深入了解原型与原型链

1、[[Prototype]]

JS中的对象有一个特殊的 [[Prototype]] 内置属性，其实就是对于其他对象的引用。几乎所有的对象在创建时 [[Prototype]] 属性都会被赋予一个非空的值。

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var anotherObject = {
	a:2
};
// 创建一个关联到 anotherObject 的对象
var myObject = Object.create( anotherObject );
myObject.a; // 2

Object.create(...) 的原理，现在只需要知道它会创建一个对象并把这个对象的 [[Prototype]] 关联到指定的对象。

myObject 对象的 [[Prototype]] 关联到了 anotherObject。显然 myObject.a 并不存在，但是尽管如此，属性访问仍然成功地（在 anotherObject 中）找到了值 2。

使用 for...in 遍历对象时原理和查找 [[Prototype]] 链类似，任何可以通过原型链访问到（并且是 enumerable）的属性都会被枚举。使用 in 操作符来检查属性在对象中是否存在时，同样会查找对象的整条原型链（无论属性是否可枚举）

所有普通的 [[Prototype]] 链最终都会指向内置的 Object.prototype。由于所有的"普通"（内置，不是特定主机的扩展）对象都"源于"（或者说把 [[Prototype]] 链的顶端设置为）这个 Object.prototype 对象，所以它包含 JavaScript 中许多通用的功能。

比如说 .toString()、.valueOf()以及.hasOwnProperty(...)。稍后我们还会介绍 .isPrototypeOf(...)

1.1、属性设置和屏蔽

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myObject.foo = "bar"

如果 myObject 对象中包含名为 foo 的普通数据访问属性，这条赋值语句只会修改已有的属性值。

如果 foo 不是直接存在于 myObject 中，[[Prototype]] 链就会被遍历，类似 [[Get]] 操作。

如果原型链上找不到 foo，foo 就会被直接添加到 myObject 上。

然而，如果 foo 存在于原型链上层，赋值语句 myObject.foo = "bar" 的行为就会有些不同（而且可能很出人意料）。

如果属性名 foo 既出现在 myObject 中也出现在 myObject 的 [[Prototype]] 链上层，那么就会发生屏蔽。myObject 中包含的 foo 属性会屏蔽原型链上层的所有 foo 属性，因为myObject.foo 总是会选择原型链中最底层的 foo 属性。

foo不直接存在于myObject中而是存在于原型链上层时myObject.foo = "bar"会出现三种情况

如果在 [[Prototype]] 链上层存在名为 foo 的普通数据访问属性并且没有被标记为只读（writable:false），那就会直接在 myObject 中添加一个名为 foo 的新属性，它是屏蔽属性。
如果在 [[Prototype]] 链上层存在 foo，但是它被标记为只读（writable:false），那么无法修改已有属性或者在 myObject 上创建屏蔽属性。这个限制只存在于 = 赋值中，使用 Object.defineProperty(...) 并不会受到影响
如果在 [[Prototype]] 链上层存在 foo 并且它是一个 setter，那就一定会调用这个 setter。foo 不会被添加到（或者说屏蔽于）myObject，也不会重新定义 foo 这个 setter。

我们应尽量少使用属性屏蔽，有些情况下会隐式产生屏蔽，看以下代码

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var anotherObject = {
	a:2
};
var myObject = Object.create( anotherObject );
anotherObject.a; // 2
myObject.a; // 2
anotherObject.hasOwnProperty( "a" ); // true
myObject.hasOwnProperty( "a" ); // false
myObject.a++; // 隐式屏蔽！
anotherObject.a; // 2
myObject.a; // 3
myObject.hasOwnProperty( "a" ); // true

尽管 myObject.a++ 看起来应该（通过委托）查找并增加 anotherObject.a 属性，但是别忘了 ++ 操作相当于 myObject.a = myObject.a + 1。因此 ++ 操作首先会通过 [[Prototype]]查找属性 a 并从 anotherObject.a 获取当前属性值 2，然后给这个值加 1，接着用 [[Put]]将值 3 赋给 myObject 中新建的屏蔽属性 a。如果想让anotherObject.a 的值增加，唯一的办法是anotherObject.a++。

2、"类''

JS和面向类的语言不同，它并没有类来作为对象的抽象模式或者说蓝图。JS中只有对象。实际上，JS才是真正应该被称为"面向对象"的语言，因为它是少有的可以不通过类，直接创建对象的语言。在 JavaScript 中，类无法描述对象的行，（因为根本就不存在类！）对象直接定义自己的行为。再说一遍，JavaScript 中只有对象

2.1、"类"函数

JS中并没有类这个概念，但是JS一直在进行模仿类，这种模仿行为实际上运用了函数的一种特殊特性：所有的函数默认都会拥有一个名为prototype的共有并且不可枚举的属性，它会指向另一个对象，这个对象通常被称为Foo的原型。

那么这个对象到底是什么呢？最直接的解释就是，通过new Foo（）创建的每个对象将最终被[Prototype]链接到这个Foo.Prototype对象

在面向类的语言中，类可以被复制多次，就像使用模具制作东西一样。但是在JS中并没有类的复制机制，你不能创建一个类的多个实例，只能创建多个对象，它们[Prototype]关联的是用同一个对象。new Foo（）会生成一个对象，这个新对象的内部链接[[Prototype]]关联的是foo.Prototype对象。但是实际上，new Foo（）函数调用实际上并内有直接创建关联，这个关联只是一个意外的副作用。new Foo（）只是间接完成了我们的目标：一个关联到其他对象的新对象，Object.create(...)方法可以更直接的做到这个

在JS中，我们并不会将一个对象（"类"）复制到另一个对象（"实例"），只是将他们关联起来

这个机制通常被称为原型继承，但是这违背了动态脚本中对应的语义。继承意味着复制操作，但是JS并不会复制对象属性，JS会在两个对象之间创建一个关联，这样一个对象就可以通过委托访问玲一个对象的属性和函数。委托可以更加准确的描述JS中对象的关联机制

2.2、"构造函数"

看以下代码

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function Foo(){
	...
}
var a = new Foo()

到底是什么原因让给我们觉得Foo是一个类呢？其中一个原因是因为我们看到了new关键字，在面向类的语言中构造类实例时也会用到它。另一个原因是，看起来我们执行了类的构造函数方法，Foo（）的调用方式很像初始化类时类构造函数的调用方式

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function Foo(){
	...
}
Foo.prototype.constructor === Foo // true
var a = new Foo()
a.constructor === Foo // true

可以看出Foo.prototype默认有一个公有并且不可枚举的属性.constructor，这个属性引用的是对象关联的函数（即Foo）

此外，可以看到通过构造函数调用new Foo（）创建的对象也有一个.constructor属性，指向"创建这个对象的函数"

但是注意，实际上 a 本身并没有 .constructor 属性。而且，虽然 a.constructor 确实指向 Foo 函数，但是这个属性并不是表示 a 由Foo"构造"

简单来说，如果没有手动修改原型链，大部分情况下.constructor属性会指向对象创建时的构造函数

上一段代码很容易让人认为 Foo 是一个构造函数，因为我们使用 new 来调用它并且看到它"构造"了一个对象。实际上，Foo 和你程序中的其他函数没有任何区别。函数本身并不是构造函数，然而，当你在普通的函数调用前面加上 new 关键字之后，就会把这个函数调用变成一个"构造函数调用"。实际上，new 会劫持所有普通函数并用构造对象的形式来调用它。

比如说：

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function NothingSpecial() {
	console.log( "Don't mind me!" );
}
var a = new NothingSpecial();
// "Don't mind me!"
a; // {}

NothingSpecial 只是一个普通的函数，但是使用 new 调用时，它就会构造一个对象并赋值给 a，这看起来像是 new 的一个副作用（无论如何都会构造一个对象）。这个调用是一个构造函数调用，但是 NothingSpecial 本身并不是一个构造函数。

换句话说，在 JavaScript 中对于"构造函数"最准确的解释是，所有带 new 的函数调用。函数不是构造函数，但是当且仅当使用 new 时，函数调用会变成"构造函数调用"。

2.3、技术

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function Foo(name) {
	this.name = name;
}
Foo.prototype.myName = function() {
	return this.name;
};
var a = new Foo( "a" );
var b = new Foo( "b" );
a.myName(); // "a"
b.myName(); // "b"

在这段代码中，看起来似乎创建 a 和 b 时会把 Foo.prototype 对象复制到这两个对象中，然而事实并不是这样。

在创建的过程中，a 和 b 的内部 [[Prototype]] 都会关联到 Foo.prototype 上。当 a和 b 中无法找到 myName 时，它会（通过委托）在 Foo.prototype 上找到。

实际上，对象的 .constructor 会默认指向一个函数，这个函数可以通过对象的 .prototype引用。

.constructor 并不是一个不可变属性。它是不可枚举（参见上面的代码）的，但是它的值是可写的（可以被修改）。此外，你可以给任意 [[Prototype]] 链中的任意对象添加一个名为 constructor 的属性或者对其进行修改，你可以任意对其赋值。

这句话指的是在 JavaScript 中，对象通常拥有一个 .constructor 属性，它默认指向一个函数。这个函数可以通过对象的 .prototype 属性来引用。

当你使用构造函数创建对象时，JavaScript 在创建对象的同时，会给这个对象添加一个特殊的属性 .constructor，用来指向创建该对象的构造函数。

举个例子：

javascript 复制代码

function Car(make, model) {
  this.make = make;
  this.model = model;
}

let myCar = new Car('Toyota', 'Corolla');
console.log(myCar.constructor); // 输出：[Function: Car]

在这个例子中，myCar 对象的 .constructor 属性指向了 Car 这个构造函数。

另外，.constructor 属性也可以通过对象的 .prototype 属性来访问构造函数。JavaScript 中的每个函数都有一个 .prototype 属性，它是一个对象，包含了一个 constructor 属性，指向该函数自身。

例如：

javascript 复制代码

function Animal(name) {
  this.name = name;
}

console.log(Animal.prototype.constructor); // 输出：[Function: Animal]

在这里，Animal.prototype.constructor 会返回 Animal 这个构造函数，因为 Animal.prototype 是一个对象，它包含了 constructor 属性，指向了 Animal 函数本身。

所以，.constructor 属性可以帮助你追踪对象是通过哪个构造函数创建的，并且通过对象的 .prototype.constructor 可以直接访问到该构造函数。

3、（原型）继承

图中由下到上的箭头表明这是委托关联，不是复制操作

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function Foo(name) {
	this.name = name;
}
Foo.prototype.myName = function() {
	return this.name;
};
function Bar(name,label) {
	Foo.call( this, name );
	this.label = label;
}
// 我们创建了一个新的 Bar.prototype 对象并关联到 Foo.prototype
Bar.prototype = Object.create( Foo.prototype );
// 注意！现在没有 Bar.prototype.constructor 了
// 如果你需要这个属性的话可能需要手动修复一下它
Bar.prototype.myLabel = function() {
	return this.label;
};
var a = new Bar( "a", "obj a" );
a.myName(); // "a"
a.myLabel(); // "obj a"

这段代码的核心部分就是语句 Bar.prototype = Object.create( Foo.prototype )。调用Object.create(...) 会凭空创建一个"新"对象并把新对象内部的 [[Prototype]] 关联到你指定的对象（本例中是 Foo.prototype）。换句话说，这条语句的意思是："创建一个新的 Bar.prototype 对象并把它关联到 Foo.prototype"。

要创建一个合适的关联对象，我们必须使用 Object.create(...) 而不是使用具有副作用的 Foo(...)。

我们来对比一下两种把 Bar.prototype 关联到 Foo.prototype 的方法：

ES6 之前需要抛弃默认的 Bar.prototype

Bar.ptototype = Object.create( Foo.prototype );

ES6 开始可以直接修改现有的 Bar.prototype

Object.setPrototypeOf( Bar.prototype, Foo.prototype );

如果忽略掉 Object.create(...) 方法带来的轻微性能损失（抛弃的对象需要进行垃圾回收），它实际上比 ES6 及其之后的方法更短而且可读性更高。不过无论如何，这是两种完全不同的语法。

3.1、检查类

在JS中检查一个实例（对象）的继承祖先（委托关联）通常被称为内省（或者反射）

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function Foo(){
	...
}
Foo.Prototype.blah = ...;
var a = new Foo()

我们如何通过内省找出 a 的"祖先"（委托关联）呢？第一种方法是站在"类"的角度来判断：

js 复制代码

a instanceof Foo; // true

instanceof 操作符的左操作数是一个普通的对象，右操作数是一个函数。instanceof 回答的问题是：在 a 的整条 [[Prototype]] 链中是否有指向 Foo.prototype 的对象？

可惜，这个方法只能处理对象（a）和函数（带 .prototype 引用的 Foo）之间的关系。如果你想判断两个对象（比如 a 和 b）之间是否通过 [[Prototype]] 链关联，只用 instanceof无法实现

下面是第二种判断 [[Prototype]] 反射的方法，它更加简洁：

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Foo.prototype.isPrototypeOf( a ); // true

isPrototypeOf(...) 回答的问题是：在 a 的整条 [[Prototype]] 链中是否出现过 Foo.prototype

我们只需要两个对象就可以判断它们之间的关系。举例来说：

js 复制代码

// 非常简单：b 是否出现在 c 的 [[Prototype]] 链中？
b.isPrototypeOf( c );

4、对象关联

现在我们知道了，[[Prototype]] 机制就是存在于对象中的一个内部链接，它会引用其他对象。

通常来说，这个链接的作用是：如果在对象上没有找到需要的属性或者方法引用，引擎就会继续在 [[Prototype]] 关联的对象上进行查找。同理，如果在后者中也没有找到需要的引用就会继续查找它的 [[Prototype]]，以此类推。这一系列对象的链接被称为"原型链"。

4.1、创建关联

Object.create(...) 会创建一个新对象（bar）并把它关联到我们指定的对象（foo），这样我们就可以充分发挥 [[Prototype]] 机制的威力（委托）并且避免不必要的麻烦（比如使用 new 的构造函数调用会生成 .prototype 和 .constructor 引用）

Object.create(null) 会创建一个拥有空（或者说 null）[[Prototype]]链接的对象，这个对象无法进行委托。由于这个对象没有原型链，所以instanceof 操作符（之前解释过）无法进行判断，因此总是会返回 false。这些特殊的空 [[Prototype]] 对象通常被称作"字典"，它们完全不会受到原型链的干扰，因此非常适合用来存储数据。

4.2、关联关系是备用

看起来对象之间的关联关系是处理"缺失"属性或者方法时的一种备用选项。这个说法有点道理，但是我认为这并不是 [[Prototype]] 的本质。

思考下面的代码：

js 复制代码

var anotherObject = {
	cool: function() {
		console.log( "cool!" );
	}
};
var myObject = Object.create( anotherObject );
myObject.cool(); // "cool!"

由于存在 [[Prototype]] 机制，这段代码可以正常工作

但是当你给开发者设计软件时，假设要调用 myObject.cool()，如果 myObject 中不存在 cool()时这条语句也可以正常工作的话，那你的 API 设计就会变得很"神奇"，对于未来维护你软件的开发者来说这可能不太好理解。

但是你可以让你的 API 设计不那么"神奇"，同时仍然能发挥 [[Prototype]] 关联的威力：

js 复制代码

var anotherObject = {
    cool: function() {
    	console.log( "cool!" );
    }
};
var myObject = Object.create( anotherObject );
myObject.doCool = function() {
	this.cool(); // 内部委托！
};
myObject.doCool(); // "cool!"

5、总结

如果要访问对象中并不存在的一个属性，[[Get]] 操作就会查找对象内部[[Prototype]] 关联的对象。这个关联关系实际上定义了一条"原型链"（有点像嵌套的作用域链），在查找属性时会对它进行遍历。

所有普通对象都有内置的 Object.prototype，指向原型链的顶端（比如说全局作用域），如果在原型链中找不到指定的属性就会停止。toString()、valueOf() 和其他一些通用的功能都存在于 Object.prototype 对象上，因此语言中所有的对象都可以使用它们。

关联两个对象最常用的方法是使用 new 关键词进行函数调用，在调用的 4 个步骤中会创建一个关联其他对象的新对象。

使用 new 调用函数时会把新对象的 .prototype 属性关联到"其他对象"。带 new 的函数调用通常被称为"构造函数调用"，尽管它们实际上和传统面向类语言中的类构造函数不一样。

虽然这些 JavaScript 机制和传统面向类语言中的"类初始化"和"类继承"很相似，但是 JavaScript 中的机制有一个核心区别，那就是不会进行复制，对象之间是通过内部的[[Prototype]] 链关联的。

出于各种原因，以"继承"结尾的术语（包括"原型继承"）和其他面向对象的术语都无法帮助你理解 JavaScript 的真实机制（不仅仅是限制我们的思维模式）。相比之下，"委托"是一个更合适的术语，因为对象之间的关系不是复制而是委托。