一篇文章让你看懂Js继承与原型链

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继承与原型链

当谈到继承时，JavaScript 只有一种结构：对象。每个实例对象（object）都有一个私有属性（称之为 proto ）指向它的构造函数的原型对象（prototype）。该原型对象也有一个自己的原型对象（proto），层层向上直到一个对象的原型对象为 null。根据定义，null 没有原型，并作为这个原型链中的最后一个环节。

几乎所有 JavaScript 中的对象都是位于原型链顶端的 Object 的实例。

继承属性

JavaScript 对象是动态的属性“包”（指其自己的属性）。JavaScript 对象有一个指向一个原型对象的链。当试图访问一个对象的属性时，它不仅仅在该对象上搜寻，还会搜寻该对象的原型，以及该对象的原型的原型，依次层层向上搜索，直到找到一个名字匹配的属性或到达原型链的末尾。

代码实例

function fn() {
  this.a = 1;
  this.b = 2;
}

const o = new fn();

fn.prototype.b = 3;
fn.prototype.c = 4;
console.log(o.a);
console.log(o.b);
console.log(o.c);
console.log(o.d);
// 1
// 2
// 4
// undefined

a 和 b 是 o 的自身属性可以直接返回值
为啥我们设置 fn.prototype.b=3，返回的还是 2 呢？，因为我们查找自身有这个属性时就直接返回了，不会在往上面查找了。
c 不是 o 的自身属性，所以会到 o.prototype 上去查找，发现有 c，直接返回值
d 不是 o 的自身属性，所以会到 o.prototype 上去查找，发现没有，再到 o.protype.prototype 上查找，发现为 null，停止搜索，返回 undefined

看下 o 构造函数的打印

{
    a: 1
    b: 2
    __proto__:
        b: 3
        c: 4
        constructor: ƒ fn()
        __proto__:
            constructor: ƒ Object()
            hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty()
            isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf()
            propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable()
            toLocaleString: ƒ toLocaleString()
            toString: ƒ toString()
            valueOf: ƒ valueOf()
            __defineGetter__: ƒ __defineGetter__()
            __defineSetter__: ƒ __defineSetter__()
            __lookupGetter__: ƒ __lookupGetter__()
            __lookupSetter__: ƒ __lookupSetter__()
            get __proto__: ƒ __proto__()
            set __proto__: ƒ __proto__()
}

继承方法

JavaScript 并没有其他基于类的语言所定义的“方法”。在 JavaScript 里，任何函数都可以添加到对象上作为对象的属性。函数的继承与其他的属性继承没有差别，包括上面的“属性遮蔽”（这种情况相当于其他语言的方法重写）。

当继承的函数被调用时，this 指向的是当前继承的对象，而不是继承的函数所在的原型对象。

var o = {
  a: 2,
  m: function () {
    return this.a + 1;
  },
};

console.log(o.m()); // 3
// 当调用 o.m 时，'this' 指向了 o.

var p = Object.create(o);
// p是一个继承自 o 的对象

p.a = 4; // 创建 p 的自身属性 'a'
console.log(p.m()); // 5
// 调用 p.m 时，'this' 指向了 p
// 又因为 p 继承了 o 的 m 函数
// 所以，此时的 'this.a' 即 p.a，就是 p 的自身属性 'a'

在 JavaScript 中使用原型

在 JavaScript 中，函数（function）是允许拥有属性的。所有的函数会有一个特别的属性 —— prototype 。默认情况下是 Object 的原型对象

function doSomething() {}
console.log(doSomething.prototype);
// 和声明函数的方式无关，
// JavaScript 中的函数永远有一个默认原型属性。
var doSomething = function () {};
console.log(doSomething.prototype);

在控制台显示的 JavaScript 代码块中，我们可以看到 doSomething 函数的一个默认属性 prototype。而这段代码运行之后，控制台应该显示类似如下的结果：

{
    constructor: ƒ doSomething(),
    __proto__: {
        constructor: ƒ Object(),
        hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
        isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
        propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
        toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
        toString: ƒ toString(),
        valueOf: ƒ valueOf()
    }
}

我们可以给 doSomething 函数的原型对象添加新属性，如下：

function doSomething() {}
doSomething.prototype.foo = "bar";
console.log(doSomething.prototype);

可以看到运行后的结果如下：

{
    foo: "bar",
    constructor: ƒ doSomething(),
    __proto__: {
        constructor: ƒ Object(),
        hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
        isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
        propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
        toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
        toString: ƒ toString(),
        valueOf: ƒ valueOf()
    }
}

现在我们可以通过 new 操作符来创建基于这个原型对象的 doSomething 实例。

代码：

function doSomething() {}
doSomething.prototype.foo = "bar"; // add a property onto the prototype
var doSomeInstancing = new doSomething();
doSomeInstancing.prop = "some value"; // add a property onto the object
console.log(doSomeInstancing);

运行的结果类似于以下的语句。

{
    prop: "some value",
    __proto__: {
        foo: "bar",
        constructor: ƒ doSomething(),
        __proto__: {
            constructor: ƒ Object(),
            hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
            isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
            propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
            toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
            toString: ƒ toString(),
            valueOf: ƒ valueOf()
        }
    }
}

我们可以看到 prop 是 doSomeInstancing 的自身属性，doSomeInstancing 中的proto就是 doSomething.prototype

我们打印下里面的属性

console.log("doSomeInstancing.prop:      " + doSomeInstancing.prop);
console.log("doSomeInstancing.foo:       " + doSomeInstancing.foo);
console.log("doSomething.prop:           " + doSomething.prop);
console.log("doSomething.foo:            " + doSomething.foo);
console.log("doSomething.prototype.prop: " + doSomething.prototype.prop);
console.log("doSomething.prototype.foo:  " + doSomething.prototype.foo);

结果如下：

// doSomeInstancing的自身属性，直接返回值
doSomeInstancing.prop:      some value
// 不是doSomeInstancing的自身属性，查看原型对象，发现有这个属性直接返回值
doSomeInstancing.foo:       bar
// 不是函数自身的属性，也不是原型对象上的属性，一层层往上找，最后查找到prototype为null时，表示没有这个属性，所以返回undefined
doSomething.prop:           undefined
doSomething.foo:            undefined
doSomething.prototype.prop: undefined
// 查找doSomething原型对象有foo属性，所以直接返回值
doSomething.prototype.foo:  bar

性能

在原型链上查找属性比较耗时，对性能有副作用，这在性能要求苛刻的情况下很重要。另外，试图访问不存在的属性时会遍历整个原型链。

遍历对象的属性时，原型链上的每个可枚举属性都会被枚举出来。要检查对象是否具有自己定义的属性，而不是其原型链上的某个属性，则必须使用所有对象从 Object.prototype 继承的 hasOwnProperty 方法。下面给出一个具体的例子来说明它：

console.log(doSomeInstancing.hasOwnProperty("prop"));
// true

console.log(doSomeInstancing.hasOwnProperty("bar"));
// false

console.log(doSomeInstancing.hasOwnProperty("foo"));
// false

console.log(doSomeInstancing.__proto__.hasOwnProperty("foo"));
// true

hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一个处理属性并且不会遍历原型链的方法。

另一种这样的方法：Object.keys()

注意：检查属性是否为 undefined 是不能够检查其是否存在的。该属性可能已存在，但其值恰好被设置成了 undefined。

附：原型链是实现继承的主要方法

先说一下继承，许多OO语言都支持两张继承方式：接口继承、实现继承。

|- 接口继承：只继承方法签名

|- 实现继承：继承实际的方法

由于函数没有签名，在ECMAScript中无法实现接口继承，只支持实现继承，而实现继承主要是依靠原型链来实现。

原型链基本思路：

利用原型让一个引用类型继承另一个引用类型的属性和方法。

每个构造函数都有一个原型对象，原型对象都包含一个指向构造函数想指针(constructor)，而实例对象都包含一个指向原型对象的内部指针(__proto__)。如果让原型对象等于另一个类型的实例，此时的原型对象将包含一个指向另一个原型的指针(__proto__)，另一个原型也包含着一个指向另一个构造函数的指针(constructor)。假如另一个原型又是另一个类型的实例……这就构成了实例与原型的链条。

原型链基本思路（图解）：