从__proto__和prototype来深入理解JS对象和原型链

就标题而言，这是七八篇里起得最满意的，高大上，即使外行人也会不明觉厉！ 

不过不是开玩笑，本文的确打算从__proto__和prototype这两个容易混淆来理解JS的终极命题之一：对象与原型链。

__proto__和prototype

__proto__

引用《JavaScript权威指南》的一段描述：

Every JavaScript object has a second JavaScript object (or null ,
but this is rare) associated with it. This second object is known as a prototype, and the first object inherits properties from the prototype.

翻译出来就是每个JS对象一定对应一个原型对象，并从原型对象继承属性和方法。好啦，既然有这么一个原型对象，那么对象怎么和它对应的？

对象__proto__属性的值就是它所对应的原型对象：

var one = {x: 1};var two = new Object();one.__proto__ === Object.prototype // truetwo.__proto__ === Object.prototype // trueone.toString === one.__proto__.toString // true

上面的代码应该已经足够解释清楚__proto__了。好吧，显然还不够，或者说带来了新的问题：Object.prototype是什么？凭什么说one和two的原型就是Object.prototype？

prototype

首先来说说prototype属性，不像每个对象都有__proto__属性来标识自己所继承的原型，只有函数才有prototype属性。

为什么只有函数才有prototype属性？ES规范就这么定的。

开玩笑了，其实函数在JS中真的很特殊，是所谓的_一等公民_。JS不像其它面向对象的语言，它没有类（class，ES6引进了这个关键字，但更多是语法糖）的概念。JS通过函数来模拟类。

当你创建函数时，JS会为这个函数自动添加prototype属性，值是空对象。而一旦你把这个函数当作构造函数（constructor）调用（即通过new关键字调用），那么JS就会帮你创建该构造函数的实例，实例继承构造函数prototype的所有属性和方法（实例通过设置自己的__proto__指向承构造函数的prototype来实现这种继承）。

小结

虽然对不熟悉的人来说还有点绕，但JS正是通过__proto__和prototype的合作实现了原型链，以及对象的继承。

构造函数，通过prototype来存储要共享的属性和方法，也可以设置prototype指向现存的对象来继承该对象。

对象的__proto__指向自己构造函数的prototype。obj.__proto__.__proto__...的原型链由此产生，包括我们的操作符instanceof正是通过探测obj.__proto__.__proto__... === Constructor.prototype来验证obj是否是Constructor的实例。

回到开头的代码，two = new Object()中Object是构造函数，所以two.__proto__就是Object.prototype。至于one，ES规范定义对象字面量的原型就是Object.prototype。

更深一步的探讨

我们知道JS是单继承的，Object.prototype是原型链的顶端，所有对象从它继承了包括toString等等方法和属性。

Object本身是构造函数，继承了Function.prototype;Function也是对象，继承了Object.prototype。这里就有一个_鸡和蛋_的问题：

Object instanceof Function // trueFunction instanceof Object // true

什么情况下会出现鸡和蛋的问题呢？就是声明一个包含所有集合的集合啊！好了，你们知道这是罗素悖论，但并不妨碍PL中这样设计。

那么具体到JS，ES规范是怎么说的？

Function本身就是函数，Function.__proto__是标准的内置对象Function.prototype。

Function.prototype.__proto__是标准的内置对象Object.prototype。

以上均翻译自http://www.ecma-international.org/ecma-262/5.1/#sec-15，_鸡和蛋_的问题就是这么出现和设计的：**`Function`继承`Function`本身，`Function.prototype`继承`Object.prototype`。**

一张图和总结

相信经过上面的详细阐述，这张图应该一目了然了。

1. Function.prototype和Function.__proto__都指向Function.prototype，这就是鸡和蛋的问题怎么出现的。

1. Object.prototype.__proto__ === null，说明原型链到Object.prototype终止。

Object和Function的鸡和蛋的问题

ES5关于Object和Function的规定：

Object

Function

从上面的规定再结合其它，理出以下几点：

1. 原型链的尽头（root）是Object.prototype。所有对象均从Object.prototype继承属性。

   

2. Function.prototype和Function.__proto__为同一对象。

   

   这意味着： Object/Array/String等等构造函数本质上和Function一样，均继承于Function.prototype。

3. Function.prototype直接继承root（Object.prototype）。

   

   通过这点我们可以弄清**继承的原型链：Object.prototype--->Function.prototype--->Function|Object|Array...。**如下图所示：

   

以上3点比较容易理解，或者说规范里就这样定义的。由以上3点导出我们最后的问题：Object和Function的鸡和蛋的问题。

回答这个问题，必须首先更深入一层去理解Function.prototype这个对象，因为它是导致Function instanceof Object和Object instanceof Function都为true的原因。

回归规范，摘录2点：

1. Function.prototype是个不同于一般函数（对象）的函数（对象）。

   The Function prototype object is itself a Function object (its [[Class]] is "Function") that, when invoked, accepts any arguments and returns undefined.

   The value of the [[Prototype]] internal property of the Function prototype object is the standard built-in Object prototype object (15.2.4). The initial value of the [[Extensible]] internal property of the Function prototype object is true.

   The Function prototype object does not have a valueOf property of its own; however, it inherits the valueOf property from the Object prototype Object.

   1. Function.prototype像普通函数一样可以调用，但总是返回undefined。
   2. 普通函数实际上是Function的实例，即普通函数继承于Function.prototype。func.__proto__ === Function.prototype。
   3. Function.prototype继承于Object.prototype，并且没有prototype这个属性。func.prototype是普通对象，Function.prototype.prototype是null。
   4. 所以，Function.prototype其实是个另类的函数，可以独立于/先于Function产生。

2. Object本身是个（构造）函数，是Function的实例，即Object.__proto__就是Function.prototype。

   The value of the [[Prototype]] internal property of the Object constructor is the standard built-in Function prototype object.

   The value of the [[Prototype]] internal property of the Object prototype object is null, the value of the [[Class]] internal property is "Object", and the initial value of the [[Extensible]] internal property is true.

最后总结：先有Object.prototype（原型链顶端），Function.prototype继承Object.prototype而产生，最后，Function和Object和其它构造函数继承Function.prototype而产生。