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JavaScript深入之从原型到原型链 #2

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mqyqingfeng opened this Issue Apr 23, 2017 · 194 comments

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@mqyqingfeng
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mqyqingfeng commented Apr 23, 2017

构造函数创建对象

我们先使用构造函数创建一个对象:

function Person() {

}
var person = new Person();
person.name = 'Kevin';
console.log(person.name) // Kevin

在这个例子中,Person 就是一个构造函数,我们使用 new 创建了一个实例对象 person。

很简单吧,接下来进入正题:

prototype

每个函数都有一个 prototype 属性,就是我们经常在各种例子中看到的那个 prototype ,比如:

function Person() {

}
// 虽然写在注释里,但是你要注意:
// prototype是函数才会有的属性
Person.prototype.name = 'Kevin';
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
console.log(person1.name) // Kevin
console.log(person2.name) // Kevin

那这个函数的 prototype 属性到底指向的是什么呢?是这个函数的原型吗?

其实,函数的 prototype 属性指向了一个对象,这个对象正是调用该构造函数而创建的实例的原型,也就是这个例子中的 person1 和 person2 的原型。

那什么是原型呢?你可以这样理解:每一个JavaScript对象(null除外)在创建的时候就会与之关联另一个对象,这个对象就是我们所说的原型,每一个对象都会从原型"继承"属性。

让我们用一张图表示构造函数和实例原型之间的关系:

构造函数和实例原型的关系图

在这张图中我们用 Object.prototype 表示实例原型。

那么我们该怎么表示实例与实例原型,也就是 person 和 Person.prototype 之间的关系呢,这时候我们就要讲到第二个属性:

__proto__

这是每一个JavaScript对象(除了 null )都具有的一个属性,叫__proto__,这个属性会指向该对象的原型。

为了证明这一点,我们可以在火狐或者谷歌中输入:

function Person() {

}
var person = new Person();
console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true

于是我们更新下关系图:

实例与实例原型的关系图

既然实例对象和构造函数都可以指向原型,那么原型是否有属性指向构造函数或者实例呢?

constructor

指向实例倒是没有,因为一个构造函数可以生成多个实例,但是原型指向构造函数倒是有的,这就要讲到第三个属性:constructor,每个原型都有一个 constructor 属性指向关联的构造函数。

为了验证这一点,我们可以尝试:

function Person() {

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

所以再更新下关系图:

实例原型与构造函数的关系图

综上我们已经得出:

function Person() {

}

var person = new Person();

console.log(person.__proto__ == Person.prototype) // true
console.log(Person.prototype.constructor == Person) // true
// 顺便学习一个ES5的方法,可以获得对象的原型
console.log(Object.getPrototypeOf(person) === Person.prototype) // true

了解了构造函数、实例原型、和实例之间的关系,接下来我们讲讲实例和原型的关系:

实例与原型

当读取实例的属性时,如果找不到,就会查找与对象关联的原型中的属性,如果还查不到,就去找原型的原型,一直找到最顶层为止。

举个例子:

function Person() {

}

Person.prototype.name = 'Kevin';

var person = new Person();

person.name = 'Daisy';
console.log(person.name) // Daisy

delete person.name;
console.log(person.name) // Kevin

在这个例子中,我们给实例对象 person 添加了 name 属性,当我们打印 person.name 的时候,结果自然为 Daisy。

但是当我们删除了 person 的 name 属性时,读取 person.name,从 person 对象中找不到 name 属性就会从 person 的原型也就是 person.__proto__ ,也就是 Person.prototype中查找,幸运的是我们找到了 name 属性,结果为 Kevin。

但是万一还没有找到呢?原型的原型又是什么呢?

原型的原型

在前面,我们已经讲了原型也是一个对象,既然是对象,我们就可以用最原始的方式创建它,那就是:

var obj = new Object();
obj.name = 'Kevin'
console.log(obj.name) // Kevin

其实原型对象就是通过 Object 构造函数生成的,结合之前所讲,实例的 __proto__ 指向构造函数的 prototype ,所以我们再更新下关系图:

原型的原型关系图

原型链

那 Object.prototype 的原型呢?

null,我们可以打印:

console.log(Object.prototype.__proto__ === null) // true

然而 null 究竟代表了什么呢?

引用阮一峰老师的 《undefined与null的区别》 就是:

null 表示“没有对象”,即该处不应该有值。

所以 Object.prototype.__proto__ 的值为 null 跟 Object.prototype 没有原型,其实表达了一个意思。

所以查找属性的时候查到 Object.prototype 就可以停止查找了。

最后一张关系图也可以更新为:

原型链示意图

顺便还要说一下,图中由相互关联的原型组成的链状结构就是原型链,也就是蓝色的这条线。

补充

最后,补充三点大家可能不会注意的地方:

constructor

首先是 constructor 属性,我们看个例子:

function Person() {

}
var person = new Person();
console.log(person.constructor === Person); // true

当获取 person.constructor 时,其实 person 中并没有 constructor 属性,当不能读取到constructor 属性时,会从 person 的原型也就是 Person.prototype 中读取,正好原型中有该属性,所以:

person.constructor === Person.prototype.constructor

__proto__

其次是 __proto__ ,绝大部分浏览器都支持这个非标准的方法访问原型,然而它并不存在于 Person.prototype 中,实际上,它是来自于 Object.prototype ,与其说是一个属性,不如说是一个 getter/setter,当使用 obj.__proto__ 时,可以理解成返回了 Object.getPrototypeOf(obj)。

真的是继承吗?

最后是关于继承,前面我们讲到“每一个对象都会从原型‘继承’属性”,实际上,继承是一个十分具有迷惑性的说法,引用《你不知道的JavaScript》中的话,就是:

继承意味着复制操作,然而 JavaScript 默认并不会复制对象的属性,相反,JavaScript 只是在两个对象之间创建一个关联,这样,一个对象就可以通过委托访问另一个对象的属性和函数,所以与其叫继承,委托的说法反而更准确些。

下一篇文章

JavaScript深入之词法作用域和动态作用域

深入系列

JavaScript深入系列目录地址:https://github.com/mqyqingfeng/Blog

JavaScript深入系列预计写十五篇左右,旨在帮大家捋顺JavaScript底层知识,重点讲解如原型、作用域、执行上下文、变量对象、this、闭包、按值传递、call、apply、bind、new、继承等难点概念。

如果有错误或者不严谨的地方,请务必给予指正,十分感谢。如果喜欢或者有所启发,欢迎star,对作者也是一种鼓励。

@jawil

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jawil commented Apr 23, 2017

关于Function__proto__===Function.prototype的问题,
是不是可以说Function也是Function本身的一个实例呢?这个具体该怎么理解js这种设计理念呢,Function是不是既充当鸡又充当蛋呢。。。

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented Apr 23, 2017

哈哈,刚才忙着修改图片的地址去了,原来让我建issue是和我交流这个问题,我赞同贺师俊大神在知乎上的回答,看你的文章中也有引用。Function作为一个内置对象,是运行前就已经存在的东西,所以根本就不会根据自己生成自己,所以就没有什么鸡生蛋蛋生鸡,就是鸡生蛋。至于为什么Function.__proto__ === Function.prototype,我认为有两种可能:一是为了保持与其他函数一致,二是就是表明一种关系而已。
简单的说,我认为:就是先有的Function,然后实现上把原型指向了Function.prototype,但是我们不能倒过来推测因为Function.__proto__ === Function.prototype,所以Function调用了自己生成了自己。

@jawil

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jawil commented Apr 23, 2017

在这一块一直纠结...感觉这一款按照正常的思维理解总感觉是自相矛盾一样,但事实就是已经存在规定好的东西,感觉有时候在研究玄学...

@jawil

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jawil commented Apr 23, 2017

还有博主写的this那一块,一般人看着也是懵逼,我之前也一直想从ECMAScript写一下this,发现好难写,感觉自己都说服不鸟自己了,认真写一个东西,本来想写一个点,然后发现写成了一条线,最后把持不住瞎扯就扯到一个面了,自己最后都驾驭不住了,所以最后就没写,感觉写着写着自己都不懂了,别人更难看懂...蛋疼,功力不够😄

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented Apr 23, 2017

哈哈,难怪你的文章有的加了个标签叫玄学,大家都是要多看多学多交流,才能越来越看清本质。

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented Apr 23, 2017

写this这一块的时候,本来是想像很多文章那样介绍各种情形下的this指向,但是看了篇从规范解读this的文章,就再也说服不了自己去写各种情形,就决定一定要从规范介绍this才能更接近本质。刚开始看也是一脸懵逼,想着自己还要写文章嘞,没有办法,愣是跟着阅读的顺序,一节一节看规范,看到最后才终于明白了很多。去写this这篇文章时,写到最后,也是感觉有些晦涩难懂,但又不肯放弃,从各种情形去介绍,如你所说,还是功力不够的表现呐。

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented Apr 23, 2017

大家多多交流哈

@jawil

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jawil commented Apr 23, 2017

东西的本质最后都是教科书上的东西.
从现象到本质,再从本质回归到现象,感觉这样才能融会贯通,更好的为我所用.

@jDragonV

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jDragonV commented May 8, 2017

可以理解为原型是prototype,原型链是通过__proto__ 链接起来的吗

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented May 9, 2017

@jDragonV 函数的prototype属性指向原型,说prototype是原型略显不严谨,原型链通过__proto__链接起来,这个是可以的。

@zhuangyin8

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zhuangyin8 commented May 15, 2017

指向实例倒是没有,因为一个构造函数可以生成多个实例,但是原型指向构造函数倒是有的,这就要讲到第三个属性:construcotr 应该改为 constructor

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented May 15, 2017

@zhuangyin8 哈哈,感谢指正,o( ̄▽ ̄)d

@Hanxiaobo

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Hanxiaobo commented May 15, 2017

本来就对一些概念模糊,感谢博主分享,涨知识!

@jawil

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jawil commented May 15, 2017

博主下一个系类准备写写V8源码逐行解读,带你认识真实的浏览器JS引擎,欢迎期待和关注!@Hanxiaobo

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented May 15, 2017

@jawil 这个系列我很期待,一定搬板凳围观~

@shuiyihan00

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shuiyihan00 commented May 26, 2017

不错

@Zhi-Peng

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Zhi-Peng commented May 26, 2017

讲错了,理解原型链错了。

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented May 26, 2017

@Zhi-Peng 快来讲讲原型链

@wedaren

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wedaren commented May 26, 2017

加深理解。不过,“prototype是函数才会有的属性”是为了方便解释吗?

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented May 26, 2017

@wedaren 写这一句是想让大家区分 prototype 和 __proto__,prototype 是函数才会有的属性, 而__proto__ 是几乎所有对象都有的属性

@zuoyi615

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zuoyi615 commented May 26, 2017

@mqyqingfeng 看了你在掘金上 "我为什么要写深入系列?"这段感悟,深有共鸣。我是一个自学的野路子前端,JavaScript 底层概念没弄明白心里非常不踏实,不明白底层去上手做东西速度太慢了,始终有些东西有一种模糊感,不踏实。

@mqyqingfeng

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mqyqingfeng commented May 26, 2017

@zuoyi615 我也是个自学的野路子,与你共勉~

@jawil

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jawil commented May 26, 2017

野路子半吊子前端速来集合,偷偷告诉你 ,我最先是学的网管专业的😄

@zuoyi615

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zuoyi615 commented May 26, 2017

共勉

@WebForLife

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WebForLife commented Oct 13, 2018

大神,我想请问一下,person.constructor 输出 是 person.__proto__.constructor;
那person.prototype 输出的是undefined;是因为实例化对象person没有prototype属性么?
这个属性是不是也会依据原型链在 person.__proto__ 中查找呢?
是不是实例对象和实例原型都没有prototype属性,只有构造函数才有此属性?

@ZYSzys

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ZYSzys commented Oct 14, 2018

@WebForLife

那person.prototype 输出的是undefined;是因为实例化对象person没有prototype属性么?

可以这样理解,每个函数都有prototype属性,除了被bind方法返回的函数以及箭头函数,而实例化对象没有。

这个属性是不是也会依据原型链在 person.proto 中查找呢?

是的,原型链就是通过__proto__链接起来的。

是不是实例对象和实例原型都没有prototype属性,只有构造函数才有此属性?

同第一个问题

@xsfxtsxxr

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xsfxtsxxr commented Oct 18, 2018

野路子半吊子前端速来集合,偷偷告诉你 ,我最先是学的网管专业的😄

我是学网络游戏专业的,专业网游四年,毕业五年转IT,野路子妥妥的,也是感觉对原理理解的太少了,阿里的电话面试让我深受打击,决定从今天起,好好学原理。

@hewentaowx

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hewentaowx commented Oct 25, 2018

很不错的知识分享 聪明的天赋高的都在努力学习 不加把劲感觉就会被淘汰了

@heyushuo

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heyushuo commented Oct 26, 2018

本文一直讲的是Person 的prototype指向的是实例的原型, Person的prototype在高级程序设计三种说指向的是原型对象,那这个原型和原型对象可以理解为是同一个吗?

@dqrjmz

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dqrjmz commented Nov 5, 2018

博主写的很好,但是我觉得这个不是底层知识,这个应该是js语言的高级部分,还是js里的东西,底层应该是js实现,v8这些编译器那套

@dsying

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dsying commented Nov 14, 2018

关于Function__proto__===Function.prototype的问题,
是不是可以说Function也是Function本身的一个实例呢?这个具体该怎么理解js这种设计理念呢,Function是不是既充当鸡又充当蛋呢。。。

你能理解Array.proto === Function.prototype 为什么不能理解 Function.proto === Function.prototype呢?

@yanyixin

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yanyixin commented Nov 24, 2018

看完文章之后,觉得写的很不错,看完评论之后学习了更多。还要再看一遍。

@fancybaby

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fancybaby commented Dec 5, 2018

看完博主的文章学到了很多,感谢分享。前端的东西没有系统的学习过,很多原理不懂,希望能像博主一样厉害。

@SuperPoet

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SuperPoet commented Dec 10, 2018

console.log(person.constructor === Person); // true 这里应该是false

@18394482224

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18394482224 commented Dec 28, 2018

Object也有prototype

@shaoweilee

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shaoweilee commented Jan 2, 2019

规范中有:
所有内置函数和内置构造器都有作为其 [[Prototype]] 内置属性值的 Function 原型对象,它的初始值是 Function.prototype 表达式的值。
(Function是一个内置构造器,也就是说有Function.[[prototype]]===Function.prototype)
又有:关于Function.prototype,规范中定义了它就是一个函数:
Function.prototype 的初始值是标准内置 Function 的 prototype 对象 (15.3.4)。
此属性拥有特性 { [[Writable]]: false, [[Enumerable]]: false, [[Configurable]]: false }。
Function 的 prototype 对象自身是一个函数对象 ( 它的 [[Class]] 是 "Function"),调用这个函数对象时,接受任何参数并返回 undefined。

所以,Function.[[prototype]]===Function.prototype是规范规定的,我认为不用太过深究为什么有这样的对应关系。。。

@devoutDisciple

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devoutDisciple commented Jan 16, 2019

坐等博主讲一下v8引擎,小板凳围观(手动笑脸)

@liuxiumei123

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liuxiumei123 commented Jan 18, 2019

@wedaren 写这一句是想让大家区分 prototype 和 proto,prototype 是函数才会有的属性, 而__proto__ 是几乎所有对象都有的属性

有一个特例,Function.prototype也是函数,但是没有prototype属性。

@careteenL

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careteenL commented Jan 18, 2019

那请问怎么解释Object.__proto__ === Function.prototype呢?

@liuxiumei123

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liuxiumei123 commented Jan 18, 2019

那请问怎么解释Object.__proto__ === Function.prototype呢?

这是对着的,但是 typeof Function.prototype ==="function" //true,Function.prototype.prototype为undefined. 也就是说 Function.prototype是一个函数,但是它没有prototype属性。

每个函数都有prototype属性,除了被bind方法返回的函数、箭头函数、Function.prototype。

@yanguangy

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yanguangy commented Jan 21, 2019

老铁,你这图都看不了啊。

@tianyagulvke

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tianyagulvke commented Jan 21, 2019

老铁,你这图都看不了啊。

电脑上可以看见

@a87604476

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a87604476 commented Feb 4, 2019

楼主,看了《你不知道的JavaScript》上卷,但有个问题,P155中提到不建议使用Bar.prototype = new Foo(),因为担心Foo函数中有一些副作用,比如修改数据,给this添加数据属性等,认为这样会影响Bar的后代。但是在P154的Bar函数中又调用了Foo.call(this,name),这句话不是也有相同的问题吗?

@ilvseyinfu

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ilvseyinfu commented Feb 15, 2019

不错 要是可以加上ES6 Class语法糖就好了

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