通过原型这种机制，JavaScript 中的对象从其他对象继承功能特性；这种继承机制与经典的面向对象编程语言的继承机制不同。本文将探讨这些差别，解释原型链如何工作，并了解如何通过 prototype 属性向已有的构造器添加方法

基于原型的语言？

JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言 (prototype-based language)——每个对象拥有一个原型对象，对象以其原型为模板、从原型继承方法和属性。原型对象也可能拥有原型，并从中继承方法和属性，一层一层、以此类推。这种关系常被称为**原型链 (prototype chain)**，它解释了为何一个对象会拥有定义在其他对象中的属性和方法。

准确地说，这些属性和方法定义在Object的构造器函数(constructor functions)之上的 prototype 属性上，而非对象实例本身。

在传统的 OOP 中，首先定义“类”，此后创建对象实例时，类中定义的所有属性和方法都被复制到实例中。在 JavaScript 中并不如此复制——而是在对象实例和它的构造器之间建立一个链接（它是 __proto__ 属性，是从构造函数的 prototype 属性派生的），之后通过上溯原型链，在构造器中找到这些属性和方法。

注意: 理解对象的原型（可以通过Object.getPrototypeOf(obj)或者已被弃用的__proto__属性获得）与构造函数的prototype属性之间的区别是很重要的。前者是每个实例上都有的属性，后者是构造函数的属性。也就是说，Object.getPrototypeOf(new Foobar())和Foobar.prototype指向着同一个对象。

以上描述很抽象；让我们先看一个例子。

使用Javascript中的原型

在javascript中，函数可以有属性。每个函数都有一个特殊的属性叫作 原型（prototype） ，正如下面所展示的。请注意，下面的代码是独立的一段(在网页中没有其他代码的情况下，这段代码是安全的)。为了最好的学习体验，你最好打开一个控制台 (在Chrome和Firefox中，可以按Ctrl+Shift+I来打开)切换到”控制台” 选项卡, 复制粘贴下面的JavaScript代码，然后按回车来运行.

function doSomething(){}
console.log( doSomething.prototype );
// It does not matter how you declare the function, a
//  function in javascript will always have a default
//  prototype property.
var doSomething = function(){};
console.log( doSomething.prototype );

正如上面所看到的, doSomething 函数有一个默认的原型属性，它在控制台上面呈现了出来. 运行这段代码之后，控制台上面应该出现了类似下面这样的一个对象。

{
    constructor: ƒ doSomething(),
    __proto__: {
        constructor: ƒ Object(),
        hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
        isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
        propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
        toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
        toString: ƒ toString(),
        valueOf: ƒ valueOf()
    }
}

现在，我们可以添加一些属性到 doSomething 的原型上面，如下所示.

1
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function doSomething(){}
doSomething.prototype.foo = "bar";
console.log( doSomething.prototype );

结果：

{
    foo: "bar",
    constructor: ƒ doSomething(),
    __proto__: {
        constructor: ƒ Object(),
        hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
        isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
        propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
        toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
        toString: ƒ toString(),
        valueOf: ƒ valueOf()
    }
}

然后，我们可以使用 new 运算符来在现在的这个原型基础之上，创建一个 doSomething 的实例。正确使用 new 运算符的方法就是在正常调用函数时，在函数名的前面加上一个 new 前缀. 通过这种方法，在调用函数前加一个 new ，它就会返回一个这个函数的实例化对象. 然后，就可以在这个对象上面添加一些属性.

function doSomething(){}
doSomething.prototype.foo = "bar"; // add a property onto the prototype
var doSomeInstancing = new doSomething();
doSomeInstancing.prop = "some value"; // add a property onto the object
console.log( doSomeInstancing );

结果：

{
    prop: "some value",
    __proto__: {
        foo: "bar",
        constructor: ƒ doSomething(),
        __proto__: {
            constructor: ƒ Object(),
            hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
            isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
            propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
            toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
            toString: ƒ toString(),
            valueOf: ƒ valueOf()
        }
    }
}

就像上面看到的, doSomeInstancing 的 __proto__ 属性就是 doSomething.prototype. 但是这又有什么用呢? 好吧,当你访问 doSomeInstancing 的一个属性, 浏览器首先查找 doSomeInstancing 是否有这个属性. 如果 doSomeInstancing 没有这个属性, 然后浏览器就会在 doSomeInstancing 的 __proto__ 中查找这个属性(也就是 doSomething.prototype). 如果 doSomeInstancing 的 __proto__ 有这个属性, 那么 doSomeInstancing 的 __proto__ 上的这个属性就会被使用. 否则, 如果 doSomeInstancing 的 __proto__ 没有这个属性, 浏览器就会去查找 doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ ，看它是否有这个属性. 默认情况下, 所有函数的原型属性的 __proto__ 就是 window.Object.prototype. 所以 doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ (也就是 doSomething.prototype 的 __proto__ (也就是 Object.prototype)) 会被查找是否有这个属性. 如果没有在它里面找到这个属性, 然后就会在 doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ 的 __proto__ 里面查找. 然而这有一个问题: doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ 的 __proto__ 不存在. 最后, 原型链上面的所有的 __proto__ 都被找完了, 浏览器所有已经声明了的 __proto__ 上都不存在这个属性，然后就得出结论，这个属性是 undefined .

function doSomething(){}
doSomething.prototype.foo = "bar";
var doSomeInstancing = new doSomething();
doSomeInstancing.prop = "some value";
console.log("doSomeInstancing.prop:      " + doSomeInstancing.prop);
console.log("doSomeInstancing.foo:       " + doSomeInstancing.foo);
console.log("doSomething.prop:           " + doSomething.prop);
console.log("doSomething.foo:            " + doSomething.foo);
console.log("doSomething.prototype.prop: " + doSomething.prototype.prop);
console.log("doSomething.prototype.foo:  " + doSomething.prototype.foo);

结果:

doSomeInstancing.prop:      some value
doSomeInstancing.foo:       bar
doSomething.prop:           undefined
doSomething.foo:            undefined
doSomething.prototype.prop: undefined
doSomething.prototype.foo:  bar

理解原型对象

定义一个构造器函数：

function Person(first, last, age, gender, interests) {
  this.name = {
    'first': first,
    'last': last
  };
  this.age = age;
  this.gender = gender;
  this.interests = interests;
  this.bio = function() {
    alert(this.name.first + ' ' + this.name.last + ' is ' + this.age + ' years old. He likes ' + this.interests[0] + ' and ' + this.interests[1] + '.');
  };
  this.greeting = function() {
    alert('Hi! I\'m ' + this.name.first + '.');
  };
};

然后创建一个对象实例：

1	var person1 = new Person('Bob', 'Smith', 32, 'male', ['music', 'skiing']);

在 JavaScript 控制台输入 person1 ，你会看到，浏览器将根据这个对象的可用的成员名称进行自动补全：

在这个列表中，你可以看到定义在 person1 的原型对象、即 Person() 构造器中的成员—— name、age、gender、interests、bio、greeting。同时也有一些其他成员—— watch、valueOf 等等——这些成员定义在 Person() 构造器的原型对象、即 Object 之上。下图展示了原型链的运作机制。

那么，调用 person1 的“实际定义在 Object 上”的方法时，会发生什么？比如：

1	person1.valueOf()

这个方法仅仅返回了被调用对象的值。在这个例子中发生了如下过程：

浏览器首先检查，person1 对象是否具有可用的 valueOf() 方法。
如果没有，则浏览器检查 person1 对象的原型对象（即 Person 构造函数的 prototype 属性所指向的对象）是否具有可用的 valueof() 方法。
如果也没有，则浏览器检查 Person() 构造函数的 prototype 属性所指向的对象的原型对象（即 Object 构造函数的 prototype 属性所指向的对象）是否具有可用的 valueOf() 方法。这里有这个方法，于是该方法被调用。

注意：必须重申，原型链中的方法和属性没有被复制到其他对象——它们被访问需要通过前面所说的“原型链”的方式。

注意：没有官方的方法用于直接访问一个对象的原型对象——原型链中的“连接”被定义在一个内部属性中，在 JavaScript 语言标准中用 [[prototype]] 表示（参见 ECMAScript）。然而，大多数现代浏览器还是提供了一个名为 __proto__ （前后各有2个下划线）的属性，其包含了对象的原型。你可以尝试输入 person1.__proto__ 和 person1.__proto__.__proto__，看看代码中的原型链是什么样的！

prototype 属性：继承成员被定义的地方

那么，那些继承的属性和方法在哪儿定义呢？如果你查看 Object 参考页，会发现左侧列出许多属性和方法——大大超过我们在 person1 对象中看到的继承成员的数量。某些属性或方法被继承了，而另一些没有——为什么呢？

原因在于，继承的属性和方法是定义在 prototype 属性之上的（你可以称之为子命名空间 (sub namespace) ）——那些以 Object.prototype. 开头的属性，而非仅仅以 Object. 开头的属性。prototype 属性的值是一个对象，我们希望被原型链下游的对象继承的属性和方法，都被储存在其中。

于是 Object.prototype.watch()、Object.prototype.valueOf() 等等成员，适用于任何继承自 Object() 的对象类型，包括使用构造器创建的新的对象实例。

Object.is()、Object.keys()，以及其他不在 prototype 对象内的成员，不会被“对象实例”或“继承自 Object() 的对象类型”所继承。这些方法/属性仅能被 Object() 构造器自身使用。

你可以检查已有的 prototype 属性。回到先前的例子，在 JavaScript 控制台输入：

1	Person.prototype

输出并不多，毕竟我们没有为自定义构造器的原型定义任何成员。缺省状态下，构造器的 prototype 属性初始为空白。现在尝试：

1	Object.prototype

你会看到 Object 的 prototype 属性上定义了大量的方法；如前所示，继承自 Object 的对象都可以使用这些方法。

create()

我们曾经讲过如何用 Object.create() 方法创建新的对象实例。

例如，在上个例子的 JavaScript 控制台中输入：

1	var person2 = Object.create(person1);

create() 实际做的是从指定原型对象创建一个新的对象。这里以 person1 为原型对象创建了 person2 对象。在控制台输入：

1	person2.__proto__

结果返回对象 person1。

constructor 属性

每个实例对象都从原型中继承了一个 constructor 属性，该属性指向了用于构造此实例对象的构造函数。

例如，在控制台中尝试下面的指令：

1 2	person1.constructor person2.constructor

都将返回 Person() 构造器，因为该构造器包含这些实例的原始定义。

一个小技巧是，你可以在 constructor 属性的末尾添加一对圆括号（括号中包含所需的参数），从而用这个构造器创建另一个对象实例。毕竟构造器是一个函数，故可以通过圆括号调用；只需在前面添加 new 关键字，便能将此函数作为构造器使用。

在控制台中输入：

1	var person3 = new person1.constructor('Karen', 'Stephenson', 26, 'female', ['playing drums', 'mountain climbing']);

现在尝试访问新建对象的属性，例如：

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person3.name.first
person3.age
person3.bio()

正常工作。通常你不会去用这种方法创建新的实例；但如果你刚好因为某些原因没有原始构造器的引用，那么这种方法就很有用了。

此外，constructor 属性还有其他用途。比如，想要获得某个对象实例的构造器的名字，可以这么用：

1	instanceName.constructor.name

具体地，像这样：

1	person1.constructor.name

修改原型

从我们从下面这个例子来看一下如何修改构造器的 prototype 属性。

这段代码将为构造器的 prototype 属性添加一个新的方法：

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Person.prototype.farewell = function() {
  alert(this.name.first + ' has left the building. Bye for now!');
}

然后输入：

1	person1.farewell();

你会看到一条警告信息，其中还显示了构造器中定义的人名；这很有用。但更关键的是，整条继承链动态地更新了，任何由此构造器创建的对象实例都自动获得了这个方法。

farewell() 方法可用于 person1 对象实例——旧有对象实例的可用功能被自动更新了。这证明了先前描述的原型链模型。这种继承模型下，上游对象的方法不会复制到下游的对象实例中；下游对象本身虽然没有定义这些方法，但浏览器会通过上溯原型链、从上游对象中找到它们。这种继承模型提供了一个强大而可扩展的功能系统。

你很少看到属性定义在 prototype 属性中，因为如此定义不够灵活。比如，你可以添加一个属性：

1	Person.prototype.fullName = 'Bob Smith';

但这不够灵活，因为人们可能不叫这个名字。用 name.first 和 name.last 组成 fullName 会好很多：

1	Person.prototype.fullName = this.name.first + ' ' + this.name.last;

然而，这么做是无效的，因为本例中 this 引用全局范围，而非函数范围。访问这个属性只会得到 undefined undefined。但这个语句若放在先前定义在 prototype 上的方法中则有效，因为此时语句位于函数范围内，从而能够成功地转换为对象实例范围。你可能会在 prototype 上定义常属性 (constant property) （指那些你永远无需改变的属性），但一般来说，在构造器内定义属性更好。

事实上，一种极其常见的对象定义模式是，在构造器（函数体）中定义属性、在 prototype 属性上定义方法。如此，构造器只包含属性定义，而方法则分装在不同的代码块，代码更具可读性。例如：

// 构造器及其属性定义

function Test(a,b,c,d) {
  // 属性定义
};

// 定义第一个方法

Test.prototype.x = function () { ... }

// 定义第二个方法

Test.prototype.y = function () { ... }

// 等等……

cbw

JavaScript(八)——对象原型