深入理解JS中的对象(一):原型、原型链和构造函数

目录

  • 一切皆是对象吗?
  • 对象
    • 原型与原型链
    • 构造函数
  • 参考

1.一切皆是对象吗?

首先,“在 JavaScript 中,一切皆是对象”这种表述是不完全正确的。

JavaScript 的数据类型分为两类:原始值类型和对象(Object类型)。

原始值类型(ES5):

  • undefined
  • null - typeof null 的值为"object",是因为 ES5 规范规定:对于 null 值的 typeof 字符串值返回"object"
  • true/false - 布尔值
  • number
  • string
var a = undefined
var b = null
var c = true
var d = 1
var e = "abc"

这些值是在底层上直接实现的,它们不是object,所以没有原型(__proto__),没有构造函数(constructor)。

但我们再实践过程中,会发现虽然字符串,布尔值和数字是原始值类型,但却表现得有点像对象。

以字符串为例:

字符串原始值类型

在上图中,可以看到定义了一个值为"abc"的字符串变量 e,访问其 _proto_ 和 constructor 属性,发现其居然有值?不是说原始值类型没有原型和构造函数,这是怎么回事呢?

原来原始值类型(布尔值、数字、字符串)有其对应的包装器对象:Boolean(布尔对象)、Number(数字对象)、String(字符串对象),在这些原始值类型上尝试调用属性或方法(比如 constructor 等)时,JS会自动进行 Auto-Boxing(临时包装)的过程,首先将其转换为临时包装器对象,再访问其上的属性或方法,而不会影响原始值类型的属性。

这也能解释为什么我们直接对原始值类型变量(布尔值、数字、字符串)添加了一些属性,再次访问依旧为 undefined,因为我们访问属性操作的是临时包装器对象,不会影响基本原始值类型本身。如下图:

临时包装器对象

而原始值类型(null 与 undefined)没有对应的包装器对象,所以在其上尝试访问任何属性或方法都会报错。如下图:

null 与 undefined 没有包装器对象


2.对象

在JS中,Object 是一个属性的集合,并且拥有一个单独的原型对象 [prototype object] (其可以是一个 object 或 null 值)。

在浏览器或 Node.js 中,可以通过 _proto_ 属性访问这个原型对象, _proto_ 被称为该对象的原型,但为了和函数的原型属性(prototype)区分,一般称其为隐式原型。

var position = {
  x: 10,
  y: 20,
  z: 30,
}

上面的代码中,对象与隐式原型的关系如下图:

对象与隐式原型的关系


(1)原型与原型链

在JS中,对象的继承关系是通过隐式原型(__proto__)来实现的。对象的隐式原型在对象创建时由对象的构造函数自动关联,也可以通过修改隐式原型,更改对象的继承关系。

由 Object 构造函数创建的对象,其隐式原型指向 Object.prototype。而 Object.prototype 对象的隐式原型的值默认为 nulll。

代码示例:

// x, y, z 的隐式原型 __proto__ 默认都指向 Object.prototype
var x = {
    a: 10,
}
var y = {
    a: 20,
    b: 30,
}
var z = {
    a: 40,
    b: 50,
    c: 60,
}
  
// 设置 x 的隐式原型为 y
// 设置 y 的隐式原型为 z
x.__proto__ = y
y.__proto__ = z
  
console.log(x.a)  // 10 - 来自 x 自身的属性
console.log(x.b)  // 30 - 来自 y 的属性
console.log(x.c)  // 60 - 来自 z 的属性

// 修改 y 的属性 b 的值
y.b = 70

console.log(x.b)  // 70 - 来自 y 的属性

// 移除 z 的属性 c
delete z.c

console.log(x.c)  // undefined - 沿着隐式原型一级一级往上找,没有找到该属性

从上述代码,我们可以看到,当访问一个对象的属性时,会优先在这个对象的属性中查找是否存在所要访问的属性,若存在,则获取成功,停止查找;若没有找到该属性,则会继续去查找该对象的隐式原型中是否存在,若存在,则获取成功,停止查找;若还是没有查找到,将继续再往上一级的隐式原型中查找,直到找到则返回找到的属性值 或 直到遇到隐式原型值为 null 则返回 undefined。

这种由原型相互关联(指向)的关系就形成了所谓的原型链,而对象的属性或方法的查找就是沿着原型链顺序进行查找的。

上述代码示例中的原型链关系如下图:

代码示例中的原型链关系


(2)构造函数

首先要明白,函数也是一个特殊的对象,除了和其他对象一样有 _proto_ 属性外,还有自己特有的属性——显示原型(prototype),这个属性指向一个对象,其用途就是包含所有实例共享的属性和方法。显示原型对象也有一个 constructor 属性,这个属性指向原构造函数。

而所谓构造函数,就是提供一个生成对象的模板,并描述对象的基本结构的函数。一个构造函数,可以生成多个对象,每个对象都有相同的结构。而JS中所有函数(除了箭头函数)都可以当做构造函数。

一个对象由构造函数创建时,其隐式原型(__proto__)指向构造该对象的构造函数(constructor)的显示原型(prototype),这保证了实例能够访问在构造函数原型中定义的属性和方法。

代码示例:

// 构造函数 C
function C(x) {
    this.x = x
}

// 继承属性 y
C.prototype.y = 30

// new 两个对象实例a、b
var a = new C(10)
var b = new C(20)

console.log(a.x) // 10
console.log(a.y) // 30
console.log(b.x) // 20
console.log(b.y) // 30

// 对象实例 a、b 的隐式原型(__proto__)指向构造该对象的构造函数 C 的显示原型(prototype)
console.log(a.__proto__ === C.prototype) // true
console.log(b.__proto__ === C.prototype) // true

// 构造函数的显示原型(prototype)的 constructor 属性指向原构造函数
console.log(C === C.prototype.constructor) // true

// 构造函数 C、Function 与 Object 的隐式原型(__proto__)指向构造该对象的构造函数 Function 的显示原型(prototype)
console.log(C.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(Function.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(Object.__proto__ === Function.prototype) // true

// C.prototype 与 Function.prototype 的隐式原型(__proto__)指向构造该对象的构造函数 Object 的显示原型(prototype)
console.log(C.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true

// Object.prototype 的隐式原型(__proto__)等于 null
console.log(Object.prototype.__proto__ === null) // true

上述代码示例中的完整原型链关系如下图:

代码示例中的完整原型链关系

从上图我们可以总结:

  1. 所有的(隐式)原型链的最末端最终都会指向 null(JS不允许有循环原型链,避免死循环)

  2. 所有(非继承的)函数默认都是由 Function 构造函数创建,即所有(非继承的)函数的隐式原型(__proto__)都指向 Function.prototype。

  3. 所有对象默认都继承自Object对象,即默认情况下,所有对象的(隐式)原型链的末端都指向 Object.prototype。

注:所谓默认情况,即没有手动修改原型链关系。


3.参考

JS中一切都是对象吗?看这一篇就知道了

js中__proto__和prototype的区别和关系?

深入理解JavaScript系列(10):JavaScript核心(晋级高手必读篇)

深入理解JavaScript系列(18):面向对象编程之ECMAScript实现(推荐)

posted @ 2020-05-11 07:36  forcheng  阅读(...)  评论(...编辑  收藏