深入 JavaScript 原型与面向对象：从对象字面量到类语法糖

JavaScript 是一门基于对象 的语言，但它早期的面向对象实现方式与传统的类继承语言（如 Java、C++）大相径庭。在没有 class 关键字的年代，JavaScript 通过原型（prototype） 机制实现了面向对象编程的核心特性：封装、继承与多态。即便 ES6 引入了 class 语法，其底层依然是原型继承的"语法糖"。理解 JavaScript 的原型系统，是深入理解这门语言的关键。

一、从对象字面量到构造函数：封装的第一步

最初，我们使用对象字面量来创建对象：

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var cat1 = { name: '小白', color: '白色' };

这种方式简单直接，但问题也很明显：如果我们需要创建多个结构相同的对象，就会产生大量重复代码。于是，我们尝试用函数封装对象的创建过程：

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function createCat(name, color) {
    return { name: name, color: color };
}

但这仍不够"面向对象"。真正的转折点在于构造函数的出现：

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function Cat(name, color) {
    this.name = name;
    this.color = color;
}

const cat1 = new Cat('小白', '白色');

这里的 new 关键字做了几件重要的事：

创建一个空对象 {}
将这个空对象的 __proto__ 指向 Cat.prototype
将构造函数内部的 this 绑定到这个新对象
执行构造函数内部的代码，为对象添加属性
返回这个新对象（除非构造函数显式返回其他对象）

这就是 JavaScript 中实例化的基本过程。通过构造函数，我们实现了对"猫"这一类对象的封装，每个实例都拥有相同的属性结构，但属性值可以不同。

二、原型：共享属性和方法的智慧

如果我们在构造函数内部定义方法，每个实例都会创建自己的方法副本，造成内存浪费：

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function Cat(name, color) {
    this.name = name;
    this.color = color;
    this.eat = function() { console.log('吃鱼'); }; // 每个实例都会创建这个函数
}

为了解决这个问题，JavaScript 引入了原型（prototype） 机制。每个函数都有一个 prototype 属性，指向一个对象。当我们通过 new 创建实例时，实例内部的 [[Prototype]]（可通过 __proto__ 访问）会指向构造函数的 prototype 对象。

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Cat.prototype.eat = function() { console.log('吃鱼'); };
Cat.prototype.type = '猫科动物';

现在，所有 Cat 的实例都共享同一个 eat 方法和 type 属性。当我们访问 cat1.eat() 时，JavaScript 引擎会先在 cat1 自身上查找 eat 属性，如果找不到，就会沿着原型链向上查找，直到找到为止。

这种机制体现了 JavaScript 的原型继承思想：对象可以从其他对象继承属性和方法，而不是从类继承。

三、原型链与继承的实现

JavaScript 的继承是通过原型链实现的。当我们试图访问一个对象的属性时，引擎会：

先在对象自身上查找
如果找不到，则通过 __proto__ 找到它的原型对象并查找
继续沿着原型链向上，直到找到属性或到达 null

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

Animal.prototype.sayHi = function() {
    console.log('hi');
};

function Cat(name, color) {
    Animal.apply(this, arguments); // 继承自有属性
    this.name = name;
    this.color = color;
}

// 设置原型链
Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Cat.prototype.constructor = Cat; // 修复构造函数指向

const cat1 = new Cat('Tom', '黑色');
cat1.sayHi(); // 可以调用父类方法

这里的继承分为两步：

自有属性继承 ：通过 Animal.apply(this) 在子类构造函数中调用父类构造函数，将父类的自有属性复制到子类实例上。
原型方法继承 ：通过 Object.create(Animal.prototype) 创建一个以父类原型为原型的新对象，将其赋值给子类的 prototype，这样子类实例就能访问父类原型上的方法。

四、ES6 类语法：优雅的语法糖

ES6 引入的 class 关键字让 JavaScript 的面向对象编程更加直观：

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class Animal {
    constructor() {
        this.species = '动物';
    }
    
    sayHi() {
        console.log('hi');
    }
}

class Cat extends Animal {
    constructor(name, color) {
        super(); // 调用父类构造函数
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
    
    eat() {
        console.log('吃鱼');
    }
}

但这只是语法糖。通过 babel 等工具转译后，你会发现底层仍然是基于原型的实现。extends 关键字自动建立了原型链，super() 调用了父类构造函数，class 方法被添加到原型上。

五、深入理解原型相关方法

JavaScript 提供了一系列方法用于操作和检查原型链：

instanceof ：检查对象的原型链中是否包含某个构造函数的 prototype
isPrototypeOf()：检查一个对象是否在另一个对象的原型链上
hasOwnProperty()：检查属性是否是对象自身的（非继承）
in 操作符：检查属性是否在对象或其原型链上
Object.getPrototypeOf() ：获取对象的原型（推荐替代 __proto__）

结语：JavaScript 的原型式面向对象

JavaScript 的面向对象实现是独特而强大的。它没有采用传统的类继承模型，而是通过原型链实现了对象的继承和共享。这种设计使得 JavaScript 更加灵活：对象可以在运行时修改其原型，实现动态继承；也可以轻松实现对象组合等模式。

理解原型不仅是为了应付面试题，更是为了编写更高效、更优雅的 JavaScript 代码。当你理解了 __proto__、prototype、constructor 这三者的关系，当你能够自如地操作原型链，你就能真正掌握 JavaScript 面向对象编程的精髓。

即使在今天，虽然我们可以使用 class 语法，但理解其背后的原型机制仍然至关重要。因为 JavaScript 的本质没有变：它依然是一门基于原型的语言，而原型，正是这门语言最具特色和最强大的特性之一。