原型继承(prototypal inheritance)的工作原理

这是一个非常常见的 JavaScript 问题。所有 JS 对象都有一个__proto__属性,指向它的原型对象。当试图访问一个对象的属性时,如果没有在该对象上找到,它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。这种行为是在模拟经典的继承,

1. 每个对象都有一个内部属性 [[Prototype]]

  • 可以通过 __proto__ 访问(不推荐)
  • 或通过 Object.getPrototypeOf(obj) 获取
  • 或通过 Object.setPrototypeOf(obj, proto) 设置

2. 原型对象(prototype

  • 函数对象有一个 .prototype 属性,它用于构建新对象的 [[Prototype]]
  • constructor 创建的新对象,其 __proto__ 指向该构造函数的 prototype

当你访问一个对象的属性时,例如:

复制代码
obj.name

JS 引擎的执行顺序如下:

  1. 当前对象 obj 中查找 name 属性

  2. 如果没有,就查找其原型对象 obj.__proto__ 中是否有 name

  3. 如果还没有,就继续沿着原型链向上查找,直到:

    • 找到为止(返回值)
    • 原型链终点 null(返回 undefined

📚 构造函数 + 原型链的组合方式(经典原型继承)

复制代码
function Animal(name) {
  this.name = name;
}

Animal.prototype.sayHi = function() {
  console.log("Hi, I'm " + this.name);
};

const cat = new Animal("Kitty");

cat.sayHi(); // Hi, I'm Kitty
  • cat.__proto__ === Animal.prototype
  • Animal.prototype.__proto__ === Object.prototype

这条链一直延伸到 null 终点。

为什么 JavaScript 要设计"原型链继承"机制? 我的另一种思考...

✨ 1. 动态语言需要灵活的继承模型

JavaScript 是一种动态语言,强调:

  • 对象可以随时添加/删除属性
  • 类和实例的界限模糊
  • 对象结构可随运行时变化

➡️ 传统的基于类(Class-based)继承 结构较为死板、静态,而 JS 初衷是用于浏览器脚本,需要灵活、轻量、动态。

原型继承天然支持:

复制代码
const a = { greeting: 'hi' };
const b = Object.create(a); // b 继承自 a

无需类、构造函数,只要对象就能继承对象,非常轻便。


🧱 2. 万物皆对象,继承也要"对象化"

不像 Java/C++ 使用 class 来定义继承,JavaScript 一切都可以看作是对象(包括函数、数组等)。

  • JavaScript 设计者 Brendan Eich 的理念是: "对象应该能继承另一个对象"

  • 所以不需要 class 和 instance 的强制约束 ------ 只需链式对象(对象 → 原型对象 → 更高层原型...)。

    obj --> obj.proto --> obj.proto.proto --> null

这就形成了所谓的 原型链(Prototype Chain)。


🧬 3. 共享行为、节省内存

多个对象可以共享一个原型中的方法和属性,避免重复开销:

复制代码
const personMethods = {
  greet() { console.log('Hello'); }
};

const p1 = Object.create(personMethods);
const p2 = Object.create(personMethods);

p1.greet(); // Hello
p2.greet(); // Hello
  • 如果没有原型机制,greet() 方法需要在每个对象上都拷贝一份(浪费内存)。
  • 通过原型链,"行为"可以被多个对象复用。

🧩 4. 实现灵活的"差异化对象"结构

原型机制允许对象"有差异地"继承:

复制代码
const animal = { move() {} };
const dog = Object.create(animal);
dog.bark = () => console.log('woof');
  • dog 是个有 bark 行为的 animal
  • 你可以定制对象之间的差异而不破坏它们的继承结构

🚀 5. 支持动态补丁(Monkey Patching)和热修复

因为原型是对象,运行时可以随时改:

复制代码
Array.prototype.sum = function() {
  return this.reduce((a, b) => a + b, 0);
};

[1, 2, 3].sum(); // 6

JS 的生态系统(如 Polyfill、第三方补丁)大量利用了这种能力。这在 class 语言中是很难做到的。


🔄 6. 为未来引入 class 奠定基础

ECMAScript 2015 (ES6) 中加入了 class 语法,其实只是原型的语法糖

复制代码
class Person {
  sayHi() { console.log('hi'); }
}

const p = new Person();

实际上等价于:

复制代码
function Person() {}
Person.prototype.sayHi = function() { console.log('hi'); }
const p = new Person();

➡️ class 语法只是"看起来像传统 OO",底层仍然是原型链。


参考
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