JavaScript 原型与原型链的特点，使用场景及案例

在 JavaScript 中，原型（prototype） 和 原型链（prototype chain） 是核心的概念，它们是 JavaScript 实现继承的基础。下面将详细解释这些概念、它们的特点、使用场景及案例。

1. 原型（Prototype）

概念：

每个 JavaScript 对象（包括函数）都有一个隐藏的内部属性叫做 [[Prototype]]，这个属性指向另一个对象，这个对象就是它的原型。
当你创建一个对象时，该对象会从它的原型对象继承属性和方法。构造函数创建的每个对象实例都有一个隐式的原型引用。

关键点：

所有的 JavaScript 对象都有原型，除了一些特殊情况（如 Object.prototype 的原型是 null）。
原型是用来实现对象属性和方法共享的机制。通过原型，多个对象可以共享相同的属性和方法，节省内存。
通过 constructor.prototype 可以访问构造函数的原型对象。

案例：

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

// 在原型上添加一个方法
Person.prototype.greet = function() {
  console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
};

const john = new Person('John');
john.greet(); // 输出：Hello, my name is John

// 实例对象 john 的原型指向 Person.prototype
console.log(john.__proto__ === Person.prototype); // true

在这个例子中，Person 构造函数的所有实例（如 john）都共享 greet 方法，因为它们的原型对象是 Person.prototype。

2. 原型链（Prototype Chain）

概念：

原型链 是指对象通过其 [[Prototype]] 属性（也可以通过 __proto__ 访问）一层一层地向上查找属性和方法，直到找到或到达 null 终止搜索的过程。
当访问一个对象的属性或方法时，如果该对象自身没有这个属性或方法，JavaScript 引擎会沿着原型链向上查找。

关键点：

原型链是实现继承的基础，通过原型链，JavaScript 的对象可以继承属性和方法。
原型链的终点是 Object.prototype，它的 [[Prototype]] 为 null，表示原型链的结束。
如果原型链中没有找到所需的属性或方法，JavaScript 会返回 undefined。

案例：

javascript 复制代码

function Animal() {
  this.species = 'Animal';
}

Animal.prototype.move = function() {
  console.log('Animal is moving');
};

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

// Dog 继承自 Animal
Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Dog.prototype.constructor = Dog;

const dog = new Dog('Rex');
console.log(dog.name);   // Rex
dog.move();              // Animal is moving

// 原型链：dog --> Dog.prototype --> Animal.prototype --> Object.prototype --> null
console.log(dog.__proto__ === Dog.prototype);           // true
console.log(Dog.prototype.__proto__ === Animal.prototype); // true

在这个例子中，dog 实例没有 move 方法，但通过原型链，它从 Animal.prototype 中继承了 move 方法。

3. 特点与使用场景

3.1 原型（Prototype）的特点

共享属性和方法：通过原型对象，多个实例对象可以共享相同的方法和属性。这在节省内存方面很有效，尤其是在创建大量对象时。
动态修改：你可以在程序运行时动态修改原型对象，比如添加新的方法或属性，这些修改会立即影响到所有实例。
内置对象的原型 ：JavaScript 的内置对象（如 Array、String、Function）也有原型，可以通过修改这些原型来影响内置对象的行为。

3.2 原型链（Prototype Chain）的特点

继承机制：原型链是 JavaScript 实现继承的核心机制。子对象可以通过原型链继承父对象的属性和方法。
原型链的查找过程 ：当访问对象的属性或方法时，JavaScript 会首先检查对象自身的属性和方法，如果没有找到，会沿着原型链逐层向上查找，直到找到或者到达 null。
性能考虑：虽然原型链机制简化了继承，但过长的原型链可能导致性能问题，因为每次访问属性时都要逐层查找。

4. 原型与原型链的实际使用场景

4.1 使用场景：共享方法

通过将方法定义在构造函数的原型对象上，可以在所有实例之间共享这些方法，从而减少内存消耗。

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

// 在原型上定义方法
Car.prototype.start = function() {
  console.log(`${this.make} ${this.model} is starting`);
};

const car1 = new Car('Toyota', 'Corolla');
const car2 = new Car('Honda', 'Civic');

car1.start(); // Toyota Corolla is starting
car2.start(); // Honda Civic is starting

console.log(car1.start === car2.start); // true

这里，car1 和 car2 实例共享了同一个 start 方法，避免了重复定义。

4.2 使用场景：继承和原型链

当创建复杂的类层次结构时，可以利用原型链来实现继承，子类继承父类的属性和方法。

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

Mammal.prototype.speak = function() {
  console.log(`${this.name} makes a sound`);
};

function Cat(name) {
  Mammal.call(this, name); // 继承父类的属性
}

Cat.prototype = Object.create(Mammal.prototype); // 继承父类的方法
Cat.prototype.constructor = Cat;

const kitty = new Cat('Kitty');
kitty.speak(); // Kitty makes a sound

Cat 继承了 Mammal 的 speak 方法，同时通过 Mammal.call(this, name) 来继承 Mammal 的属性。

4.3 使用场景：扩展内置对象

通过扩展 JavaScript 内置对象的原型，可以给内置对象添加新的功能或方法。

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// 给 Array 添加一个新方法
Array.prototype.last = function() {
  return this[this.length - 1];
};

const arr = [1, 2, 3];
console.log(arr.last()); // 输出 3

在这个例子中，我们给 Array 原型添加了一个 last 方法，所有的数组对象都可以直接使用它。

5. 原型与原型链的总结

原型是每个对象（特别是函数的实例对象）都具有的一个属性，指向另一个对象。通过这个属性，JavaScript 对象可以共享属性和方法。
原型链 是多个对象之间的层级关系，体现了对象从另一个对象继承属性和方法的机制。对象在访问某个属性时，会沿着原型链逐层查找，直到找到为止。
使用原型和原型链的场景 通常包括创建大量对象时为了减少内存开销而共享方法、实现继承机制以及扩展内置对象的功能。

掌握原型和原型链的原理，是理解 JavaScript 对象模型及其继承机制的关键。