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深入理解 new 操作符

和其他高级语言一样 JavaScript 也有 new 操作符,我们知道 new 可以用来实例化一个类,从而在内存中分配一个实例对象。 但在 JavaScript 中,万物皆对象,为什么还要通过 new 来产生对象? 带着这个问题,我们一步步来分析和理解 new 的一些特性:

认识 new 操作符

function Animal(name){
    this.name = name;
}
 Animal.color = "black";
 Animal.prototype.say = function(){
    console.log("I'm " + this.name);
 };
 var cat = new Animal("cat");

 console.log(
     cat.name,  //cat
     cat.height //undefined
 );
 cat.say(); //I'm cat

 console.log(
     Animal.name, //Animal
     Animal.color //back
 );
 Animal.say(); //Animal.say is not a function

代码解读如下:

  L1-3: 创建了一个函数Animal,并在其 this 上定义了属性:name,name的值是函数被执行时的形参。

  L4 : 在 Animal 对象(Animal本身是一个函数对象)上定义了一个静态属性:color,并赋值“black”

  L5-7:在 Animal 函数的原型对象 prototype 上定义了一个 say() 方法,say方法输出了 this 的 name 值。

  L8: 通过 new 关键字创建了一个新对象 cat

  L10-14: cat 对象尝试访问 name 和 color 属性,并调用 say 方法。

  L16-20: Animal 对象尝试访问 name 和 color 属性,并调用 say 方法。

剖析 new 的内部原理

 第8行代码是关键: 

var cat = new Animal("cat");

Animal 本身是一个普通函数,但当通过new来创建对象时,Animal 就是构造函数。

JS引擎执行这句代码时,在内部做了很多工作,用伪代码模拟其内部流程如下:

new Animal('cat') = {
    var obj = {};
    obj.__proto__ = Animal.prototype;
    var result = Animal.call(obj,"cat");
    return typeof result === 'object'? result : obj;
}

将上述流程分为 4 个步骤来理解:

【1】创建一个空对象 obj;

【2】把 obj 的__proto__ 指向构造函数 Animal 的原型对象 prototype,此时便建立了 obj 对象的原型链:obj->Animal.prototype->Object.prototype->null

【3】在 obj 对象的执行环境调用 Animal 函数并传递参数 “ cat ” 。 相当于 var result = obj.Animal("cat")。

         当这句执行完之后,obj 便产生了属性 name 并赋值为 "cat"。关于 call 的用法请参考:深入理解 call、apply 和 bind

【4】考察第 3 步的返回值,如果无返回值 或者 返回一个非对象值,则将 obj 作为新对象返回;否则会将 result 作为新对象返回。

根据以上过程,我们发现 cat 其实就是【4】的返回值,因此我们对 cat 对象的认知就多了一些:

  • cat 的原型链是:cat->Animal.prototype->Object.prototype->null
  • cat上新增了一个属性:name

分析完了 cat 的产生过程,我们再分析一下输出结果:

  • cat.name - 在【3】中,obj 对象就产生了 name 属性。因此 cat.name 就是这里的 obj.name
  • cat.color - cat 对象先查找自身的 color,没有找到便会沿着原型链查找,在上述例子中,我们仅在 Animal 对象上定义了 color,并没有在其原型链上定义,因此找不到。
  • cat.say -  cat会先查找自身的 say 方法,没有找到便会沿着原型链查找,在上述例子中,我们在 Animal 的 prototype 上定义了say,因此在原型链上找到了say 方法。

另外,在 say 方法中还访问 this.name,这里的 this 指的是其调用者 obj,因此输出的是 obj.name 的值。

对于Animal来说,它本身也是一个对象,因此它在访问属性和方法时也遵守上述查找规则,所以:

  • Animal.color >  " black "
  • Animal.name >  " Animal " 
  • Animal.say() >   Animal.say is not a function

需要注意的是,Animal 先查找自身的 name,找到了 name,但这个 name 并不是我们定义的 name,而是函数对象内置的属性,一般情况下,函数对象在产生时会内置 name 属性并将函数名作为赋值(仅函数对象)。

另外,Animal 在自身没有找到 say() 方法,也会沿着其原型链查找,Animal 的原型链如下所示:

 Animal 的原型链: Animal->Function.prototype->Object.prototype->null

 由于 Animal 的原型链上也没有定义 say 方法,因此返回异常提示。

探索 new 的意义

对 new 运算符有了较深入的理解之后,我们再回到开篇提到的问题:在JavaScript 中,万物皆对象,为什么还要通过 new 来产生对象?

要弄明白这个问题,我们首先要搞清楚 cat 和 Animal 的关系:

【1】cat 继承了 Animal 对象

通过上面的分析我们发现, cat 通过原型链继承了 Animal 中的部分属性,因此我们可以简单的认为:Animal 和 cat 是继承关系。

【2】cat 是 Animal 的实例

cat 是通过 new 产生的对象,那么 cat 到底是不是 Animal 的实例对象? 我们先来了解一下JS是如何来定义实例对象

A instanceof B

如果上述表达式为 true,JavaScript 认为 A 是 B 的实例对象,我们用这个方法来判断一下 cat 和 Animal 。

cat instanceof Animal; //true

从结果看,cat 确实是 Animal 实例,要想更加证实这个结果,我们再来了解一下 instanceof 的内部原理:

var L = A.__proto__;
var R = B.prototype;
if(L === R)
    return true;

如果 A 的__proto__ 等价于 B 的 prototype,就返回 true 。

在 new 的执行过程【2】中,cat 的 __proto__ 指向了Animal 的 prototype,所以 cat 和 Animal 符合 instanceof 的判断结果。

因此,通过 new 创建的 对象 和 构造函数 之间建立了一条原型链,原型链的建立,让原本孤立的对象有了依赖关系和继承能力,让JavaScript 对象能以更合适的方式来映射真实世界里的对象,这是面向对象的本质。

实战演练 

下面是一个经典例子,涉及 new 、this、以及原型链相关问题,请看代码:

function Foo(){
    getName = function(){
        console.log(1)
    }
    return this;
}
Foo.getName = function(){
    console.log(2)
}
Foo.prototype.getName = function(){
    console.log(3)
}
var getName = function(){
    console.log(4)
}
function getName(){
    console.log(5)
}
// ouput:
Foo.getName(); 
getName(); 
Foo().getName(); 
getName(); 
new Foo.getName(); 
new Foo().getName(); 
new new Foo().getName();

    

原创发布 by @一像素  2015.12

 

posted @ 2015-12-14 09:09 一像素 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏