理解JavaScript的原型属性

理解 JavaScript 的prototype属性不太容易。你也许知道它同面向对象编程(OOP)和对象继承有关,但未必对其技术原理非常清楚。

原型继承

面向对象编程可以通过很多途径实现。其他的语言,比如 Java,使用基于类的模型实现: 类及对象实例区别对待。但在 JavaScript 中没有类的概念,取而代之的是一切皆对象。JavaScript 中的继承通过原型继承实现:一个对象直接从另一对象继承。对象中包含其继承体系中祖先的引用——对象的 prototype 属性。

class 关键字是在 ES6 中首次引入 JavaScript 的。其实,它并没有为面向对象继承引入新模型, class 关键字通过语法糖,实现了本文介绍的原型特性和构造函数。

JavaScript 实现继承的语言特性

以下语言特性共同实现了 JavaScript 继承。

  • 当尝试访问 JavaScript 对象中不存在的属性时,解析器会查找匹配的对象原型。例如调用 car.toString(),如果 car 没有 toString 方法,就会调用 car 对象的原型。 这个查找过程会一直递归, 直到查找到匹配的原型或者继承链尽头。
  • 调用  new Car() 会创建一个新的对象,并初始化为 Car.prototype。 这样就允许为新对象设置原型链。需要注意的是,new Car() 只有当  Car 是函数时才有意义。 此类函数即所谓构造函数。
  • 调用对象的一个成员函数时, this 的值被绑定为当前对象。例如调用 "abc".toString()this 的值被设置为 "abc",然后调用 toString 函数。该技术支持代码重用:同样的代码,可在 this 为各种不同的值时调用。对象的成员函数,也被称为对象的方法。

举个栗子

我们用面向对象编程,实现一个计算矩形周长的例子。

首先,我们定义构造函数 Rectangle。 按照规范,我们大写构造函数名首字母,表明它可以用 new 调用,以示与其他常规函数的区别。构造函数自动将 this 赋值为一空对象,然后代码中用 xy 属性填充它,以备后用。

然后, Rectangle.prototype 新增一个通过 xy 属性计算周长成员函数。 注意 this 的使用,在不同的对象中,this 会有不同的值,这些代码都可以正常工作。

最后, 一个名为 rect 的对象创建出来了。 它继承了 Rectangle.prototype, 我们可以调用 rect.perimeter(), 然后将结果打印到控制台。

prototype 属性名称带来的误解

有一些关于 JavaScript 的原型的误解。 一个对象的原型与对象的 prototype 属性并非一回事。 前者用于在原型链中匹配不存在的属性。后者用于通过 new 关键字创建对象,它将作为新创建对象的原型。 理解二者的差异,将帮助你彻底理解 JavaScript 中的原型特性。

在我们的例子中, Rectangle.prototype 是用 new Rectangle() 创建出来对象的原型, 而 Rectangle 的原型实际上是 JavaScript 的 Function.prototype。(子对象的原型是父对象的 prototype 属性)

对象中保存原型的变量,也被称之为内部原型引用(the internal prototype link),历史上也曾称之为 __proto__ ,对这个称谓始终存在一些争议。 更精确的,它可以被称为 Object.getPrototypeOf(...) 的返回值。

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