带你彻底理解JavaScript中的原型对象
一、什么是原型
原型是Javascript中的继承的基础,JavaScript的继承就是基于原型的继承。
1.1 函数的原型对象
在JavaScript中,我们创建一个函数A(就是声明一个函数), 那么浏览器就会在内存中创建一个对象B,而且每个函数都默认会有一个属性 prototype 指向了这个对象( 即:prototype的属性的值是这个对象 )。这个对象B就是函数A的原型对象,简称函数的原型。这个原型对象B 默认会有一个属性 constructor 指向了这个函数A ( 意思就是说:constructor属性的值是函数A )。
看下面的代码:
<body> <script type="text/javascript"> /* 声明一个函数,则这个函数默认会有一个属性叫 prototype 。而且浏览器会自动按照一定的规则 创建一个对象,这个对象就是这个函数的原型对象,prototype属性指向这个原型对象。这个原型对象 有一个属性叫constructor 执行了这个函数 注意:原型对象默认只有属性:constructor。其他都是从Object继承而来,暂且不用考虑。 */ function Person () { } </script> </body>
下面的图描述了声明一个函数之后发生的事情:
1.2 使用构造函数创建对象
当把一个函数作为构造函数 (理论上任何函数都可以作为构造函数) 使用new创建对象的时候,那么这个对象就会存在一个默认的不可见的属性,来指向了构造函数的原型对象。 这个不可见的属性我们一般用 [[prototype]] 来表示,只是这个属性没有办法直接访问到。
看下面的代码:
<body> <script type="text/javascript"> function Person () { } /* 利用构造函数创建一个对象,则这个对象会自动添加一个不可见的属性 [[prototype]], 而且这个属性 指向了构造函数的原型对象。 */ var p1 = new Person(); </script> </body>
观察下面的示意图:
说明:
1.从上面的图示中可以看到,创建p1对象虽然使用的是Person构造函数,但是对象创建出来之后,这个p1对象其实已经与Person构造函数没有任何关系了,p1对象的[[ prototype ]]属性指向的是Person构造函数的原型对象。
2.如果使用new Person()创建多个对象,则多个对象都会同时指向Person构造函数的原型对象。
3.我们可以手动给这个原型对象添加属性和方法,那么p1,p2,p3…这些对象就会共享这些在原型中添加的属性和方法。
4.如果我们访问p1中的一个属性name,如果在p1对象中找到,则直接返回。如果p1对象中没有找到,则直接去p1对象的[[prototype]]属性指向的原型对象中查找,如果查找到则返回。(如果原型中也没有找到,则继续向上找原型的原型—原型链。 后面再讲)。
5.如果通过p1对象添加了一个属性name,则p1对象来说就屏蔽了原型中的属性name。 换句话说:在p1中就没有办法访问到原型的属性name了。
6.通过p1对象只能读取原型中的属性name的值,而不能修改原型中的属性name的值。 p1.name = “李四”; 并不是修改了原型中的值,而是在p1对象中给添加了一个属性name。
看下面的代码:
<body> <script type="text/javascript"> function Person () { } // 可以使用Person.prototype 直接访问到原型对象 //给Person函数的原型对象中添加一个属性 name并且值是 "张三" Person.prototype.name = "张三"; Person.prototype.age = 20; var p1 = new Person(); /* 访问p1对象的属性name,虽然在p1对象中我们并没有明确的添加属性name,但是 p1的 [[prototype]] 属性指向的原型中有name属性,所以这个地方可以访问到属性name 就值。 注意:这个时候不能通过p1对象删除name属性,因为只能删除在p1中删除的对象。 */ alert(p1.name); // 张三 var p2 = new Person(); alert(p2.name); // 张三 都是从原型中找到的,所以一样。 alert(p1.name === p2.name); // true // 由于不能修改原型中的值,则这种方法就直接在p1中添加了一个新的属性name,然后在p1中无法再访问到 //原型中的属性。 p1.name = "李四"; alert("p1:" + p1.name); // 由于p2中没有name属性,则对p2来说仍然是访问的原型中的属性。 alert("p2:" + p2.name); // 张三 </script> </body>
二、与原型有关的几个属性和方法
2.1 prototype属性
prototype 存在于构造函数中 (其实任意函数中都有,只是不是构造函数的时候prototype我们不关注而已) ,他指向了这个构造函数的原型对象。
参考前面的示意图。
2.2 constructor属性
constructor属性存在于原型对象中,他指向了构造函数
看下面的代码:
<script type="text/javascript"> function Person () { } alert(Person.prototype.constructor === Person); // true var p1 = new Person(); //使用instanceof 操作符可以判断一个对象的类型。 //typeof一般用来获取简单类型和函数。而引用类型一般使用instanceof,因为引用类型用typeof 总是返回object。 alert(p1 instanceof Person); // true </script>
我们根据需要,可以Person.prototype 属性指定新的对象,来作为Person的原型对象。
但是这个时候有个问题,新的对象的constructor属性则不再指向Person构造函数了。
看下面的代码:
<script type="text/javascript"> function Person () { } //直接给Person的原型指定对象字面量。则这个对象的constructor属性不再指向Person函数 Person.prototype = { name:"志玲", age:20 }; var p1 = new Person(); alert(p1.name); // 志玲 alert(p1 instanceof Person); // true alert(Person.prototype.constructor === Person); //false //如果constructor对你很重要,你应该在Person.prototype中添加一行这样的代码: /* Person.prototype = { constructor : Person //让constructor重新指向Person函数 } */ </script>
2.3 __proto__ 属性(注意:左右各是2个下划线)
用构造方法创建一个新的对象之后,这个对象中默认会有一个不可访问的属性 [[prototype]] , 这个属性就指向了构造方法的原型对象。
但是在个别浏览器中,也提供了对这个属性[[prototype]]的访问(chrome浏览器和火狐浏览器。ie浏览器不支持)。访问方式:p1.__proto__
但是开发者尽量不要用这种方式去访问,因为操作不慎会改变这个对象的继承原型链。
<script type="text/javascript"> function Person () { } //直接给Person的原型指定对象字面量。则这个对象的constructor属性不再指向Person函数 Person.prototype = { constructor : Person, name:"志玲", age:20 }; var p1 = new Person(); alert(p1.__proto__ === Person.prototype); //true </script>
2.4 hasOwnProperty() 方法
大家知道,我们用去访问一个对象的属性的时候,这个属性既有可能来自对象本身,也有可能来自这个对象的[[prototype]]属性指向的原型。
那么如何判断这个对象的来源呢?
hasOwnProperty方法,可以判断一个属性是否来自对象本身。
<script type="text/javascript"> function Person () { } Person.prototype.name = "志玲"; var p1 = new Person(); p1.sex = "女"; //sex属性是直接在p1属性中添加,所以是true alert("sex属性是对象本身的:" + p1.hasOwnProperty("sex")); // name属性是在原型中添加的,所以是false alert("name属性是对象本身的:" + p1.hasOwnProperty("name")); // age 属性不存在,所以也是false alert("age属性是存在于对象本身:" + p1.hasOwnProperty("age")); </script>
所以,通过hasOwnProperty这个方法可以判断一个对象是否在对象本身添加的,但是不能判断是否存在于原型中,因为有可能这个属性不存在。
也即是说,在原型中的属性和不存在的属性都会返回fasle。
如何判断一个属性是否存在于原型中呢?
2.5 in 操作符
in操作符用来判断一个属性是否存在于这个对象中。但是在查找这个属性时候,现在对象本身中找,如果对象找不到再去原型中找。换句话说,只要对象和原型中有一个地方存在这个属性,就返回true
<script type="text/javascript"> function Person () { } Person.prototype.name = "志玲"; var p1 = new Person(); p1.sex = "女"; alert("sex" in p1); // 对象本身添加的,所以true alert("name" in p1); //原型中存在,所以true alert("age" in p1); //对象和原型中都不存在,所以false </script>
回到前面的问题,如果判断一个属性是否存在于原型中:
如果一个属性存在,但是没有在对象本身中,则一定存在于原型中。
<script type="text/javascript"> function Person () { } Person.prototype.name = "志玲"; var p1 = new Person(); p1.sex = "女"; //定义一个函数去判断原型所在的位置 function propertyLocation(obj, prop){ if(!(prop in obj)){ alert(prop + "属性不存在"); }else if(obj.hasOwnProperty(prop)){ alert(prop + "属性存在于对象中"); }else { alert(prop + "对象存在于原型中"); } } propertyLocation(p1, "age"); propertyLocation(p1, "name"); propertyLocation(p1, "sex"); </script
三、组合原型模型和构造函数模型创建对象
3.1 原型模型创建对象的缺陷
原型中的所有的属性都是共享的。也就是说,用同一个构造函数创建的对象去访问原型中的属性的时候,大家都是访问的同一个对象,如果一个对象对原型的属性进行了修改,则会反映到所有的对象上面。
但是在实际使用中,每个对象的属性一般是不同的。张三的姓名是张三,李四的姓名是李四。
**但是,这个共享特性对 方法(属性值是函数的属性)又是非常合适的。**所有的对象共享方法是最佳状态。这种特性在c#和Java中是天生存在的。
3.2 构造函数模型创建对象的缺陷
在构造函数中添加的属性和方法,每个对象都有自己独有的一份,大家不会共享。这个特性对属性比较合适,但是对方法又不太合适。因为对所有对象来说,他们的方法应该是一份就够了,没有必要每人一份,造成内存的浪费和性能的低下。
<script type="text/javascript"> function Person() { this.name = "李四"; this.age = 20; this.eat = function() { alert("吃完东西"); } } var p1 = new Person(); var p2 = new Person(); //每个对象都会有不同的方法 alert(p1.eat === p2.eat); //fasle </script>
可以使用下面的方法解决:
<script type="text/javascript"> function Person() { this.name = "李四"; this.age = 20; this.eat = eat; } function eat() { alert("吃完东西"); } var p1 = new Person(); var p2 = new Person(); //因为eat属性都是赋值的同一个函数,所以是true alert(p1.eat === p2.eat); //true </script>
但是上面的这种解决方法具有致命的缺陷:封装性太差。使用面向对象,目的之一就是封装代码,这个时候为了性能又要把代码抽出对象之外,这是反人类的设计。
3.3 使用组合模式解决上述两种缺陷
原型模式适合封装方法,构造函数模式适合封装属性,综合两种模式的优点就有了组合模式。
<script type="text/javascript"> //在构造方法内部封装属性 function Person(name, age) { this.name = name; this.age = age; } //在原型对象内封装方法 Person.prototype.eat = function (food) { alert(this.name + "爱吃" + food); } Person.prototype.play = function (playName) { alert(this.name + "爱玩" + playName); } var p1 = new Person("李四", 20); var p2 = new Person("张三", 30); p1.eat("苹果"); p2.eat("香蕉"); p1.play("志玲"); p2.play("凤姐"); </script>
四、动态原型模式创建对象
前面讲到的组合模式,也并非完美无缺,有一点也是感觉不是很完美。把构造方法和原型分开写,总让人感觉不舒服,应该想办法把构造方法和原型封装在一起,所以就有了动态原型模式。
动态原型模式把所有的属性和方法都封装在构造方法中,而仅仅在需要的时候才去在构造方法中初始化原型,又保持了同时使用构造函数和原型的优点。
看下面的代码:
<script type="text/javascript"> //构造方法内部封装属性 function Person(name, age) { //每个对象都添加自己的属性 this.name = name; this.age = age; /* 判断this.eat这个属性是不是function,如果不是function则证明是第一次创建对象, 则把这个funcion添加到原型中。 如果是function,则代表原型中已经有了这个方法,则不需要再添加。 perfect!完美解决了性能和代码的封装问题。 */ if(typeof this.eat !== "function"){ Person.prototype.eat = function () { alert(this.name + " 在吃"); } } } var p1 = new Person("志玲", 40); p1.eat(); </script>
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