深入探究 Function & Object 鸡蛋问题 - 黄庆的博客

Posted 2022-12-09 petewell

引言

这篇文章深入探究下 Function.__proto__ === Function.prototype 引起的鸡生蛋蛋生鸡问题，并在这个过程中深入了解 Object.prototype. Function.prototype. function Object . function Function 之间的关系。

Object.prototype

Object.prototype 表示 Object 的原型对象，其 [[Prototype]] 属性是 null，访问器属性 __proto__ 暴露了一个对象的内部 [[Prototype]] 。 Object.prototype 并不是通过 Object 函数创建的，为什么呢？看如下代码

function Foo() 
  this.value = "foo";

let f = new Foo();
f.__proto__ === Foo.prototype;
// true

实例对象的 __proto__指向构造函数的 prototype，即 f.__proto__ 指向 Foo.prototype，但是 Object.prototype.__proto__ 是 null，所以 Object.prototype 并不是通过 Object 函数创建的，那它如何生成的?其实 Object.prototype 是浏览器底层根据 ECMAScript 规范创造的一个对象。

Object.prototype 就是原型链的顶端（不考虑 null 的情况下），所有对象继承了它的 toString 等方法和属性。

Function.prototype

Function.prototype 对象是一个函数（对象），其 [[Prototype]] 内部属性值指向内建对象 Object.prototype。Function.prototype 对象自身没有 valueOf 属性，其从 Object.prototype 对象继承了valueOf 属性。

Function.prototype 的 [[Class]] 属性是 Function，所以这是一个函数，但又不大一样。为什么这么说呢？因为我们知道只有函数才有 prototype 属性，但并不是所有函数都有这个属性，因为 Function.prototype 这个函数就没有。

Function.prototype;
// ? ()  [native code] 

Function.prototype.prototype;
// undefined

当然你会发现下面这个函数也没有 prototype 属性。

let fun = Function.prototype.bind();
// ? ()  [native code] 

fun.prototype;
// undefined

为什么没有呢，我的理解是 Function.prototype 是引擎创建出来的函数，引擎认为不需要给这个函数对象添加 prototype 属性，不然 Function.prototype.prototype… 将无休无止并且没有存在的意义。

function Object

Object 作为构造函数时，其 [[Prototype]] 内部属性值指向 Function.prototype，即

Object.__proto__ === Function.prototype;
// true

使用new Object() 创建新对象时，这个新对象的 [[Prototype]] 内部属性指向构造函数的 prototype 属性，对应上图就是 Object.prototype。

当然也可以通过对象字面量等方式创建对象。

• 使用对象字面量创建的对象，其 [[Prototype]] 值是 Object.prototype。

• 使用数组字面量创建的对象，其 [[Prototype]] 值是 Array.prototype。

• 使用 function f() 函数创建的对象，其 [[Prototype]] 值是 Function.prototype。

• 使用 new fun() 创建的对象，其中 fun 是由 javascript 提供的内建构造器函数之一(Object, Function, Array, Boolean, Date, Number, String 等等），其 [[Prototype]] 值是 fun.prototype。

• 使用其他 JavaScript 构造器函数创建的对象，其 [[Prototype]] 值就是该构造器函数的 prototype 属性。

let o =  a: 1 ;
// 原型链: o ---> Object.prototype ---> null

let a = ["yo", "whadup", "?"];
// 原型链: a ---> Array.prototype ---> Object.prototype ---> null

function f() 
  return 2;

// 原型链: f ---> Function.prototype ---> Object.prototype ---> null

var fun = new Function();
// 原型链: fun ---> Function.prototype ---> Object.prototype ---> null

function Foo() 
  return ;

let foo = new Foo();
// 原型链: foo ---> Foo.prototype ---> Object.prototype ---> null

function Function

Function 构造函数是一个函数对象，其 [[Class]] 属性是 Function。Function 的 [[Prototype]] 属性指向了 Function.prototype，即

Function.__proto__ === Function.prototype;
// true

Function & Object 鸡蛋问题

我们看下面这段代码

Object instanceof Function; // true
Function instanceof Object; // true

Object instanceof Object; // true
Function instanceof Function; // true

Object 构造函数继承了 Function.prototype，同时 Function 构造函数继承了 Object.prototype。这里就产生了 鸡和蛋 的问题。为什么会出现这种问题，因为 Function.prototype 和 Function.__proto__ 都指向 Function.prototype。

// Object instanceof Function     即
Object.__proto__ === Function.prototype; // true

// Function instanceof Object     即
Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype; // true

// Object instanceof Object         即
Object.__proto__.__proto__ === Object.prototype; // true

// Function instanceof Function 即
Function.__proto__ === Function.prototype; // true

对于 Function.__proto__ === Function.prototype 这一现象有 2 种解释，争论点在于 Function 对象是不是由 Function 构造函数创建的一个实例？

解释 1. YES：按照 JavaScript 中“实例”的定义，a 是 b 的实例即 a instanceof b 为 true，默认判断条件就是 b.prototype 在 a 的原型链上。而 Function instanceof Function 为 true，本质上即 Object.getPrototypeOf(Function) === Function.prototype，正符合此定义。

解释 2. NO：Function 是 built-in 的对象，也就是并不存在“Function对象由Function构造函数创建”这样显然会造成鸡生蛋蛋生鸡的问题。实际上，当你直接写一个函数时（如 function f() 或 x => x），也不存在调用 Function 构造器，只有在显式调用 Function 构造器时（如 new Function('x', 'return x') ）才有。

这里偏向于第二种解释，即先有 Function.prototype 然后有的 function Function() ，所以就不存在鸡生蛋蛋生鸡问题了，把 Function.__proto__ 指向 Function.prototype 是为了保证原型链的完整，让 Function 可以获取定义在 Object.prototype 上的方法。

最后给一个完整的图，看懂这张图原型就没问题了。

内置类型构建过程

JavaScript 内置类型是浏览器内核自带的，浏览器底层对 JavaScript 的实现基于 C/C++，那么浏览器在初始化 JavaScript 环境时都发生了什么？

1. 用 C/C++ 构造内部数据结构创建一个 OP 即 (Object.prototype) 以及初始化其内部属性但不包括行为。

2. 用 C/C++ 构造内部数据结构创建一个 FP 即 (Function.prototype) 以及初始化其内部属性但不包括行为。

3. 将 FP 的 [[Prototype]] 指向 OP。

4. 用 C/C++ 构造内部数据结构创建各种内置引用类型。

5. 将各内置引用类型的[[Prototype]]指向 FP。

6. 将 Function 的 prototype 指向 FP。

7. 将 Object 的 prototype 指向 OP。

8. 用 Function 实例化出 OP，FP，以及 Object 的行为并挂载。

9. 用 Object 实例化出除 Object 以及 Function 的其他内置引用类型的 prototype 属性对象。

10. 用 Function 实例化出除Object 以及 Function 的其他内置引用类型的 prototype 属性对象的行为并挂载。

11. 实例化内置对象 Math 以及 Grobal

至此，所有内置类型构建完成。

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