JavaScript 为什么选择原型链？从第一性原理聊聊这个设计

学 JavaScript 的时候，原型链是个绑不过去的坎。很多人（包括我）的第一反应是：这玩意儿怎么这么别扭？为什么不像 Java、C++ 那样用类继承？

后来了解了 JavaScript 的诞生背景，才发现原型链不是"别扭的设计"，而是在特定约束下的合理选择。今天从第一性原理的角度，聊聊 JavaScript 为什么选择了原型链。

先回到 1995 年

1995 年 5 月，Brendan Eich 在 Netscape 公司用 10 天时间写出了 JavaScript 的第一个版本（当时叫 Mocha）。

10 天，这个时间约束很关键。

当时 Netscape 急着在浏览器里加一门脚本语言，用来做简单的表单验证、页面交互。管理层给 Eich 的要求是：

语法要像 Java（因为 Netscape 和 Sun 有合作，Java 正火）
要简单（目标用户是业余开发者，不是专业程序员）
要快（10 天内搞定原型）

Eich 本来想把 Scheme（一门函数式语言）塞进浏览器，但管理层否了------语法太怪，不像 Java。于是他搞了个混合体：

语法：像 Java
函数：像 Scheme（一等公民、闭包）
对象系统：像 Self（原型继承）

为什么对象系统选了 Self 而不是 Java？这就要从第一性原理说起。

第一性原理：对象系统的本质需求是什么？

不管用什么方式实现，对象系统要解决的核心问题就两个：

代码复用：多个对象共享相同的行为
创建对象：能方便地造出新对象

类继承和原型继承都能解决这两个问题，但方式不同。

类继承的思路

类继承把世界分成两层：类和实例。

markdown 复制代码

类（Class）= 模板、蓝图
    ↓ 实例化
实例（Instance）= 具体对象

你先定义一个类，描述"这类对象长什么样、有什么方法"，然后用 new 从类创建实例。

这套东西在静态语言里运作良好，但有个问题：概念多。

类继承需要你理解：类、实例、构造函数、接口、抽象类、虚函数、多重继承、菱形继承问题......一套学下来，不轻松。

原型继承的思路

原型继承只有一层：对象。

csharp 复制代码

对象 → 对象 → 对象 → ... → null

没有"类"这个概念，只有对象。要创建新对象？从现有对象复制一份，改改就行。要共享行为？让多个对象指向同一个原型对象。

Self 语言的设计者 David Ungar 和 Randall Smith 在 1987 年的论文里说：

"Prototypes are more concrete than classes because they are examples of objects rather than descriptions of format and initialization."

（原型比类更具体，因为原型是对象的实例，而类只是格式和初始化的描述。）

说白了：原型是活的对象，类是抽象的描述。

为什么 JavaScript 选择了原型？

回到 1995 年的约束条件，原型继承的优势就很明显了：

1. 实现更简单

类继承需要一套复杂的类型系统：类的定义、继承关系的解析、方法查找表的构建......

原型继承只需要：

每个对象有个 __proto__ 指针，指向它的原型
访问属性时，顺着指针往上找

10 天时间，选哪个？

Eich 后来回忆说："选择原型继承意味着解释器可以非常简单，同时保留面向对象的特性。"

2. 动态性更强

JavaScript 是动态语言，对象可以随时增删属性。原型继承天然支持这种动态性：

javascript 复制代码

// 随时给原型加方法，所有实例立刻能用
Array.prototype.first = function() {
  return this[0];
};

[1, 2, 3].first(); // 1

类继承在静态语言里很自然，但在动态语言里反而别扭------类定义完了还能改吗？方法能动态添加吗？处理起来麻烦。

3. 概念更少

类继承需要区分"类"和"实例"，原型继承只有"对象"。

对于 1995 年的目标用户（网页设计师、业余开发者）来说，概念越少越好。

原型继承的核心：委托（Delegation）

原型继承有时候也叫委托继承，这个词更能说明它的工作方式。

当你访问一个对象的属性时：

先在对象自身找
找不到，委托给原型对象
还找不到，继续委托给原型的原型
直到 null

flowchart LR A["obj.foo"]:::start --> B{"obj 有 foo?"} B -->|有| C["返回 obj.foo"]:::success B -->|没有| D{"obj.__proto__ 有 foo?"} D -->|有| E["返回原型的 foo"]:::success D -->|没有| F["继续往上找..."] F --> G["直到 null，返回 undefined"]:::error classDef start fill:#cce5ff,stroke:#0d6efd,color:#004085 classDef success fill:#d4edda,stroke:#28a745,color:#155724 classDef error fill:#f8d7da,stroke:#dc3545,color:#721c24

这跟类继承的"复制"模型不同。类继承是在创建实例时把行为"复制"到实例上（或者通过虚函数表间接访问）。原型继承是运行时动态查找，真正的"按需委托"。

委托的好处

内存效率高：方法只在原型上存一份，所有实例共享。

javascript 复制代码

function Dog(name) {
  this.name = name;
}
Dog.prototype.bark = function() {
  console.log('Woof!');
};

const dog1 = new Dog('A');
const dog2 = new Dog('B');

dog1.bark === dog2.bark; // true，同一个函数

运行时可修改：原型改了，所有实例立刻生效。

javascript 复制代码

Dog.prototype.bark = function() {
  console.log('汪汪!');
};

dog1.bark(); // 汪汪!（立刻变了）

这种动态性在静态类继承里很难实现。

原型链的设计权衡

原型继承不是完美的，它做了一些权衡。

放弃了什么

静态类型检查：没有类，就没法在编译时检查类型。JavaScript 是动态类型语言，这是设计选择的一部分。

封装性较弱 ：原型上的东西都是公开的，没有 private/protected 的原生支持（ES2022 才加了私有字段 #）。

继承关系不明显 ：类继承的 extends 一眼就能看出继承关系，原型链要顺着 __proto__ 找。

得到了什么

极致的灵活性：对象可以随时改，原型可以动态换。

简单的心智模型：只有对象，没有类/实例的二元论。

运行时效率：对于 1995 年的浏览器来说，原型链的实现比类系统轻量得多。

后来的故事：class 语法糖

ES6（2015 年）加了 class 关键字，看起来像类继承：

javascript 复制代码

class Animal {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  speak() {
    console.log(`${this.name} makes a sound`);
  }
}

class Dog extends Animal {
  bark() {
    console.log('Woof!');
  }
}

但这只是语法糖，底层还是原型链：

javascript 复制代码

console.log(typeof Animal); // "function"
console.log(Dog.prototype.__proto__ === Animal.prototype); // true

class 让代码更清晰，但没有改变 JavaScript 的对象模型。理解原型链，才能理解 class 背后发生了什么。

总结

JavaScript 选择原型链，不是随意的决定，而是在特定约束下的合理选择：

约束	原型继承的优势
10 天开发时间	实现简单，解释器轻量
目标用户是业余开发者	概念少，只有"对象"
动态语言特性	天然支持运行时修改
浏览器性能有限	内存效率高，方法共享

从第一性原理看，对象系统的本质是"代码复用 + 对象创建"。原型继承用最简单的方式解决了这两个问题：

代码复用：对象委托给原型，原型上的方法共享
对象创建：复制现有对象，改改就行

类继承更严谨、更适合大型静态系统。原型继承更灵活、更适合动态脚本语言。JavaScript 选对了。

参考资料

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Claude Code Skills （按需加载，意图自动识别，不浪费 token，介绍文章）：

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