JavaScript 原型与原型链：深入理解 __proto__ 和 prototype 的由来与关系

引言

在 JavaScript 的世界中，原型和原型链是理解这门语言面向对象编程（OOP）机制的核心。不同于传统的基于类的语言如 Java，JavaScript 采用了一种独特的原型继承机制。本文将深入探讨 __proto__ 和 prototype 的由来、关系以及它们在 JavaScript 中的作用。

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一、JavaScript 的 OOP 机制

传统的面向对象编程语言（如 Java）具有类、继承、封装和多态等特性。JavaScript 虽然也支持 OOP，但其实现方式却大不相同。

1.1 没有类的 JavaScript

在 ES6 之前，JavaScript 并没有 class 关键字。为了实现类似类的功能，开发者通常使用构造函数和原型来模拟类的行为。例如：

// Java 中的类定义
public class Puppy {
    int puppyAge;
    public Puppy(int age) {
        puppyAge = age;
    }
    public void say() {
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

而在 JavaScript 中，我们通过函数来模拟类：

// JavaScript 中的构造函数模拟类
function Person(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}

1.2 对象字面量的局限性

虽然可以通过对象字面量创建对象，但当需要创建多个相似对象时，这种方式显得非常繁琐：

var Person = {
    name: '吉他胡',
    hobbies: ['弹吉他', '弹钢琴'],
}

var pll = {
    name: '皮乐乐',
    hobbies: ['弹吉他', '弹钢琴'],
}

为了解决这个问题，JavaScript 引入了构造函数和原型的概念。

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二、构造函数与原型

2.1 构造函数

构造函数是 JavaScript 中模拟类的关键。通过约定俗成，构造函数的名称首字母大写：

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

2.2 prototype 属性

每个函数都有一个 prototype 属性，它是一个对象，用于存储共享的属性和方法。通过将方法定义在 prototype 上，可以避免每次实例化对象时重复创建方法：

Person.prototype.sayHello = function() {
    console.log(`hello, my name is ${this.name}`);
}

2.3 __proto__ 属性

每个对象都有一个私有属性 __proto__，它指向构造函数的 prototype 对象。例如：

let hu = new Person('吉他胡', 18);
console.log(hu.__proto__ === Person.prototype); // true

__proto__ 是对象与构造函数之间的桥梁，也是原型链实现的基础。

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三、原型链

3.1 原型链的概念

JavaScript 中的继承是通过原型链实现的。当访问一个对象的属性或方法时，如果对象本身没有该属性，JavaScript 会沿着 __proto__ 向上查找，直到找到该属性或到达原型链的顶端（Object.prototype），最终指向 null。

console.log(hu.toString()); // 调用的是 Object.prototype.toString

3.2 修改原型链

__proto__ 可以动态修改，从而改变对象的原型链：

var a = {
    name: '孔子',
    country: '中国',
};
hu.__proto__ = a;
console.log(hu.country); // 输出：中国

3.3 原型链的终点

原型链的顶端是 Object.prototype，其 __proto__ 指向 null：

console.log(Object.prototype.__proto__); // null

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四、new 的过程

当我们使用 new 关键字创建对象时，JavaScript 会执行以下步骤：

1. 创建一个空对象 {}。
2. 运行构造函数，并将 this 指向这个空对象。
3. 将对象的 __proto__ 指向构造函数的 prototype。
4. 返回构造完成的对象。

let hu = new Person('吉他胡', 18);

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五、prototype 与 __proto__ 的关系

• prototype：是函数特有的属性，指向构造函数的原型对象。
• __proto__ ：是对象特有的属性，指向构造函数的 prototype 对象。

它们的关系可以用以下代码验证：

console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true
console.log(hu.__proto__ === Person.prototype); // true

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六、总结

1. JavaScript 没有类，而是通过构造函数和原型模拟类的行为。
2. prototype 是函数特有的属性，用于定义共享的属性和方法。
3. __proto__ 是对象特有的属性，用于构建原型链。
4. 原型链 是 JavaScript 实现继承的机制，通过 __proto__ 向上查找属性和方法。
5. new 关键字 通过构造函数创建对象，并建立原型链关系。

理解原型和原型链是掌握 JavaScript 面向对象编程的关键。虽然 ES6 引入了 class 语法，但其底层仍然是基于原型的实现。希望本文能帮助你更好地理解 JavaScript 的原型机制！