对JavaScript原理的理解

一、深入理解JavaScript系列（5）：强大的原型和原型链

前言

JavaScript 不包含传统的类继承模型，而是使用 prototypal 原型模型。

虽然这经常被当作是 JavaScript 的缺点被提及，其实基于原型的继承模型比传统的类继承还要强大。实现传统的类继承模型是很简单，但是实现 JavaScript 中的原型继承则要困难的多。

由于 JavaScript 是唯一一个被广泛使用的基于原型继承的语言，所以理解两种继承模式的差异是需要一定时间的，今天我们就来了解一下原型和原型链。

原型

10年前，我刚学习JavaScript的时候，一般都是用如下方式来写代码：

        var decimalDigits = 2,            tax = 5;        function add(x, y) {            return x + y;        }        function subtract(x, y) {            return x - y;        }        //alert(add(1, 3));

通过执行各个function来得到结果，学习了原型之后，我们可以使用如下方式来美化一下代码。

原型使用方式1：

在使用原型之前，我们需要先将代码做一下小修改：

        var Calculator = function (decimalDigits, tax) {            this.decimalDigits = decimalDigits;            this.tax = tax;        };

然后，通过给Calculator对象的prototype属性赋值对象字面量来设定Calculator对象的原型。

        Calculator.prototype = {            add: function (x, y) {                return x + y;            },            subtract: function (x, y) {                return x - y;            }        };        //alert((new Calculator()).add(1, 3));

这样，我们就可以new Calculator对象以后，就可以调用add方法来计算结果了。

原型使用方式2：

第二种方式是，在赋值原型prototype的时候使用function立即执行的表达式来赋值，即如下格式：

Calculator.prototype = function () { } ();

它的好处在前面的帖子里已经知道了，就是可以封装私有的function，通过return的形式暴露出简单的使用名称，以达到public/private的效果，修改后的代码如下：

 Calculator.prototype = function () {            add = function (x, y) {                return x + y;            },            subtract = function (x, y) {                return x - y;            }            return {                add: add,                subtract: subtract            }        } ();        //alert((new Calculator()).add(11, 3));

同样的方式，我们可以new Calculator对象以后调用add方法来计算结果了。

再来一点

分步声明：

上述使用原型的时候，有一个限制就是一次性设置了原型对象，我们再来说一下如何分来设置原型的每个属性吧。

var BaseCalculator = function () {    //为每个实例都声明一个小数位数    this.decimalDigits = 2;};        //使用原型给BaseCalculator扩展2个对象方法BaseCalculator.prototype.add = function (x, y) {    return x + y;};BaseCalculator.prototype.subtract = function (x, y) {    return x - y;};

首先，声明了一个BaseCalculator对象，构造函数里会初始化一个小数位数的属性decimalDigits，然后通过原型属性设置2个function，分别是add(x,y)和subtract(x,y)，当然你也可以使用前面提到的2种方式的任何一种，我们的主要目的是看如何将BaseCalculator对象设置到真正的Calculator的原型上。

var BaseCalculator = function() {    this.decimalDigits = 2;};BaseCalculator.prototype = {    add: function(x, y) {        return x + y;    },    subtract: function(x, y) {        return x - y;    }};

创建完上述代码以后，我们来开始：

var Calculator = function () {    //为每个实例都声明一个税收数字    this.tax = 5;};        Calculator.prototype = new BaseCalculator();

我们可以看到Calculator的原型是指向到BaseCalculator的一个实例上，目的是让Calculator集成它的add(x,y)和subtract(x,y)这2个function，还有一点要说的是，由于它的原型是BaseCalculator的一个实例，所以不管你创建多少个Calculator对象实例，他们的原型指向的都是同一个实例。

var calc = new Calculator();alert(calc.add(1, 1));//BaseCalculator 里声明的decimalDigits属性，在 Calculator里是可以访问到的alert(calc.decimalDigits); 

上面的代码，运行以后，我们可以看到因为Calculator的原型是指向BaseCalculator的实例上的，所以可以访问他的decimalDigits属性值，那如果我不想让Calculator访问BaseCalculator的构造函数里声明的属性值，那怎么办呢？这么办：

var Calculator = function () {    this.tax= 5;};Calculator.prototype = BaseCalculator.prototype;

通过将BaseCalculator的原型赋给Calculator的原型，这样你在Calculator的实例上就访问不到那个decimalDigits值了，如果你访问如下代码，那将会提升出错。

var calc = new Calculator();alert(calc.add(1, 1));alert(calc.decimalDigits);

重写原型：

在使用第三方JS类库的时候，往往有时候他们定义的原型方法是不能满足我们的需要，但是又离不开这个类库，所以这时候我们就需要重写他们的原型中的一个或者多个属性或function，我们可以通过继续声明的同样的add代码的形式来达到覆盖重写前面的add功能，代码如下：

//覆盖前面Calculator的add() function Calculator.prototype.add = function (x, y) {    return x + y + this.tax;};var calc = new Calculator();alert(calc.add(1, 1));

这样，我们计算得出的结果就比原来多出了一个tax的值，但是有一点需要注意：那就是重写的代码需要放在最后，这样才能覆盖前面的代码。

原型链

在将原型链之前，我们先上一段代码：

function Foo() {    this.value = 42;}Foo.prototype = {    method: function() {}};function Bar() {}// 设置Bar的prototype属性为Foo的实例对象Bar.prototype = new Foo();Bar.prototype.foo = 'Hello World';// 修正Bar.prototype.constructor为Bar本身Bar.prototype.constructor = Bar;var test = new Bar() // 创建Bar的一个新实例// 原型链test [Bar的实例]    Bar.prototype [Foo的实例]         { foo: 'Hello World' }        Foo.prototype            {method: ...};            Object.prototype                {toString: ... /* etc. */};

上面的例子中，test 对象从 Bar.prototype 和 Foo.prototype 继承下来；因此，它能访问Foo 的原型方法method。同时，它也能够访问那个定义在原型上的Foo 实例属性value。需要注意的是new Bar() 不会创造出一个新的Foo 实例，而是重复使用它原型上的那个实例；因此，所有的Bar 实例都会共享相同的value 属性。

属性查找：

当查找一个对象的属性时，JavaScript 会向上遍历原型链，直到找到给定名称的属性为止，到查找到达原型链的顶部 - 也就是 Object.prototype - 但是仍然没有找到指定的属性，就会返回 undefined，我们来看一个例子：

        function foo() {            this.add = function (x, y) {                return x + y;            }        }        foo.prototype.add = function (x, y) {            return x + y + 10;        }        Object.prototype.subtract = function (x, y) {            return x - y;        }        var f = new foo();        alert(f.add(1, 2)); //结果是3，而不是13        alert(f.subtract(1, 2)); //结果是-1

通过代码运行，我们发现subtract是安装我们所说的向上查找来得到结果的，但是add方式有点小不同，这也是我想强调的，就是属性在查找的时候是先查找自身的属性，如果没有再查找原型，再没有，再往上走，一直插到Object的原型上，所以在某种层面上说，用 for in语句遍历属性的时候，效率也是个问题。

还有一点我们需要注意的是，我们可以赋值任何类型的对象到原型上，但是不能赋值原子类型的值，比如如下代码是无效的：

function Foo() {}Foo.prototype = 1; // 无效

hasOwnProperty函数：

hasOwnProperty是Object.prototype的一个方法，它可是个好东西，他能判断一个对象是否包含自定义属性而不是原型链上的属性，因为hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一个处理属性但是不查找原型链的函数。

// 修改Object.prototypeObject.prototype.bar = 1; var foo = {goo: undefined};foo.bar; // 1'bar' in foo; // truefoo.hasOwnProperty('bar'); // falsefoo.hasOwnProperty('goo'); // true

只有 hasOwnProperty 可以给出正确和期望的结果，这在遍历对象的属性时会很有用。 没有其它方法可以用来排除原型链上的属性，而不是定义在对象自身上的属性。

但有个恶心的地方是：JavaScript 不会保护 hasOwnProperty 被非法占用，因此如果一个对象碰巧存在这个属性，就需要使用外部的 hasOwnProperty 函数来获取正确的结果。

var foo = {    hasOwnProperty: function() {        return false;    },    bar: 'Here be dragons'};foo.hasOwnProperty('bar'); // 总是返回 false// 使用{}对象的 hasOwnProperty，并将其上下为设置为foo{}.hasOwnProperty.call(foo, 'bar'); // true

当检查对象上某个属性是否存在时，hasOwnProperty 是唯一可用的方法。同时在使用 for in loop 遍历对象时，推荐总是使用 hasOwnProperty 方法，这将会避免原型对象扩展带来的干扰，我们来看一下例子：

// 修改 Object.prototypeObject.prototype.bar = 1;var foo = {moo: 2};for(var i in foo) {    console.log(i); // 输出两个属性：bar 和 moo}

我们没办法改变for in语句的行为，所以想过滤结果就只能使用hasOwnProperty 方法，代码如下：

// foo 变量是上例中的for(var i in foo) {    if (foo.hasOwnProperty(i)) {        console.log(i);    }}

这个版本的代码是唯一正确的写法。由于我们使用了 hasOwnProperty，所以这次只输出 moo。如果不使用 hasOwnProperty，则这段代码在原生对象原型（比如 Object.prototype）被扩展时可能会出错。

总结：推荐使用 hasOwnProperty，不要对代码运行的环境做任何假设，不要假设原生对象是否已经被扩展了。

总结

原型极大地丰富了我们的开发代码，但是在平时使用的过程中一定要注意上述提到的一些注意事项。

参考内容：http://bonsaiden.github.com/JavaScript-Garden/zh/

二、JavaScript 原型学习总结

原型[prototype]：

　　 每个对像都有一个隐慝的属性用于指向到它的父对像（构造对像的函数）的原型(这里称为父原型或隐式原型），并从中继承它的属性和方法 ［函数对像除了父原型引用外，还有一个显式的原型引用］,在一般情况下，对像的父原型是不可以访问的，而函数对像的显式原型可以通过FunctionName.prototype进行访问  [在FireFox中你可以通过对像的__proto__属性来访问对像的父原型]

　　

　　这个原型属性本身又是一个Object类型的对像，因此可以给这个原型属性添加任意的属性和方法 让实例对像来继承它们

如: 一个String类型的对像的原型为String.prototype，如果我们想要给String类型的对像添加一些自定义的方法，那我们可以这样来实现(这里以添加一个类式VBscript中的trim方法为例)

String.prototype.trim=function(){    return this.replace(/^\s*|\s*$/g,"")}// "   jiangsk540  ".trim();//return "jiagnsk540"

原型除了提供以上的特性之外，它还提供了一群同类实例对像共享属性和方法的机制 [也就相当于静态属性或静态函数，无论用构造函数创建了多少个实例对像，在原型上定义的属性和方法从头到尾只定义了一次，所有实例对像都共享使用这一个属性或方法 但并非和C++或JAVA的静态属性或静态函数的概念相同]

function Class1(name){    this.name    =    name;}Class1.prototype.show=function(){    alert("name="+this.name);}var m1    =    new Class1("jiangsk540");var m2    =    new Class1("毛狮子");alert(m1.show===m2.show);//显示 true

动态给构造函数原型添加的属性或方法即可被先前建立的对像立即调用

如

 

function Class1(name){    this.name    =    name;}Class1.prototype.show=function(){    alert("name="+this.name);}var m1    =    new Class1("jiangsk540");Class1.prototype.say=function(){    alert("Hi");}m1.say()//调用成功

/*

注意：只有为构造函数的原型添加的属性或方法才能被已经创建的对像立即调用

如果是改变构造函数原型的引用那么就不能被已经创建的对像立即调用

*/

Class1.prototype={newP:"jiangsk540"};alert(m1.newP)//undefined

三、理解JavaScript原型

javascript原型总会给人产生一些困惑，无论是经验丰富的专家，还是作者自己也时常表现出对这个概念某些有限的理解，我认为这样的困惑在我们一开始接触原型时就已经产生了，它们常常和new、constructor相关，特别是函数(function)的原型(prototype)属性(property)。事实上，原型是一种非常简单的概念。为了更好的理解它，我们应该首先记住这个原则，那就是忘记我们已经学到的关于构造原型(construtor prototypes)的认识。

什么是原型？

原型是一个对象，其他对象可以通过它实现属性继承。

任何一个对象都可以成为原型么？

是

哪些对象有原型

所有的对象在默认的情况下都有一个原型，因为原型本身也是对象，所以每个原型自身又有一个原型(只有一种例外，默认的对象原型在原型链的顶端。更多关于原型链的将在后面介绍)

好吧，再绕回来，那什么又是对象呢?

在javascript中，一个对象就是任何无序键值对的集合,如果它不是一个主数据类型(undefined，null，boolean，number，or string)，那它就是一个对象

你说每个对象都有一个原型，可是我当我写成({}).prototype 我得到了一个null，你说的不对吧？

忘记你已经学到的关于原型属性的一切，它可能就是你对原型困惑的根源所在。一个对象的真正原型是被对象内部的[[Prototype]]属性(property)所持有。ECMA引入了标准对象原型访问器Object.getPrototype(object)，到目前为止只有Firefox和chrome实现了此访问器。除了IE，其他的浏览器支持非标准的访问器__proto__，如果这两者都不起作用的，我们需要从对象的构造函数中找到的它原型属性。下面的代码展示了获取对象原型的方法

var a = {};  //Firefox 3.6 and Chrome 5  Object.getPrototypeOf(a); //[object Object]    //Firefox 3.6, Chrome 5 and Safari 4 a.__proto__; //[object Object]    //all browsers  a.constructor.prototype; //[object Object]

ok，一切都进行的很好，但是false明明是一个主数据类型，可是false.__proto__却返回了一个值

当你试图获取一个主数据类型的原型时，它被强制转化成了一个对象

//(works in IE too, but only by accident) false.__proto__ === Boolean(false).__proto__; //true

我想在继承中使用原型，那我该怎么做？

如果仅仅只是因为一个实例而使用原型是没有多大意义的，这和直接添加属性到这个实例是一样的，假如我们已经创建了一个实例对象 ，我们想要继承一个已经存在的对象的功能比如说Array，我们可以像下面这样做( 在支持__proto__ 的浏览器中)

//unusual case and does not work in IEvar a = {};a.__proto__ = Array.prototype;a.length; //0

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 译者注:上面这个例子中，首先创建了一个对象a，然后通过a的原型来达到继承Array 这个已经存在的对象的功能
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原型真正魅力体现在多个实例共用一个通用原型的时候。原型对象(注:也就是某个对象的原型所引用的对象)的属性一旦定义，就可以被多个引用它的实例所继承(注:即这些实例对象的原型所指向的就是这个原型对象)，这种操作在性能和维护方面其意义是不言自明的

这也是构造函数的存在的原因么?

是的。构造函数提供了一种方便的跨浏览器机制，这种机制允许在创建实例时为实例提供一个通用的原型

在你能够提供一个例子之前，我需要知道constructor.prototype 属性究竟是什么？

首先，javascript并没有在构造函数(constructor)和其他函数之间做区分，所以说每个函数都有一个原型属性。反过来，如果不是函数，将不会有这样一个属性。请看下面的代码

 

//function will never be a constructor but it has a prototype property anyway Math.max.prototype; //[object Object] //function intended to be a constructor has a prototype too var A = function(name) {      this.name = name; }  A.prototype; //[object Object]     //Math is not a function so no prototype property  Math.prototype; //null

现在我们可以下个定义了：函数A的原型属性(prototype property )是一个对象，当这个函数被用作构造函数来创建实例时，该函数的原型属性将被作为原型赋值给所有对象实例(注:即所有实例的原型引用的是函数的原型属性)
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译者注:以下的代码更详细的说明这一切

//创建一个函数bvar b = function(){ var one; }//使用b创建一个对象实例cvar c = new b();//查看b 和c的构造函数b.constructor;  // function Function() { [native code]}b.constructor==Function.constructor; //truec.constructor; //实例c的构造函数 即 b function(){ var one; }c.constructor==b //true//b是一个函数，查看b的原型如下b.constructor.prototype // function (){}b.__proto__  //function (){}//b是一个函数，由于javascript没有在构造函数constructor和函数function之间做区分，所以函数像constructor一样，//有一个原型属性，这和函数的原型(b.__proto__ 或者b.construtor.prototype)是不一样的b.prototype //[object Object]   函数b的原型属性b.prototype==b.constructor.prototype //fasleb.prototype==b.__proto__  //falseb.__proto__==b.constructor.prototype //true//c是一个由b创建的对象实例，查看c的原型如下c.constructor.prototype //[object Object] 这是对象的原型c.__proto__ //[object Object] 这是对象的原型c.constructor.prototype==b.constructor.prototype;  //false  c的原型和b的原型比较c.constructor.prototype==b.prototype;  //true c的原型和b的原型属性比较//为函数b的原型属性添加一个属性maxb.prototype.max = 3//实例c也有了一个属性maxc.max  //3

上面的例子中，对象实例c的原型和函数的b的原型属性是一样的，如果改变b的原型属性，则对象实例c
的原型也会改变
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理解一个函数的原型属性(function’s prototype property )其实和实际的原型(prototype)没有关系对我们来说至关重要

//(example fails in IE)  var A = function(name) {   this.name = name; } A.prototype == A.__proto__; //false  A.__proto__ == Function.prototype; //true - A's prototype is set to its constructor's prototype property

给个例子撒

你可能曾经上百次的像这样使用javascript，现在当你再次看到这样的代码的时候，你或许会有不同的理解。

//Constructor. <em>this</em> is returned as new object and its internal [[prototype]] property will be set to the constructor's default prototype propertyvar Circle = function(radius) {    this.radius = radius;    //next line is implicit, added for illustration only    //this.__proto__ = Circle.prototype; }    //augment Circle's default prototype property thereby augmenting the prototype of each generated instanceCircle.prototype.area = function() {    return Math.PI*this.radius*this.radius; }    //create two instances of a circle and make each leverage the common prototypevar a = new Circle(3), b = new Circle(4); a.area().toFixed(2); //28.27 b.area().toFixed(2); //50.27

棒极了。如果我更改了构造函数的原型，是否意味着已经存在的该构造函数的实例将获得构造函数的最新版本？

不一定。如果修改的是原型属性，那么这样的改变将会发生。因为在a实际被创建之后，a.__proto__是一个对A.prototype 的一个引用，。

var A = function(name) {    this.name = name; }   var a = new A('alpha');a.name; //'alpha'    A.prototype.x = 23;   a.x; //23

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译者注:这个和上例中的一样，实例对象a的原型(a.__proto__)是对函数A的原型属性(A.prototype)的引用，所以如果修改的是A的原型属性，

改变将影响由A创建的对象实例a 在下面的例子中，但是对函数A的原型进行了修改，但是并没有反应到A所创建的实例a中

var A = function(name){this.name = name;}var a = new A(‘alpha’);a.name; //’alpha’A.__proto__.max = 19880716;a.max   //undefined

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但是如果我现在替换A的原型属性为一个新的对象，实例对象的原型a.__proto__却仍然引用着原来它被创建时A的原型属性

var A = function(name) {    this.name = name;}   var a = new A('alpha');a.name; //'alpha'    A.prototype = {x:23};     a.x; //null

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译者注：即如果在实例被创建之后，改变了函数的原型属性所指向的对象，也就是改变了创建实例时实例原型所指向的对象

但是这并不会影响已经创建的实例的原型。
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一个默认的原型是什么样子的？

var A = function() {}; A.prototype.constructor == A; //true var a = new A(); a.constructor == A; //true (a's constructor property inherited from it's prototype)

instance of 和原型有什么关系

如果a的原型属于A的原型链，表达式 a instance of A 值为true。这意味着 我们可以对instance of 耍个诡计让它不在起作用

var A = function() {}     var a = new A();  a.__proto__ == A.prototype; //true - so instanceof A will return true  a instanceof A; //true;    //mess around with a's prototype  a.__proto__ = Function.prototype;  //a's prototype no longer in same prototype chain as A's prototype property  a instanceof A; //false

还能使用原型做些什么呢?

记住我曾经所提到过的每个构造函数都有一个原型属性，它用来为每一个它所创建的实例提供原型。这同样也适用原生态的构造函数Function,String等，扩展这个属性，我们可以达到扩展指定构造函数的所有实例
我曾经在之前的很多文章中使用过这个技巧来演示函数的拓展。在tracer utility 这篇文章中所有的string实例都实现了times这个方法，对字符串本身进行指定数目的复制

tring.prototype.times = function(count) {    return count < 1 ? '' : new Array(count + 1).join(this); } "hello!".times(3); //"hello!hello!hello!"; "please...".times(6);//"please...please...please...please...please...please..."

告诉我继承是怎样通过原型来工作的。什么是原型链?

因为每个对象和原型都有一个原型(注:原型也是一个对象)，对象的原型指向对象的父，而父的原型又指向父的父，我们把这种通过原型层层连接起来的关系撑为原型链。这条链的末端一般总是默认的对象原型。

a.__proto__ = b;  b.__proto__ = c;  c.__proto__ = {}; //default object {}.__proto__.__proto__; //null

原型的继承机制是发生在内部且是隐式的.当想要获得一个对象a的属性foo的值，javascript会在原型链中查找foo的存在，如果找到则返回foo的值，否则undefined被返回。

赋值呢？

原型的继承 is not a player 当属性值被设置成a.foo=’bar’是直接给a的属性foo设置了一个值bar。为了把一个属性添加到原型中，你需要直接指定该原型。

以上就是这篇文章所要讲述的。我个人感觉自己对原型概念的理解还是比较深刻的，但我的观点并不能代表一切。如有纰漏和异议，敬请告知。