JS原形與原型鏈深入詳解

本文實例講述了JS原形與原型鏈。分享給大家供大家參考，具體如下：
前言
在JS中，我們經常會遇到原型。字面上的意思會讓我們認為，是某個對象的原型，可用來繼承。但是其實這樣的理解是片面的，下面通過本文來了解原型與原型鏈的細節，再順便談談繼承的幾種方式。
原型
在講到原型之前，我們先來回顧一下JS中的對象。在JS中，萬物皆對象，就像 字符串、數值、布爾、數組 等。ECMA-262把對象定義為：無序屬性的集合，其屬性可包含基本值、對象或函數。對象是擁有屬性和方法的數據，為了描述這些事物，便有了原型的概念。
無論何時，只要創建了一個新函數，就會根據一組特定的規則為該函數創建一個prototype屬性，這個屬性指向該函數的原型對象。所有原型對象都會獲得一個constructor屬性，這個屬性包含一個指向prototype屬性所在函數的指針。
這段話摘自《JS高級程序設計》，很好理解，以創建實例的代碼為例。
function Person(name, age) { this.name = name; this.age = age; this.sayName = function() { alert(this.name); }; } const person1 = new Person("gali", 18); const person2 = new Person("pig", 20);
上面例子中的person1跟person2都是構造函數 Person() 的實例，Person.prototype指向了Person函數的原型對象，而Person.prototype.constructor又指向Person。Person的每一個實例，都含有一個內部屬性 __proto__ ，指向Person.prototype，就像上圖所示，因此就有下面的關係。
console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true console.log(person1.__proto__ === Person.prototype); // true console.log(person2.__proto__ === Person.prototype); // true
繼承
JS是基於原型的語言，跟基於類的面嚮對象語言有所不同，JS中並沒有類這個概念，有的是原型對象這個概念，原型對象作為一個模板，新對象可從原型對象中獲得屬性。那麼JS具體是怎樣繼承的呢？
在講到繼承這個話題之前，我們先來理解原型鏈這個概念。
原型鏈
構造函數，原型和實例的關係已經很清楚了。每個構造函數都有一個原型對象，原型對象都包含一個指向構造函數的指針，而實例對象都包含一個指向與原型對象的指針。這樣的關係非常好理解，但是如果我們想讓原型對象等於另一個類型的實例對象呢？那麼就會衍生出相同的關係，此時的原型對象就會含有一個指向另一個原型對象的指針，而另一個原型對象會含有一個指向另一個構造函數的指針。如果另一個原型對象又是另一個類型的實例對象呢？這樣就構成了原型鏈。文字可能有點難理解，下面用代碼舉例。
function SuperType() { this.name = "張三"; } SuperType.prototype.getSuperName = function() { return this.name; }; function SubType() { this.subname = "李四"; } SubType.prototype = new SuperType(); SubType.prototype.getSubName = function() { return this.subname; }; const instance = new SubType(); console.log(instance.getSuperName()); // 張三
上述例子中，SubType的原型對象作為 SuperType構造函數 的實例對象，此時， SubType的原型對象 就會有一個 __proto__ 屬性指向 SuperType的原型對象 ，instance作為SubType的實例對象，必然能共享SubType的原型對象的屬性，又因為 SubType的原型對象 又指向 SuperType原型對象 的屬性，因此可得，instance繼承了SuperType原型的所有屬性。
我們都知道，所有函數的默認原型都是Object的實例，所以也能得出，SuperType的默認原型必然有一個 __proto__ 指向Object.prototype。
圖中由 __proto__ 屬性組成的鏈子，就是原型鏈，原型鏈的終點就是null。
上圖可很清晰的看出原型鏈的結構，這不禁讓我想到JS的一個運算符instanceof，instanceof可用來判斷一個實例對象是否屬於一個構造函數。
A instanceof B; // true
實現原理其實就是在A的原型鏈上尋找是否有原型等於B.prototype,如果一直找到A原型鏈的頂端null，仍然找不到原型等於B.prototype，那麼就可返回false。下面手寫一個 instanceof ，這個也是很多大廠常用的手寫面試題。
function Instance(left, right) { left = left.__proto__; right = right.prototype; while (true) { if (left === null) return false; if (left === right) return true; // 繼續在left的原型鏈向上找 left = left.__propo__; } }
原型鏈繼承
上面例子中，instance繼承了SuperType原型的屬性，其繼承的原理其實就是通過原型鏈實現的。原型鏈很強大，可用來實現繼承。可是單純的原型鏈繼承也是有問題存在的。
實例屬性變成原型屬性，影響其他實例
創建子類型的實例時，不能向超類型的構造函數傳遞參數
function SuperType() { this.colorArr = ["red", "blue", "green"]; } function SubType() {} SubType.prototype = new SuperType(); const instance1 = new SubType(); instance1.colorArr.push("black"); console.log(instance1.colorArr); // ["red", "blue", "green", "black"] const instance2 = new SubType(); console.log(instance2.colorArr); // ["red", "blue", "green", "black"]
當SubType的原型作為SuperType的實例時，此時SubType的實例對象通過原型鏈繼承到colorArr屬性，當修改了其中一個實例對象從原型鏈中繼承到的原型屬性時，便會影響到其他實例。對instance1.colorArr的修改，在instance2.colorArr便能體現出來。
組合繼承
組合繼承指的是 組合原型鏈和構造函數的技術 ，通過原型鏈實現對原型屬性和方法的繼承，而通過借用構造函數實現對實例屬性的繼承。
function SuperType(name) { this.name = name; this.colors = ["red", "blue", "green"]; } SuperType.prototype.sayName = function() { console.log(this.name); }; function SubType(name, age) { // 繼承屬性，借用構造函數實現對實例屬性的繼承 SuperType.call(this, name); this.age = age; } // 繼承原型屬性及方法 SubType.prototype = new SuperType(); SubType.prototype.constructor = SubType; SubType.prototype.sayAge = function() { console.log(this.age); }; const instance1 = new SubType("gali", 18); instance1.colors.push("black"); console.log(instance1.colors); // ["red", "blue", "green", "black"] instance1.sayName(); // gali instance1.sayAge(); // 18 const instance2 = new SubType("pig", 20); console.log(instance2.colors); // ["red", "blue", "green"] instance2.sayName(); // pig instance2.sayAge(); // 20
上述例子中，借用構造函數繼承實例屬性，通過原型繼承原型屬性與方法。這樣就可讓不同的實例分別擁有自己的屬性，又可共享相同的方法。而不會像原型繼承那樣，對實例屬性的修改影響到了其他實例。組合繼承是JS最常用的繼承方式。
寄生組合式繼承
雖然說組合繼承是最常用的繼承方式，但是有沒有發現，就上面的例子中，組合繼承中調用了2次SuperType函數。回憶一下，在第一次調用SubType時。
SubType.prototype = new SuperType();
這裡調用完之後，SubType.prototype會從SuperType繼承到2個屬性：name和colors。這2個屬性存在SubType的原型中。而在第二次調用時,就是在創造實例對象時，調用了SubType構造函數，也就會再調用一次SuperType構造函數。
SuperType.call(this, name);
第二次調用之後，便會在新的實例對象上創建了實例屬性：name和colors。也就是說，這個時候，實例對象跟原型對象擁有2個同名屬性。這樣實在是浪費，效率又低。
為了解決這個問題，引入了寄生組合繼承方式。重點就在於，不需要為了定義SubType的原型而去調用SuperType構造函數，此時只需要SuperType原型的一個副本，並將其賦值給SubType的原型即可。
function InheritPrototype(subType, superType) { // 創建超類型原型的一個副本 const prototype = Object(superType.prototype); // 添加constructor屬性，因為重寫原型會失去constructor屬性 prototype.constructor = subType; subType.prototype = prototype; }
將組合繼承中的：
SubType.prototype = new SuperType(); SubType.prototype.constructor = SubType;
替換成：
InheritPrototype(SubType, SuperType);
寄生組合繼承的優點在於，只需要調用一次SuperType構造函數。避免了在SubType的原型上創建多餘的不必要的屬性。
總結
溫故而知新，再次看回《JS高級程序設計》這本書的原型與原型鏈部分，發現很多以前忽略掉的知識點。而這次回看這個知識點，並輸出了一篇文章，對我來說受益匪淺。寫文章往往不是為了寫出怎樣的文章，其實中間學習的過程才是最享受的。