method: ...};
            Object.prototype
                {toString: ... /* etc. */};

上面的样例中。test 对象从 Bar.prototype 和 Foo.prototype 继承下来。因此，它能訪问 Foo 的原型方法 method。

同一时候，它也可以訪问那个定义在原型上的 Foo 实例属性 value。须要注意的是 new Bar() 不会创造出一个新的 Foo 实例，而是反复使用它原型上的那个实例；因此，全部的 Bar 实例都会共享同样的 value 属性。

属性查找

当查找一个对象的属性时。JavaScript 会向上遍历原型链。直到找到给定名称的属性为止，到查找到达原型链的顶部 - 也就是 Object.prototype - 可是仍然没有找到指定的属性，就会返回 undefined，我们来看一个样例：

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)); //结果是3。而不是13
alert(f.subtract(1, 2)); //结果是-1

通过代码执行。我们发现subtract是安装我们所说的向上查找来得到结果的，可是add方式有点小不同。这也是我想强调的，就是属性在查找的时候是先查找自身的属性，假设没有再查找原型。再没有，再往上走。一直插到Object的原型上。所以在某种层面上说。用 for in语句遍历属性的时候，效率也是个问题。

另一点我们须要注意的是，我们能够赋值不论什么类型的对象到原型上，可是不能赋值原子类型的值。比方例如以下代码是无效的：

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

hasOwnProperty函数

hasOwnProperty是Object.prototype的一个方法。它但是个好东西，他能推断一个对象是否包括自己定义属性而不是原型链上的属性，由于hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一个处理属性但是不查找原型链的函数。

// 改动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

仅仅有 hasOwnProperty 能够给出正确和期望的结果，这在遍历对象的属性时会非常实用。 没有其他方法能够用来排除原型链上的属性，而不是定义在对象自身上的属性。

但有个恶心的地方是：JavaScript 不会保护 hasOwnProperty 被非法占用，因此假设一个对象碰巧存在这个属性，就须要使用外部的 hasOwnProperty 函数来获取正确的结果。

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

foo.hasOwnProperty(‘bar‘); // 总是返回 false

// 使用{}对象的 hasOwnProperty，并将其上下为设置为foo
{}.hasOwnProperty.call(foo, ‘bar‘); // true

当检查对象上某个属性是否存在时，hasOwnProperty 是唯一可用的方法。同一时候在使用 for in loop 遍历对象时。推荐总是使用 hasOwnProperty 方法。这将会避免原型对象扩展带来的干扰，我们来看一下样例：

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

var foo = {moo: 2};
for(var i in foo) {
    console.log(i); // 输出两个属性：bar 和 moo
}

我们没办法改变for in语句的行为，所以想过滤结果就仅仅能使用hasOwnProperty 方法。代码例如以下：

这个版本号的代码是唯一正确的写法。因为我们使用了 hasOwnProperty，所以这次仅仅输出 moo。

假设不使用 hasOwnProperty，则这段代码在原生对象原型（比方 Object.prototype）被扩展时可能会出错。

总结：推荐使用 hasOwnProperty。不要对代码执行的环境做不论什么如果，不要如果原生对象是否已经被扩展了。