JS 原型链图形详解

Posted 2020-06-30 攻城狮

JS原型链

这篇文章是「深入ECMA-262-3」系列的一个概览和摘要。每个部分都包含了对应章节的链接，所以你可以阅读它们以便对其有更深的理解。

对象

ECMAScript做为一个高度抽象的面向对象语言，是通过对象来交互的。即使ECMAScript里边也有基本类型，但是，当需要的时候，它们也会被转换成对象。

一个对象就是一个属性集合，并拥有一个独立的prototype（原型）对象。这个prototype可以是一个对象或者null。*

让我们看一个关于对象的基本例子。一个对象的prototype是以内部的[[Prototype]]属性来引用的。但是，在示意图里边我们将会使用__<internal-property>__下划线标记来替代两个括号，对于prototype对象来说是：__proto__\。

 

对于以下代码：

 

basic-object.png

 

这些prototype有什么用？让我们以原型链（prototype chain）的概念来回答这个问题。

 

原型链

原型对象也是简单的对象并且可以拥有它们自己的原型。如果一个原型对象的原型是一个非null的引用，那么以此类推，这就叫作原型链。

原型链是一个用来实现继承和共享属性的有限对象链。

考虑这么一个情况，我们拥有两个对象，它们之间只有一小部分不同，其他部分都相同。显然，对于一个设计良好的系统，我们将会重用相似的功能/代码，而不是在每个单独的对象中重复它。在基于类的系统中，这个代码重用风格叫作类继承－你把相似的功能放入类A中，然后类B和类C继承类A，并且拥有它们自己的一些小的额外变动。

ECMAScript中没有类的概念。但是，代码重用的风格并没有太多不同（尽管从某些方面来说比基于类（class-based）的方式要更加灵活）并且通过原型链来实现。这种继承方式叫作委托继承(delegation based inheritance)（或者，更贴近ECMAScript一些，叫作原型继承(prototype based inheritance)）。

跟例子中的类A，B，C相似，在ECMAScript中你创建对象：a，b，c。于是，对象a中存储对象b和c中通用的部分。然后b和c只存储它们自身的额外属性或者方法。

 

var a = { x: 10, calculate: function (z) {
               return this.x + this.y + z }
           };
var b = { y: 20, __proto__: a };
var c = { y: 30, __proto__: a };
// call the inherited method
b.calculate(30);  // 60
c.calculate(40);  // 80

 

规则很简单：如果一个属性或者一个方法在对象自身中无法找到（也就是对象自身没有一个那样的属性），然后它会尝试在原型链中寻找这个属性/方法。如果这个属性在原型中没有查找到，那么将会查找这个原型的原型，以此类推，遍历整个原型链（当然这在类继承中也是一样的，当解析一个继承的方法的时候－我们遍历class链（ class chain））。第一个被查找到的同名属性/方法会被使用。因此，一个被查找到的属性叫作继承属性。如果在遍历了整个原型链之后还是没有查找到这个属性的话，返回undefined值。

 

注意，继承方法中所使用的this的值被设置为原始对象，而并不是在其中查找到这个方法的（原型）对象。也就是，在上面的例子中this.y取的是b和c中的值，而不是a中的值。但是，this.x是取的是a中的值，并且又一次通过原型链机制完成。

如果没有明确为一个对象指定原型，那么它将会使用__proto__的默认值－Object.prototype。Object.prototype对象自身也有一个__proto__属性，这是原型链的终点并且值为null。

下一张图展示了对象a，b，c之间的继承层级：

prototype-chain.png

注意： ES5标准化了一个实现原型继承的可选方法，即使用Object.create函数：

var b = Object.create(a, {y: {value: 20}}); var c = Object.create(a, {y: {value: 30}});

你可以在对应的章节获取到更多关于ES5新API的信息。 ES6标准化了 __proto__属性，并且可以在对象初始化的时候使用它。

通常情况下需要对象拥有相同或者相似的状态结构（也就是相同的属性集合），赋以不同的状态值。在这个情况下我们可能需要使用构造函数(constructorfunction)，其以指定的模式来创造对象。

构造函数

除了以指定模式创建对象之外，构造函数也做了另一个有用的事情－它自动地为新创建的对象设置一个原型对象。这个原型对象存储在ConstructorFunction.prototype属性中。

换句话说，我们可以使用构造函数来重写上一个拥有对象b和对象c的例子。因此，对象a（一个原型对象）的角色由Foo.prototype来扮演：

// a constructor function
function Foo(y) {
this.y = y;
}
Foo.prototype.x = 10;
Foo.prototype.calculate = function (z) {
      return this.x + this.y + z;
};

var b = new Foo(20);
var c = new Foo(30);
// 调用继承方法
b.calculate(30);  // 60
c.calculate(40);  // 80
console.log( b.__proto__ === Foo.prototype)  // true
console.log(c.__proto__ === Foo.prototype)   // true

//同时 Foo.prototype  同时会创建一个特殊的属性 constructor,
b.constructor === Foo  // true
c.constructor === Foo, // true
Foo.prototype.constructor === Foo // true
b.calculate === b.__proto__.calculate  // true
b.__proto__.calculate === Foo.prototype.calculate  // true

 

这个代码可以表示为如下关系：

 

 

 这张图又一次说明了每个对象都有一个原型。构造函数Foo也有自己的__proto__，值为Function.prototype，Function.prototype也通过其__proto__属性关联到Object.prototype。因此，重申一下，Foo.prototype就是Foo的一个明确的属性，指向对象b和对象c的原型。

 

正式来说，如果思考一下分类的概念（并且我们已经对Foo进行了分类），那么构造函数和原型对象合在一起可以叫作「类」。实际上，举个例子，Python的第一级（first-class）动态类（dynamic classes）显然是以同样的属性/方法处理方案来实现的。从这个角度来说，Python中的类就是ECMAScript使用的委托继承的一个语法糖。

注意: 在ES6中「类」的概念被标准化了，并且实际上以一种构建在构造函数上面的语法糖来实现，就像上面描述的一样。从这个角度来看原型链成为了类继承的一种具体实现方式：

 

// ES6

class Foo {

constructor(name) {
     this._name = name;
          }
     getName {
          return this._name;
     }
}
class Bar extends Foo {
     getName {
          return super.getName + ‘ Doe‘;
     }
}
var bar = newBar(‘John‘);
console.log(bar.getName); // John Doe

 

转自javascript. The core.
http://www.yidianzixun.com/n/0CjThYEE?s=9&appid=xiaomi&ver=3.5.5&utk=03smxf0g