JavaScript中原型對象的徹底理解

 

一、什麼是原型

原型是Javascript中的繼承的繼承,JavaScript的繼承就是基於原型的繼承。

1.1 函數的原型對象

? 在JavaScript中,我們創建一個函數A(就是聲明一個函數), 那麼瀏覽器就會在內存中創建一個對象B,而且每個函數都默認會有一個屬性 prototype 指向瞭這個對象( 即:prototype的屬性的值是這個對象 )。這個對象B就是函數A的原型對象,簡稱函數的原型。這個原型對象B 默認會有一個屬性 constructor 指向瞭這個函數A ( 意思就是說:constructor屬性的值是函數A )。

? 看下面的代碼:


<script type=”text/javascript”>
/*
聲明一個函數,則這個函數默認會有一個屬性叫 prototype 。而且瀏覽器會自動按照一定的規則
創建一個對象,這個對象就是這個函數的原型對象,prototype屬性指向這個原型對象。這個原型對象
有一個屬性叫constructor 執行瞭這個函數

註意:原型對象默認隻有屬性:constructor。其他都是從Object繼承而來,暫且不用考慮。
*/
function Person () {

}
</script>

下面的圖描述瞭聲明一個函數之後發生的事情:

1.2 使用構造函數創建對象

? 當把一個函數作為構造函數 (理論上任何函數都可以作為構造函數) 使用new創建對象的時候,那麼這個對象就會存在一個默認的不可見的屬性,來指向瞭構造函數的原型對象。 這個不可見的屬性我們一般用 [[prototype]] 來表示,隻是這個屬性沒有辦法直接訪問到。

? 看下面的代碼:


<script type=”text/javascript”>
function Person () {

}
/*
利用構造函數創建一個對象,則這個對象會自動添加一個不可見的屬性 [[prototype]], 而且這個屬性
指向瞭構造函數的原型對象。
*/
var p1 = new Person();
</script>

觀察下面的示意圖:

說明:

從上面的圖示中可以看到,創建p1對象雖然使用的是Person構造函數,但是對象創建出來之後,這個p1對象其實已經與Person構造函數沒有任何關系瞭,p1對象的[[ prototype ]]屬性指向的是Person構造函數的原型對象。 如果使用new Person()創建多個對象,則多個對象都會同時指向Person構造函數的原型對象。 我們可以手動給這個原型對象添加屬性和方法,那麼p1,p2,p3…這些對象就會共享這些在原型中添加的屬性和方法。 如果我們訪問p1中的一個屬性name,如果在p1對象中找到,則直接返回。如果p1對象中沒有找到,則直接去p1對象的[[prototype]]屬性指向的原型對象中查找,如果查找到則返回。(如果原型中也沒有找到,則繼續向上找原型的原型—原型鏈。 後面再講)。 如果通過p1對象添加瞭一個屬性name,則p1對象來說就屏蔽瞭原型中的屬性name。 換句話說:在p1中就沒有辦法訪問到原型的屬性name瞭。 通過p1對象隻能讀取原型中的屬性name的值,而不能修改原型中的屬性name的值。 p1.name = “李四”; 並不是修改瞭原型中的值,而是在p1對象中給添加瞭一個屬性name。

看下面的代碼:vcD4NCjwvYmxvY2txdW90ZT4NCjxwcmUgY2xhc3M9″brush:sql;”>

<script type=”text/javascript”>
function Person () {
}
// 可以使用Person.prototype 直接訪問到原型對象
//給Person函數的原型對象中添加一個屬性 name並且值是 “張三”
Person.prototype.name = “張三”;
Person.prototype.age = 20;

var p1 = new Person();
/*
訪問p1對象的屬性name,雖然在p1對象中我們並沒有明確的添加屬性name,但是
p1的 [[prototype]] 屬性指向的原型中有name屬性,所以這個地方可以訪問到屬性name
就值。
註意:這個時候不能通過p1對象刪除name屬性,因為隻能刪除在p1中刪除的對象。
*/
alert(p1.name); // 張三

var p2 = new Person();
alert(p2.name); // 張三 都是從原型中找到的,所以一樣。

alert(p1.name === p2.name); // true

// 由於不能修改原型中的值,則這種方法就直接在p1中添加瞭一個新的屬性name,然後在p1中無法再訪問到
//原型中的屬性。
p1.name = “李四”;
alert(“p1:” + p1.name);
// 由於p2中沒有name屬性,則對p2來說仍然是訪問的原型中的屬性。
alert(“p2:” + p2.name); // 張三
</script>

二、與原型有關的幾個屬性和方法

2.1 prototype屬性

? prototype 存在於構造函數中 (其實任意函數中都有,隻是不是構造函數的時候prototype我們不關註而已) ,他指向瞭這個構造函數的原型對象。

? 參考前面的示意圖。

2.2 constructor屬性

? constructor屬性存在於原型對象中,他指向瞭構造函數

看下面的代碼:

<script type="text/javascript">
    function Person () {
    }
    alert(Person.prototype.constructor === Person); // true
    var p1 = new Person();
    //使用instanceof 操作符可以判斷一個對象的類型。  
    //typeof一般用來獲取簡單類型和函數。而引用類型一般使用instanceof,因為引用類型用typeof 總是返回objece。
    alert(p1 instanceof Person);    // true
</script>

我們根據需要,可以Person.prototype 屬性指定新的對象,來作為Person的原型對象。

但是這個時候有個問題,新的對象的constructor屬性則不再指向Person構造函數瞭。

看下面的代碼:

<script type="text/javascript">
    function Person () {

    }
    //直接給Person的原型指定對象字面量。則這個對象的constructor屬性不在執行Person函數
    Person.prototype = {
        name:"志玲",
        age:20
    };
    var p1 = new Person();
    alert(p1.name);  // 志玲

    alert(p1 instanceof Person); // true
    alert(Person.prototype.constructor === Person); //false
    //如果constructor對你很重要,你應該在Person.prototype中添加一行這樣的代碼:
    /*
    Person.prototype = {
        constructor : Person    //讓constructor重新指向Person函數
    }
    */
</script>

2.3 __proto__ 屬性(註意:左右各是2個下劃線)

? 用構造方法創建一個新的對象之後,這個對象中默認會有一個不可訪問的屬性 [[prototype]] , 這個屬性就指向瞭構造方法的原型對象。

? 但是在個別瀏覽器中,也提供瞭對這個屬性[[prototype]]的訪問(chrome瀏覽器和火狐瀏覽器。ie瀏覽器不支持)。訪問方式:p1.__proto__

? 但是開發者盡量不要用這種方式去訪問,因為操作不慎會改變這個對象的繼承原型鏈。

<script type="text/javascript">
    function Person () {

    }
    //直接給Person的原型指定對象字面量。則這個對象的constructor屬性不在執行Person函數
    Person.prototype = {
        constructor : Person,
        name:"志玲",
        age:20
    };
    var p1 = new Person();

    alert(p1.__proto__ === Person.prototype);   //true

</script>

2.4 hasOwnProperty() 方法

? 大傢知道,我們用去訪問一個對象的屬性的時候,這個屬性既有可能來自對象本身,也有可能來自這個對象的[[prototype]]屬性指向的原型。

? 那麼如何判斷這個對象的來源呢?

? hasOwnProperty方法,可以判斷一個屬性是否來自對象本身。

<script type="text/javascript">
    function Person () {

    }
    Person.prototype.name = "志玲";
    var p1 = new Person();
    p1.sex = "女";
    //sex屬性是直接在p1屬性中添加,所以是true
    alert("sex屬性是對象本身的:" + p1.hasOwnProperty("sex"));
    // name屬性是在原型中添加的,所以是false
    alert("name屬性是對象本身的:" + p1.hasOwnProperty("name"));
    //  age 屬性不存在,所以也是false
    alert("age屬性是存在於對象本身:" + p1.hasOwnProperty("age"));

</script>

所以,通過hasOwnProperty這個方法可以判斷一個對象是否在對象本身添加的,但是不能判斷是否存在於原型中,因為有可能這個屬性不存在。

也即是說,在原型中的屬性和不存在的屬性都會返回fasle。

如何判斷一個屬性是否存在於原型中呢?

2.5 in 操作符

? in操作符用來判斷一個屬性是否存在於這個對象中。但是在查找這個屬性時候,現在對象本身中找,如果對象找不到再去原型中找。換句話說,隻要對象和原型中有一個地方存在這個屬性,就返回true

<script type="text/javascript">
    function Person () {

    }
    Person.prototype.name = "志玲";
    var p1 = new Person();
    p1.sex = "女";
    alert("sex" in p1);     // 對象本身添加的,所以true
    alert("name" in p1);    //原型中存在,所以true
    alert("age" in p1);     //對象和原型中都不存在,所以false

</script>

回到前面的問題,如果判斷一個屬性是否存在於原型中:

如果一個屬性存在,但是沒有在對象本身中,則一定存在於原型中。

<script type="text/javascript">
    function Person () {
    }
    Person.prototype.name = "志玲";
    var p1 = new Person();
    p1.sex = "女";

    //定義一個函數去判斷原型所在的位置
    function propertyLocation(obj, prop){
        if(!(prop in obj)){
            alert(prop + "屬性不存在");
        }else if(obj.hasOwnProperty(prop)){
            alert(prop + "屬性存在於對象中");
        }else {
            alert(prop + "對象存在於原型中");
        }
    }
    propertyLocation(p1, "age");
    propertyLocation(p1, "name");
    propertyLocation(p1, "sex");
</script</pre>



三、組合原型模型和構造函數模型創建對象

3.1 原型模型創建對象的缺陷

? 原型中的所有的屬性都是共享的。也就是說,用同一個構造函數創建的對象去訪問原型中的屬性的時候,大傢都是訪問的同一個對象,如果一個對象對原型的屬性進行瞭修改,則會反映到說有的對象上面。

? 但是在實際使用中,每個對象的屬性一般是不同的。張三的姓名是張三,李四的姓名是李四。

? ==但是,這個共享特性對方法(屬性值是函數的屬性)又是非常合適的。==所有的對象共享方法是最佳狀態。這種特性在c#和Java中是天生存在的。

3.2 構造函數模型創建對象的缺陷

? 在構造函數中添加的屬性和方法,每個對象都有自己獨有的一份,大傢不會共享。這個特性對屬性比較合適,但是對方法又不太合適。因為對所有對象來說,他們的方法應該是一份就夠瞭,沒有必要每人一份,造成內存的浪費和性能的低下。

<script type="text/javascript">
    function Person() {
        this.name = "李四";
        this.age = 20;
        this.eat = function() {
            alert("吃完東西");
        }
    }
    var p1 = new Person();
    var p2 = new Person();
    //每個對象都會有不同的方法
    alert(p1.eat === p2.eat); //fasle
</script>

可以使用下面的方法解決:

<script type="text/javascript">
    function Person() {
        this.name = "李四";
        this.age = 20;
        this.eat = eat;
    }
    function eat() {
        alert("吃完東西");
    }
    var p1 = new Person();
    var p2 = new Person();
    //因為eat屬性都是賦值的同一個函數,所以是true
    alert(p1.eat === p2.eat); //true
</script>

但是上面的這種解決方法具有致命的缺陷:封裝性太差。使用面向對象,目的之一就是封裝代碼,這個時候為瞭性能又要把代碼抽出對象之外,這是反人類的設計。

3.3 使用組合模式解決上述兩種缺陷

? 原型模式適合封裝方法,構造方法模式適合封裝屬性,綜合兩種模式的優點就有瞭組合模式。

<script type="text/javascript">
    //在構造方法內部封裝屬性
    function Person(name, age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //在原型對象內封裝方法
    Person.prototype.eat = function (food) {
        alert(this.name + "愛吃" + food);
    }
    Person.prototype.play = function (playName) {
        alert(this.name + "愛玩" + playName);
    }

    var p1 = new Person("李四", 20);
    var p2 = new Person("張三", 30);
    p1.eat("蘋果");
    p2.eat("香蕉");
    p1.play("志玲");
    p2.play("鳳姐");
</script>

四、動態原型模式創建對象

? 前面講到的組合模式,也並非完美無缺,有一點也是感覺不是很完美。把構造方法和原型分開寫,總讓人感覺不舒服,應該想辦法把構造方法和原型封裝在一起,所以就有瞭動態原型模式。

? 動態原型模式把所有的屬性和方法都封裝在構造方法中,而僅僅在需要的時候才去在構造方法中初始化原型,又保持瞭同時使用構造函數和原型的優點。

看下面的代碼:

<script type="text/javascript">
    //構造方法內部封裝屬性
    function Person(name, age) {
        //每個對象都添加自己的屬性
        this.name = name;
        this.age = age;
        /*
            判斷this.eat這個屬性是不是function,如果不是function則證明是第一次創建對象,
            則把這個funcion添加到原型中。
            如果是function,則代表原型中已經有瞭這個方法,則不需要再添加。
            perfect!完美解決瞭性能和代碼的封裝問題。
        */
        if(typeof this.eat !== "function"){
            Person.prototype.eat = function () {
                alert(this.name + " 在吃");
            }
        }
    }
    var p1 = new Person("志玲", 40);
    p1.eat();   
</script>

說明:

組合模式和動態原型模式是JavaScript中使用比較多的兩種創建對象的方式。 建議以後使用動態原型模式。他解決瞭組合模式的封裝不徹底的缺點。

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