JS原型链简单图解

2023-01-22 13:51:29

JS中原型链，说简单也简单。

首先明确：函数（Function）才有prototype属性，对象（除Object）拥有__proto__。

首先，我画了一张图。

所谓原型链，指的就是图中的proto这一条指针链！

原型链的顶层就是Object.prototype，而这个对象的是没有原型对象的。

可在chrome的控制台里面输入：

    Object.__proto__

输出是:

    function Empty() {}

原型链，如此而已。

对于新人来说，JavaScript的原型是一个很让人头疼的事情，一来prototype容易与__proto__混淆，二来它们之间的各种指向实在有些复杂，其实市面上已经有非常多的文章在尝试说清楚，有一张所谓很经典的图，上面画了各种线条，一会连接这个一会连接那个，说实话我自己看得就非常头晕，更谈不上完全理解了。所以我自己也想尝试一下，看看能不能把原型中的重要知识点拆分出来，用最简单的图表形式说清楚。

我们知道原型是一个对象，其他对象可以通过它实现属性继承。但是尼玛除了prototype，又有一个__proto__是用来干嘛的？长那么像，让人怎么区分呢？它们都指向谁，那么混乱怎么记啊？原型链又是什么鬼？相信不少初学者甚至有一定经验的老鸟都不一定能完全说清楚，下面用三张简单的图，配合一些示例代码来理解一下。

一、prototype和__proto__的区别

var a = {};

console.log(a.prototype);  //undefined

console.log(a.__proto__);  //Object {}

var b = function(){}

console.log(b.prototype);  //b {}

console.log(b.__proto__);  //function() {}

/*1、字面量方式*/

var a = {};

console.log(a.__proto__);  //Object {}

console.log(a.__proto__ === a.constructor.prototype); //true

/*2、构造器方式*/

var A = function(){};

var a = new A();

console.log(a.__proto__); //A {}

console.log(a.__proto__ === a.constructor.prototype); //true

/*3、Object.create()方式*/

var a1 = {a:1}

var a2 = Object.create(a1);

console.log(a2.__proto__); //Object {a: 1}

console.log(a.__proto__ === a.constructor.prototype); //false（此处即为图1中的例外情况）

var A = function(){};

var a = new A();

console.log(a.__proto__); //A {}（即构造器function A 的原型对象）

console.log(a.__proto__.__proto__); //Object {}（即构造器function Object 的原型对象）

console.log(a.__proto__.__proto__.__proto__); //null

我在写一篇图解prototype和__proto__的区别时，搜资料搜到了一个有意思的现象，下面这两个运算返回的结果是一样的：

Function instanceof Object;//true

Object instanceof Function;//true

这个是怎么一回事呢？要从运算符instanceof说起。

一、instanceof究竟是运算什么的？

我曾经简单理解instanceof只是检测一个对象是否是另个对象new出来的实例（例如var a = new Object()，a instanceof Object返回true），但实际instanceof的运算规则上比这个更复杂。

首先w3c上有官方解释（传送门，有兴趣的同学可以去看看），但是一如既往地让人无法一目了然地看懂……

知乎上有同学把这个解释翻译成人能读懂的语言（传送门），看起来似乎明白一些了：

//假设instanceof运算符左边是L，右边是R

L instanceof R

//instanceof运算时，通过判断L的原型链上是否存在R.prototype

L.__proto__.__proto__ ..... === R.prototype ？

//如果存在返回true 否则返回false

注意：instanceof运算时会递归查找L的原型链，即L.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__...直到找到了或者找到顶层为止。

所以一句话理解instanceof的运算规则为：

instanceof检测左侧的__proto__原型链上，是否存在右侧的prototype原型。

二、图解构造器Function和Object的关系

JS原型链简单图解

我们再配合代码来看一下就明白了：

//①构造器Function的构造器是它自身

Function.constructor=== Function;//true

//②构造器Object的构造器是Function（由此可知所有构造器的constructor都指向Function）

Object.constructor === Function;//true

//③构造器Function的__proto__是一个特殊的匿名函数function() {}

console.log(Function.__proto__);//function() {}

//④这个特殊的匿名函数的__proto__指向Object的prototype原型。

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

//⑤Object的__proto__指向Function的prototype，也就是上面③中所述的特殊匿名函数

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

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

三、当构造器Object和Function遇到instanceof

我们回过头来看第一部分那个“奇怪的现象”，从上面那个图中我们可以看到：

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

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

所以再看回第一点中我们说的instanceof的运算规则，Function instanceof Object 和 Object instanceof Function运算的结果当然都是true啦！

如果看完以上，你还觉得上面的关系看晕了的话，只需要记住下面两个最重要的关系，其他关系就可以推导出来了：

1、所有的构造器的constructor都指向Function

2、Function的prototype指向一个特殊匿名函数，而这个特殊匿名函数的__proto__指向Object.prototype

至于prototype和__proto__的关系如何推导，可以参考我写的上一篇博客《三张图搞懂JavaScript的原型对象与原型链》

本文尝试阐述Js中原型（prototype）、原型链（prototype chain）等概念及其作用机制。上一篇文章（图解Javascript上下文与作用域）介绍了Js中变量作用域的相关概念，实际上关注的一个核心问题是：“在执行当前这行代码时Js解释器可以获取哪些变量”，而原型与原型链实际上还是关于这一问题。

我们知道，在Js中一切皆为对象（Object），但是Js中并没有类（class）；Js是基于原型（prototype-based）来实现的面向对象（OOP）的编程范式的，但并不是所有的对象都拥有prototype这一属性：

var a = {};

console.log(a.prototype); //=> undefined

var b = function(){};

console.log(b.prototype); //=> {}

var c = 'Hello';

console.log(c.prototype); //=> undefined

prototype是每个function定义时自带的属性，但是Js中function本身也是对象，我们先来看一下下面几个概念的差别：

1. `function`、`Function`、`Object`和`{}`

function是Js的一个关键词，用于定义函数类型的变量，有两种语法形式：

function f1(){

console.log('This is function f1!');

}

typeof(f1); //=> 'function'

var f2 = function(){

console.log('This is function f2!');

}

typeof(f2); //=> 'function'

如果用更加面向对象的方法来定义函数，可以用Function：

var f3 = new Function("console.log('This is function f3!');");

f3(); //=> 'This is function f3!'

typeof(f3); //=> 'function'

typeof(Function); //=> 'function'

实际上Function就是一个用于构造函数类型变量的类，或者说是函数类型实例的构造函数（constructor）；与之相似有的Object或String、Number等，都是Js内置类型实例的构造函数。比较特殊的是Object，它用于生成对象类型，其简写形式为{}：

var o1 = new Object();

typeof(o1); //=> 'object'

var o2 = {};

typeof(o2); //=> 'object'

typeof(Object); //=> 'function'

2. `prototype` VS `proto`

清楚了上面的概念之后再来看prototype：

Each function has two properties: length and prototype

prototype和length是每一个函数类型自带的两个属性，而其它非函数类型并没有（开头的例子已经说明），这一点之所以比较容易被忽略或误解，是因为所有类型的构造函数本身也是函数，所以它们自带了prototype属性：

// Node

console.log(Object.prototype); //=> {}

console.log(Function.prototype);//=> [Function: Empty]

console.log(String.prototype); //=> [String: '']

除了prototype之外，Js中的所有对象（undefined、null等特殊情况除外）都有一个内置的[[Prototype]]属性，指向它“父类”的prototype，这个内置属性在ECMA标准中并没有给出明确的获取方式，但是许多Js的实现（如Node、大部分浏览器等）都提供了一个__proto__属性来指代这一[[Prototype]]，我们通过下面的例子来说明实例中的__proto__是如何指向构造函数的prototype的：

var Person = function(){};

Person.prototype.type = 'Person';

Person.prototype.maxAge = 100;

var p = new Person();

console.log(p.maxAge);

p.name = 'rainy';

Person.prototype.constructor === Person; //=> true

p.__proto__ === Person.prototype; //=> true

console.log(p.prototype); //=> undefined

上面的代码示例可以用下图解释：

Person是一个函数类型的变量，因此自带了prototype属性，prototype属性中的constructor又指向Person本身；通过new关键字生成的Person类的实例p1，通过__proto__属性指向了Person的原型。这里的__proto__只是为了说明实例p1在内部实现的时候与父类之间存在的关联（指向父类的原型），在实际操作过程中实例可以直接通过.获取父类原型中的属性，从而实现了继承的功能。

3. 原型链

清楚了prototype与__proto__的概念与关系之后我们会对“Js中一切皆为对象”这句话有更加深刻的理解。进而我们会想到，既然__proto__是（几乎）所有对象都内置的属性，而且指向父类的原型，那是不是意味着我们可以“逆流而上”一直找到源头呢？我们来看下面的例子：

// Node

var Obj = function(){};

var o = new Obj();

o.__proto__ === Obj.prototype; //=> true

o.__proto__.constructor === Obj; //=> true

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

Obj.__proto__.constructor === Function; //=> true

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

Object.__proto__ === Object.prototype; //=> false

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

Function.__proto__.constructor === Function;//=> true

Function.__proto__.__proto__; //=> {}

Function.__proto__.__proto__ === o.__proto__.__proto__; //=> true

o.__proto__.__proto__.__proto__ === null; //=> true

从上面的例子和图解可以看出，prototype对象也有__proto__属性，向上追溯一直到null。

new关键词的作用就是完成上图所示实例与父类原型之间关系的串接，并创建一个新的对象；instanceof关键词的作用也可以从上图中看出，实际上就是判断__proto__（以及__proto__.__proto__...）所指向是否父类的原型：

var Obj = function(){};

var o = new Obj();

o instanceof Obj; //=> true

o instanceof Object; //=> true

o instanceof Function; //=> false

o.__proto__ === Obj.prototype; //=> true

o.__proto__.__proto__ === Object.prototype; //=> true

o.__proto__.__proto__ === Function; //=> false

JS面向对象之原型链

JS 面向对象之原型链

对象的原型链

只要是对象就有原型
原型也是对象
只要是对象就有原型, 并且原型也是对象, 因此只要定义了一个对象, 那么就可以找到他的原型, 如此反复, 就可以构成一个对象的序列, 这个结构就被成为原型链
原型链到哪里是一个头?
一个默认的原型链结构是什么样子的?
原型链结构对已知语法结构有什么修正?

原型链的结构

原型链继承就是利用就是修改原型链结构( 增加、删除、修改节点中的成员 ), 从而让实例对象可以使用整个原型链中的所有成员( 属性和方法 )
使用原型链继承必须满足属性搜索原则

属性搜索原则

所谓的属性搜索原则, 就是对象在访问属性与方法的时候, 首先在当前对象中查找
如果当前对象中存储在属性或方法, 停止查找, 直接使用该属性与方法
如果对象没有改成员, 那么再其原型对象中查找
如果原型对象含有该成员, 那么停止查找, 直接使用
如果原型还没有, 就到原型的原型中查找
如此往复, 直到直到 Object.prototype 还没有, 那么就返回 undefind.
如果是调用方法就包错, 该 xxxx 不是一个函数

原型链结构图

构造函数对象原型链结构图
function Person (){}; var p = new Person();
{} 对象原型链结构图
[] 数组原型链结构图
Object.prototype 对应的构造函数
div 对应的构造函数
div -> DivTag.prototype( 就是 o ) -> Object.prototype -> null

var o = {

    appendTo: function ( dom ) {

    }

};

function DivTag() {}

DivTag.prototype = o;

var div = new DivTag();

JS原型链简单图解

函数的构造函数 Function

在 js 中使用 Function 可以实例化函数对象. 也就是说在 js 中函数与普通对象一样, 也是一个对象类型( 非常特殊 )

函数是对象, 就可以使用对象的动态特性
函数是对象, 就有构造函数创建函数
函数是函数, 可以创建其他对象(函数的构造函数也是函数)
函数是唯一可以限定变量作用域的结构

JS原型链简单图解

函数是 Function 的实例

new Function( arg0, arg1, arg2, ..., argN, body );

Function 中的参数全部是字符串
该构造函数的作用是将参数链接起来组成函数

如果参数只有一个, 那么表示函数体
如果参数有多个, 那么最后一个参数表示新函数体, 前面的所有参数表示新函数的参数
如果没有参数, 表示创建一个空函数

创建一个打印一句话的函数

    // 传统的

    function foo () {

        console.log( '你好' );

    }

    // Function

    var func = new Function( 'console.log( "你好" );' );

    // 功能上, 这里 foo 与 func 等价

创建一个空函数

    // 传统

    function foo () {}

    // Function

    var func = new Function();

传入函数内一个数字, 打印该数字

    // 传统

    function foo ( num ) {

        console.log( num );

    }

    // Function

    var func = new Function ( "num" ,"console.log( num );" );

    func();

利用 Function 创建一个函数, 要求传入两个数字, 打印其和

    var func = new Function( 'num1', 'num2', 'console.log( num1 + num2 );' );

练习: 利用 Function 创建一个函数, 要求允许函数调用时传入任意个数参数, 并且函数返回这些数字中最大的数字.
练习: 利用 Function 创建一个求三个数中最大数的函数.

    // 传统

    function foo ( a, b, c ) {

        var res = a > b ? a : b;

        res = res > c ? res : c;

        return res;

    }

    // Function

    var func = new Function( 'a', 'b', 'c', 'var res = a > b ? a : b;res = res > c ? res : c;return res;' )

解决代码太长的办法:

利用加法连接字符串

var func = new Function( 'a', 'b', 'c',

        'var res = a > b ? a : b;' +

        'res = res > c ? res : c;' +

        'return res;' );

利用字符串特性( 刚学 )

function foo ( a, b, c ) {

    var res = a > b ? a : b;

    res = res > c ? res : c;

    return res;

}

var func = new Function( 'a', 'b', 'c', 'return foo( a, b, c );' );

ES6 的语法( 少浏览器实现 )
- 使用键盘左上角的左单引号表示可换行字符串的界定符
(最终)利用 DOM 的特性完成该方法

arguments 对象

arguments 是一个伪数组对象. 它表示在函数调用的过程中传入的所有参数的集合.
在函数调用过程中没有规定参数的个数与类型, 因此函数调用就具有灵活的特性, 那么为了方便使用,
在每一个函数调用的过程中, 函数代码体内有一个默认的对象 arguments, 它存储着实际传入的所有参数.

js 中函数并没有规定必须如何传参

定义函数的时候不写参数, 一样可以调用时传递参数
定义的时候写了参数, 调用的时候可以不传参
定义的时候写了一参数, 调用的时候可以随意的传递多个而参数

在代码设计中, 如果需要函数带有任意个参数的时候, 一般就不带任何参数, 所有的参数利用 arguments 来获取.
一般的函数定义语法, 可以写成:

    function foo ( /* ... */ ) {

    }

利用 Function 创建一个函数, 要求允许函数调用时传入任意个数参数, 并且函数返回这些数字中最大的数字.

    function foo ( ) {

        // 所有的参数都在 arguments 中. 将其当做数组使用

        // 问题而已转换成在有一个数组中求最大值

        var args = arguments;

        var max = args[ 0 ];

        for ( var i = 1; i < args.length; i++ ) {

            if ( max < args[ i ] ) {

                max = args[ i ];

            }

        }

        return max;

    }

练习: 利用 Function 写一个函数, 要求传入任意个数字求和

函数的原型链结构

任意的一个函数, 都是相当于 Function 的实例. 类似于 {} 与 new Object() 的关系

    function foo () {};

    // 告诉解释器, 有一个对象叫 foo, 它是一个函数

    // 相当于 new Function() 得到一个 函数对象

函数有 __proto__ 属性
函数的构造函数是 Function
函数应该继承自 Function.prototype
Fucntion.prototype 继承自 Object.protoype
构造函数有prototype, 实例对象才有__proto__指向原型, 构造函数的原型才有 constructor 指向构造函数

intanceof

array instanceof Array
判断构造函数 Array 的原型是否在实例对象 array 的原型链存在

码农公寓

1. function、Function、Object和{}

2. prototype VS __proto__

3. 原型链

JS面向对象之原型链

JS 面向对象之原型链

对象的原型链

原型链的结构

属性搜索原则

原型链结构图

函数的构造函数 Function

函数是 Function 的实例

创建一个打印一句话的函数

创建一个空函数

传入函数内一个数字, 打印该数字

利用 Function 创建一个函数, 要求传入两个数字, 打印其和

arguments 对象

利用 Function 创建一个函数, 要求允许函数调用时传入任意个数参数, 并且函数返回这些数字中最大的数字.

函数的原型链结构

intanceof

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