浅析js中的原型和原型链及其使用场景

一、前言

最近浏览网站学习的时候，看到了这个话题，感觉面试里也经常会被问到；所以查阅了不少文章，想总结一下，方便以后翻看。理解的会比较浅显，希望能多多交流，以后理解更深层的也会持续在这里更新。

CDN文档 javaScript中的继承与原型链

二、原型的使用场景

场景1：在vue项目中，我们通常会将对象公共属性放在vue原型上；或者使用插件，将其挂载到vue原型上；这都是利用原型来实现的。

下面案例是将公共属性添加到vue原型上，使用插件的话同理。

// main.js
import Vue from "vue";
//发现少了一个 imgBaseUrl 属性，可以使用原型对象进行扩展
Vue.prototype.imgBaseUrl = config.imgBaseUrl;

// 其他页面使用
<template>
  <div>
    <image :src="imgBaseUrl + 'supply/purchase_tag.png'"></image>
  </div>
</template>
<script>
export default {
  data() {
    const _this = this;
    return {
      imgBaseUrl: _this.imgBaseUrl,
    };
  }
};
</script>

场景2：js中判断数据类型Object.prototype.toString.call()方法， instanceof方法。

instanceof 是用来 判断数据是否是某个对象的实例，返回一个布尔值。

详细内容可以查看我之前的文章：js中判断数据类型的几种实用方法

三、原型和原型对象

在JS中，我们所说的原型通常是针对于函数而言的，当然构造函数也是一个函数。

函数也是一个对象，是对象那么它就有属性，在JS中，我们所创建的每一个函数自带一个属性prototype，我们就把prototype称为原型，也有人把它称之为"显示原型"，反正就一个意思。

这个prototype它指向了一个对象，可以把prototype想象成一个指针，或者更简单的理解为prototype的属性值（键值对）。prototype指向的这个对象我们就称之为原型对象，通常大家就直接将prototype理解为原型对象。

请注意，以下的代码是独立的（出于严谨，假定页面没有其他的 JavaScript 代码）。为了最佳的学习体验，强烈建议打开浏览器的控制台（在 Chrome 和火狐浏览器中，按 Ctrl+Shift+I 即可），进入"console"选项卡，然后把如下的 JavaScript 代码复制粘贴到窗口中，最后通过按下回车键运行代码。

  function Person() { }
  console.log(Person.prototype)

打印结果：

可以看到prototype它确实指向了一个对象，原型对象prototype里面有一个constructor属性，它指向了Person构造函数。

总结

1）每个函数都有一个prototype属性，被称作原型。
2）prototype原型指向一个对象，所以也被称原型对象。

四、prototype和__proto__不能混淆

很多人把 prototype和__proto__混为一潭，其实这是两个维度的东西。
prototype的维度是函数，而__proto__的维度是对象。
__proto__是每个对象都有的属性，我们通常把它称为"隐式原型"，把prototype称为"显式原型"。

另外，函数也是一个对象，所以它既有prototype属性又有__proto__属性。

控制台验证一下：我们可以看到函数有prototype和__proto__两个属性，而对象只有__proto__属性。

Function：

object对象:

接下来我们再来看看__proto__属性，控制台打印看看。

发现了一个新的属性：[[Prototype]]，官方对于这个属性其实有解释，这里通俗的解释一下：

[[prototype]]其实就是隐式原型__proto__，因为各大浏览器厂家不同，所以取了别名罢了，大家只需记住这个和__proto__一样即可。

总结

1）prototype和__proto__不太一样，一个是函数拥有的显式原型，一个是对象拥有的隐式原型。
2） __proto__通常被称作隐式原型，每个对象都拥有该属性。
3）[[prototype]] 其实就是__proto__。

五、原型链

接着我们可以给 Person 函数的原型对象添加新属性，如下：

function Person(){}
Person.prototype.name= "铁锤妹妹"; // 往函数的原型上添加变量和方法
Person.prototype.age = '18'
Person.prototype.getAge= function() 
  console.log('我18岁了')
}
var obj = new Person()
console.log( obj.name )  //"铁锤妹妹"
console.log( obj.age ) //"18"

上面的代码，我们声明了一个构造函数Person，其实就是一个函数。我们知道函数的prototype是一个对象，我们就可以往这个对象上添加东西，所以我们就直接往函数的原型上添加了变量和方法。

接着我们使用new关键词创建一个Person构造函数的 实例对象 ，分别打印name和age，会发现obj这个实例是可以调用构造函数Person原型属性和方法的。这个就叫做 继承。

其实这就和我们的原型链有关了，我们把obj打印出来看看：

console.log(obj)

我们会发现obj对象上并没有name和age属性，但是在他的隐式原型[[Prototype]]上有name和age，而且我们会发现obj的[[prototype]]中的constructor指向的是它的构造函数Person。

然后我们再修改一下我们的代码，我们在obj对象上添加一个name属性，看看会输出什么。

function Person(){}
Person.prototype.name= "铁锤妹妹"; // 往函数的原型上添加变量和方法
Person.prototype.age = '18'
Person.prototype.getAge= function() 
  console.log('我18岁了')
}
var obj = new Person()
obj.name = '铁柱哥'
console.log( obj.name )  //"铁柱哥"
console.log( obj.age ) //"18"

如上打印所示， obj.__proto__ = Person.prototype 。但这是做什么的呢？当访问obj中的一个属性，浏览器首先会查看obj中是否存在这个属性。

如果 obj 不包含属性信息，那么浏览器会在 obj 的 __proto__ 中进行查找 (同 Person.prototype). 如属性在 obj 的 __proto__ 中查找到，则使用 obj 中 __proto__ 的属性。

否则，如果 obj 中 __proto__ 不具有该属性，则检查 obj 的 __proto__ 的 __proto__ 是否具有该属性。默认情况下，任何函数的原型属性 __proto__ 都是 window.Object.prototype. 因此，通过 obj 的 __proto__ 的 __proto__ ( 同 Peron.prototype 的 __proto__ (同 Object.prototype)) 来查找要搜索的属性。

如果属性不存在 obj 的 __proto__ 的 __proto__ 中，那么就会在obj的 __proto__ 的 __proto__ 的 __proto__ 中查找。然而，这里存在个问题：obj 的 __proto__ 的 __proto__ 的 __proto__ 其实不存在。因此，只有这样，在 __proto__ 的整个原型链被查看之后，这里没有更多的 __proto__ ，浏览器断言该属性不存在，并给出属性值为 undefined 的结论。

上面的查找过程是不是很像链式查找！而这就是我们所说的 原型链 ，而且我们发现查找的过程主要是通过 __proto__ 原型来进行的，所以 __proto__ 就是我们原型链中的 连接点。

原型链流程图：

总结：

1）当访问某个对象的属性时，会先在这个对象本身属性上查找，如果没有找到，就去它的原型（_proto_）去找，即它的构造函数的prototype查找，如果没有找到，就到原型的原型去找（构造函数的prototype._proto_）。如果直到最顶层的 Object.prototype 还是找不到，是null，则返回undefined。这样一层一层的查找就会形成一个链式结构，这就是原型链。
2）如果对象自身和它的原型，都定义了一个同名属性，那么优先读取对象自身的属性，这叫做"覆盖"。
3）所有引用类型的 _proto_都指向它的构造函数的prototype。

想要理解原型链，我们还得理解__proto__指向哪儿，也就是说它指向那个构造函数，比如上面的obj对象的__proto__指向的就是Person构造函数，所以我们继续往Person上查找。

六、 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。

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

let p1 = new Person("John");

console.log(p1.hasOwnProperty("name")); // true
console.log(p1.hasOwnProperty("toString")); // false
// 而toString属性是从Object.prototype原型链上继承来的属性。

七、拓展

• 对象的 hasOwnPrototype() 来检查对象自身中是否含有该属性。
• 使用 in 检查对象中是否含有某个属性时，如果对象中没有但是原型链中有，会继续检查原型链，也会返回true。

八、 手写代码实现 instanceof （考察对原型链的理解）

• 步骤1：先取得当前类的原型，当前实例对象的原型链
• 步骤2：一直循环（执行原型链的查找机制）
  获取当前实例对象原型链的原型链（proto = proto. _proto_，沿着原型链一直往上找）
  如果 当前实例的原型链 _proto_ 上找到了当前类的原型 prototype，则返回true。
  如果 一直找到 object.prototype._proto_ == null，object的基类 null 上面都没找，就返回false

 // 实例._proto_ === 构造函数.prototype
    function _instanceof (instance, constructor) {
      // 由于 instanceof 要检测的是某对象，需要有一个前置判断条件
      // 基本数据类型直接返回 false
      if (typeof instance !== 'object' || instance == null) return false
      let proto = Object.getPrototypeOf(instance) // 等价于 instance._proto_; 如果该对象没有原型，则返回 null。
      // 当proto == null时，说明已经找到了Object的基类null 退出循环
      while (proto !== null) {
        //  实例的原型等于当前构造函数的原型
        if (proto === constructor.prototype) return true
        // 沿着原型链_proto_一层层向上找
        proto = Object.getPrototypeOf(proto) // 等价于 proto._proto_
      }
      return false
    }

    console.log('test', _instanceof(null, Array)) // false
    console.log('test', _instanceof({}, Array)) // false
    console.log('test', _instanceof([1,2,3,4], Array)) // true
    console.log('test', _instanceof('', Array)) // false

可参考：
一文搞懂原型和原型链！
浅谈原型和原型链以及其应用案例
【web前端面试必问2】js原型和原型链的理解（透彻）