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一. 普通对象与函数对象

JavaScript 中,万物皆对象!但对象也是有区别的。分为普通对象和函数对象,Object 、Function 是 JS 自带的函数对象。下面举例说明

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在上面的例子中 o1 o2 o3 为普通对象,f1 f2 f3 为函数对象。怎么区分,其实很简单,凡是通过 new Function() 创建的对象都是函数对象,其他的都是普通对象。f1,f2,归根结底都是通过 new Function()的方式进行创建的。Function Object 也都是通过 New Function()创建的

一定要分清楚普通对象和函数对象,下面我们会常常用到它。

二. 构造函数

我们先复习一下构造函数的知识:

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上面的例子中 person1 和 person2 都是 Person 的实例。这两个实例都有一个 constructor (构造函数)属性,该属性(是一个指针)指向 Person。 即:

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我们要记住两个概念(构造函数,实例):

person1 和 person2 都是 构造函数 Person 的实例

一个公式:

实例的构造函数属性(constructor)指向构造函数。

三. 原型对象

在 JavaScript 中,每当定义一个对象(函数也是对象)时候,对象中都会包含一些预定义的属性。其中每个函数对象都有一个prototype 属性,这个属性指向函数的原型对象。(先用不管什么是 __proto__ 第二节的课程会详细的剖析)

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我们得到了本文第一个「定律」:

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那什么是原型对象呢?

我们把上面的例子改一改你就会明白了:

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原型对象,顾名思义,它就是一个普通对象(废话 = =!)。从现在开始你要牢牢记住原型对象就是 Person.prototype ,如果你还是害怕它,那就把它想想成一个字母 A:

var A = Person.prototype


在上面我们给 A 添加了 四个属性:name、age、job、sayName。其实它还有一个默认的属性:constructor

在默认情况下,所有的原型对象都会自动获得一个 constructor(构造函数)属性,这个属性(是一个指针)指向 prototype 属性所在的函数(Person)

上面这句话有点拗口,我们「翻译」一下:A 有一个默认的 constructor 属性,这个属性是一个指针,指向 Person。即:

Person.prototype.constructor == Person


在上面第二小节《构造函数》里,我们知道实例的构造函数属性(constructor)指向构造函数person1.constructor == Person

这两个「公式」好像有点联系:

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person1 为什么有 constructor 属性?那是因为 person1 是 Person 的实例。

那 Person.prototype 为什么有 constructor 属性??同理, Person.prototype (你把它想象成 A) 也是Person 的实例。

也就是在 Person 创建的时候,创建了一个它的实例对象并赋值给它的 prototype,基本过程如下:

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结论:原型对象(Person.prototype)是 构造函数(Person)的一个实例。


原型对象其实就是普通对象(但 Function.prototype 除外,它是函数对象,但它很特殊,他没有prototype属性(前面说道函数对象都有prototype属性))。看下面的例子:

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Function.prototype 为什么是函数对象呢?

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上文提到凡是通过 new Function( ) 产生的对象都是函数对象。因为 A 是函数对象,所以Function.prototype 是函数对象。

那原型对象是用来做什么的呢?主要作用是用于继承。举个例子:

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从这个例子可以看出,通过给 Person.prototype 设置了一个函数对象的属性,那有 Person 的实例(person1)出来的普通对象就继承了这个属性。具体是怎么实现的继承,就要讲到下面的原型链了。

小问题,上面两个 this 都指向谁?

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故两次 this 在函数执行时都指向 person1。

四. __proto__

JS 在创建对象(不论是普通对象还是函数对象)的时候,都有一个叫做__proto__ 的内置属性,用于指向创建它的构造函数的原型对象。

对象 person1 有一个 __proto__属性,创建它的构造函数是 Person,构造函数的原型对象是 Person.prototype ,所以:

person1.__proto__ == Person.prototype

请看下图:

 
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《JavaScript 高级程序设计》的图 6-1

根据上面这个连接图,我们能得到:

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不过,要明确的真正重要的一点就是,这个连接存在于实例(person1)与构造函数(Person)的原型对象(Person.prototype)之间,而不是存在于实例(person1)与构造函数(Person)之间。

注意:因为绝大部分浏览器都支持__proto__属性,所以它才被加入了 ES6 里(ES5 部分浏览器也支持,但还不是标准)。

五. 构造器

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新对象 obj 是使用 new 操作符后跟一个构造函数来创建的。构造函数(Object)本身就是一个函数(就是上面说的函数对象),它和上面的构造函数 Person 差不多。只不过该函数是出于创建新对象的目的而定义的。所以不要被 Object 吓倒。


同理,可以创建对象的构造器不仅仅有 Object,也可以是 Array,Date,Function等。

所以我们也可以构造函数来创建 Array、 Date、Function

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这些构造器都是函数对象:

 
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函数对象

六. 原型链

小测试来检验一下你理解的怎么样:

  1. person1.__proto__ 是什么?
  2. Person.__proto__ 是什么?
  3. Person.prototype.__proto__ 是什么?
  4. Object.__proto__ 是什么?
  5. Object.prototype__proto__ 是什么?

答案:

第一题:

因为 person1.__proto__ === person1 的构造函数.prototype

因为 person1的构造函数 === Person

所以 person1.__proto__ === Person.prototype

第二题:

因为 Person.__proto__ === Person的构造函数.prototype

因为 Person的构造函数 === Function

所以 Person.__proto__ === Function.prototype

第三题:

Person.prototype 是一个普通对象,我们无需关注它有哪些属性,只要记住它是一个普通对象。

因为一个普通对象的构造函数 === Object

所以 Person.prototype.__proto__ === Object.prototype

第四题,参照第二题,因为 Person 和 Object 一样都是构造函数

第五题:

Object.prototype 对象也有proto属性,但它比较特殊,为 null 。因为 null 处于原型链的顶端,这个只能记住。

Object.prototype.__proto__ === null

好了,如果以上你都能明白,那就可以继续深入学习第三篇教程了:

七. 函数对象 (复习一下前面的知识点)

所有函数对象proto都指向Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)
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JavaScript中有内置(build-in)构造器/对象共计12个(ES5中新加了JSON),这里列举了可访问的8个构造器。剩下如Global不能直接访问,Arguments仅在函数调用时由JS引擎创建,Math,JSON是以对象形式存在的,无需new。它们的proto是Object.prototype。如下

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上面说的函数对象当然包括自定义的。如下

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这说明什么呢?

** 所有的构造器都来自于 Function.prototype,甚至包括根构造器ObjectFunction自身。所有构造器都继承了·Function.prototype·的属性及方法。如length、call、apply、bind**

(你应该明白第一句话,第二句话我们下一节继续说,先挖个坑:))

Function.prototype也是唯一一个typeof XXX.prototypefunctionprototype。其它的构造器的prototype都是一个对象(原因第三节里已经解释过了)。如下(又复习了一遍):

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噢,上面还提到它是一个空的函数,console.log(Function.prototype) 下看看(留意,下一节会再说一下这个)

知道了所有构造器(含内置及自定义)的__proto__都是Function.prototype,那Function.prototype__proto__是谁呢?

相信都听说过JavaScript中函数也是一等公民,那从哪能体现呢?如下

console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true

这说明所有的构造器也都是一个普通 JS 对象,可以给构造器添加/删除属性等。同时它也继承了Object.prototype上的所有方法:toString、valueOf、hasOwnProperty等。(你也应该明白第一句话,第二句话我们下一节继续说,不用挖坑了,还是刚才那个坑;))

最后Object.prototype的proto是谁?

Object.prototype.__proto__ === null // true

已经到顶了,为null。(读到现在,再回过头看第五章,能明白吗?)

八. Prototype

在 ECMAScript 核心所定义的全部属性中,最耐人寻味的就要数 prototype 属性了。对于 ECMAScript 中的引用类型而言,prototype 是保存着它们所有实例方法的真正所在。换句话所说,诸如 toString()valuseOf() 等方法实际上都保存在 prototype 名下,只不过是通过各自对象的实例访问罢了。

——《JavaScript 高级程序设计》第三版 P116

我们知道 JS 内置了一些方法供我们使用,比如:

对象可以用 constructor/toString()/valueOf() 等方法;

数组可以用 map()/filter()/reducer() 等方法;

数字可用用 parseInt()/parseFloat()等方法;

Why ???

 
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why??

当我们创建一个函数时:

var Person = new Object()

PersonObject 的实例,所以 Person 继承Object 的原型对象Object.prototype上所有的方法:

 
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Object.prototype

Object 的每个实例都具有以上的属性和方法。

所以我可以用 Person.constructor 也可以用 Person.hasOwnProperty

当我们创建一个数组时:

var num = new Array()

numArray 的实例,所以 num 继承Array 的原型对象Array.prototype上所有的方法:

 
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Array.prototype

Are you f***ing kidding me? 这尼玛怎么是一个空数组???

 
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doge

我们可以用一个 ES5 提供的新方法:Object.getOwnPropertyNames

获取所有(包括不可枚举的属性)的属性名不包括 prototy 中的属性,返回一个数组:

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这样你就明白了随便声明一个数组,它为啥能用那么多方法了。

细心的你肯定发现了Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys) 输出的数组里并没有 constructor/hasOwnPrototype对象的方法(你肯定没发现)。

但是随便定义的数组也能用这些方法

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Why ???

 
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why??

因为Array.prototype 虽然没这些方法,但是它有原型对象(__proto__):

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所以 Array.prototype 继承了对象的所有方法,当你用num.hasOwnPrototype()时,JS 会先查一下它的构造函数 (Array) 的原型对象 Array.prototype 有没有有hasOwnPrototype()方法,没查到的话继续查一下 Array.prototype 的原型对象 Array.prototype.__proto__有没有这个方法。

当我们创建一个函数时:

var f = new Function("x","return x*x;");
//当然你也可以这么创建 f = function(x){ return x*x }
console.log(f.arguments) // arguments 方法从哪里来的?
console.log(f.call(window)) // call 方法从哪里来的?
console.log(Function.prototype) // function() {} (一个空的函数)
console.log(Object.getOwnPropertyNames(Function.prototype));
/* 输出
["length", "name", "arguments", "caller", "constructor", "bind", "toString", "call", "apply"]
*/

我们再复习第八小节这句话:

所有函数对象proto都指向 Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)

嗯,我们验证了它就是空函数。不过不要忽略前半句。我们枚举出了它的所有的方法,所以所有的函数对象都能用,比如:

 
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函数对象

如果你还没搞懂啥是函数对象?

 
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去屎 | center

还有,我建议你可以再复习下为什么:

Function.prototype 是唯一一个typeof XXX.prototype为 “function”的prototype

我猜你肯定忘了。

九. 复习一下

第八小节我们总结了:

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咦,我找了半天怎么没找到这句话……

 
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doge | center

我们下面再复习下这句话。

先看看 JS 内置构造器:

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再看看自定义的构造器,这里定义了一个 Person

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pPerson 的实例对象,p 的内部原型总是指向其构造器 Person 的原型对象 prototype

每个对象都有一个 constructor 属性,可以获取它的构造器,因此以下打印结果也是恒等的:

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上面的Person没有给其原型添加属性或方法,这里给其原型添加一个getName方法:

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可以看到p.__proto__Person.prototypep.constructor.prototype都是恒等的,即都指向同一个对象。

如果换一种方式设置原型,结果就有些不同了:

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这里直接重写了 Person.prototype(注意:上一个示例是修改原型)。输出结果可以看出p.__proto__仍然指向的是Person.prototype,而不是p.constructor.prototype

这也很好理解,给Person.prototype赋值的是一个对象直接量{getName: function(){}},使用对象直接量方式定义的对象其构造器(constructor)指向的是根构造器ObjectObject.prototype是一个空对象{}{}自然与{getName: function(){}}不等。如下:

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十. 原型链(再复习一下:)

下面这个例子你应该能明白了!

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疑点解惑:

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

    Object 是函数对象,是通过new Function()创建的,所以Object.__proto__指向Function.prototype。(参照第八小节:「所有函数对象的__proto__都指向Function.prototype」)

  2. Function.__proto__ === Function.prototype // true

    Function 也是对象函数,也是通过new Function()创建,所以Function.__proto__指向Function.prototype

自己是由自己创建的,好像不符合逻辑,但仔细想想,现实世界也有些类似,你是怎么来的,你妈生的,你妈怎么来的,你姥姥生的,……类人猿进化来的,那类人猿从哪来,一直追溯下去……,就是无,(NULL生万物)

正如《道德经》里所说“无,名天地之始”。

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

其实这一点我也有点困惑,不过也可以试着解释一下。

Function.prototype是个函数对象,理论上他的__proto__应该指向 Function.prototype,就是他自己,自己指向自己,没有意义。

JS一直强调万物皆对象,函数对象也是对象,给他认个祖宗,指向Object.prototypeObject.prototype.__proto__ === null,保证原型链能够正常结束。

十一 总结

  • 原型和原型链是JS实现继承的一种模型。
  • 原型链的形成是真正是靠__proto__ 而非prototype

要深入理解这句话,我们再举个例子,看看前面你真的理解了吗?

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