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JavaScript原型链prototype

2010-01-13

javascript 是一种基于原型的编程 (prototype based programming) 的语言, 而与我们通常的基于类编程 (class based programming) 有很大的区别,我列举重要的几点如下:

  1. 函数是first class object,也就是说函数与对象具有相同的语言地位
  2. 没有类,只有对象
  3. 函数也是一种对象,所谓的函数对象
  4. 对象是按引用来传递的

那么这种 prototype based programming 的语言如何实现继承呢(OO的一大基本要素), 这也便是 prototype 的由来。

看下面的代码片断:

function foo(a, b, c)
{
	return a*b*c;
}

alert(foo.length);
alert(typeof foo.constructor);
alert(typeof foo.call);
alert(typeof foo.apply);
alert(typeof foo.prototype);  

对于上面的代码,用浏览器运行后你会发现:

  1. length: 提供的是函数的参数个数
  2. prototype: 是一个object
  3. 其它三个都是function

而对于任何一个函数的声明,它都将会具有上面所述的5个property(方法或者属性)。

下面我们主要看下prototype。

// prototype
function Person(name, gender)
{
	this.name = name;
	this.gender = gender;
	this.whoAreYou = function()
    {//这个也是所谓的closure, 内部函数可以访问外部函数的变量
	var res = "I'm " + this.name + " and I'm a " + this.gender +".";
	return res;
	};
}

// 那么在由Person创建的对象便具有了下面的几个属性
Person.prototype.age = 24;
Person.prototype.getAge = function()
{
	return this.age;
};
flag = true;
if (flag)
{
	var fun = new Person("Tower", "male");
	alert(fun.name);
	alert(fun.gender);
	alert(fun.whoAreYou());
	alert(fun.getAge());
}

Person.prototype.salary = 10000;
Person.prototype.getSalary = function()
{
	return this.name + " can earn about " + this.salary + "RMB each month." ;
};

// 下面就是最神奇的地方, 我们改变了Person的prototype,而这个改变是在创建fun之后
// 而这个改变使得fun也具有了相同的属性和方法
// 继承的意味即此
if (flag)
{
	alert(fun.getSalary());
	alert(fun.constructor.prototype.age);//而这个相当于你直接调用 Person.prototype.age
	alert(Person.prototype.age);
}  

从上面的示例中我们可以发现,对于prototype的方法或者属性,我们可以动态地增加, 而由其创建的对象自动会继承相关的方法和属性。

另外,每个对象都有一个 constructor 属性,用于指向创建其的函数对象,如上例中的 fun.constructor 指向的就是 Person。

那么一个疑问就自然产生了, 函数对象中自身声明的方法和属性与prototype声明的对象有什么差别?

有下面几个差别:

  1. 自身声明的方法和属性是静态的,也就是说你在声明后,试图再去增加新的方法或者修改已有的方法,并不会对由其创建的对象产生影响,也即继承失败。
  2. 而prototype可以动态地增加新的方法或者修改已有的方法,从而是动态的一旦父函数对象声明了相关的prototype属性,由其创建的对象会自动继承这些prototype的属性。

继续上面的例子:

flag = true;
// 函数内部声明的方法是静态的,无法传递的
Person.school = "ISCAS";
Person.whoAreYou = function(){
return "zhutao";
};//动态更改声明期的方法,并不会影响由其创建的对象的方法, 即所谓的静态
if (flag)
{
	alert(Person.school);
	alert(fun.school);//输出的是 "undefined"
	alert(Person.whoAreYou()); //输出 zhutao
	alert(fun.whoAreYou()); // I'm Tower and I'm a male.
}
Person.prototype.getSalary = function(){
return "I can earn 1000000 USD";
};
if (flag)
{
	alert(fun.getSalary());//已经继承了改变, 即所谓的动态
}  

既然有函数对象本身的属性,也有prototype的属性,那么是由其创建的对象是如何搜索相应的属性的呢?

基本是按照下面的流程和顺序来进行。

  1. 先去搜索函数对象本身的属性,如果找到立即执行
  2. 如果1没有找到,则会去搜索prototype属性,有2种结果,找到则直接执行,否则继续搜索父对象的父对象的prototype,直至找到,或者到达 prototype chain 的结尾(结尾会是Object对象)

上面也回答如果函数对象本身的属性与prototype属性相同(重名)时的解决方式,函数本身的对象优先。

再看一个多重prototype链的例子:

// 多重prototype链的例子
function Employee(name)
{
	this.name = "";
	this.dept = "general";
	this.gender = "unknown";
}
function WorkerBee()
{
	this.projects = [];
	this.hasCar = false;
}
WorkerBee.prototype = new Employee; // 第一层prototype链
function Engineer()
{
	this.dept = "engineer"; //覆盖了 "父对象"
	this.language = "javascript";
}
Engineer.prototype = new WorkerBee; // 第二层prototype链
var jay = new Engineer("Jay");
if (flag)
{
	alert(jay.dept);    //engineer, 找到的是自己的属性
	alert(jay.hasCar);  // false, 搜索到的是自己上一层的属性
	alert(jay.gender);  // unknown, 搜索到的是自己上二层的属性
}  

上面这个示例的对象关系如下:

javascript 的prototype给语言本身增加了很强的灵活性,但与 class based programming 相比整个思维逻辑还是有很大的不同,所以需要更多地思考和揣摩。

而javascript是披着c语言外衣的函数式语言的理解自然也需要更多地思考。

window.onload = function()
{   
	/*  
	每个对象实例都有个属性成员用于指向到它的instanceof 对象(暂称为父对象)的原型(prototype)  
	我们把这种层层指向父原型的关系称为[原型链 prototype chian]  
	原型也具有父原型,因为它往往也是一个对象实例,除非我们人为地去改变它  

	在JavaScript中,"一切都是对象,函数是第一型。"  
	Function和Object都是函数的实例。  
	Function的父原型指向到Function的原型,Function.prototype的父原型是Object的原型  
	Object的父原型也指向到Function的原型,Object.prototype是所有父原型的顶层  

	在spiderMonkey引擎中,父原型可以通过 __proto__ 进行访问  
  
	大家在看的时候最后能反复的读几篇,能加深理解,尤其是原型,父原型,还有原型链的意思.  
           
	*  prototype  访问的是原型  
	*  __proto__  访问的父原型  
	*  instanceof 原型链的父类     
	*/   
	Function.prototype.hi = function(){alert('hi Function');}   
	Object.prototype.hi = function(){alert('hi Object');}   
       
	var a = function()
    {   
		this.txt = 'a';   
	};   
  
	a.prototype = {   
		say:function(){alert('a');}   
	};   
        
	alert(a instanceof Function);//a是Function的实例;   
	alert(a.__proto__ === Function.prototype);   
	
    //a的父原型指向到Function的原型;   
	//a.__proto__父原型 Function   
	//Function.prototype 父原型 Function   
	alert(Function instanceof Object);   
	
    //Function是Object的实例;   
	alert(Function.__proto__ === Function.prototype);   
   
	//Function的父原型指向到Function的原型;   
	alert(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype);   
    
	//Function的原型的父原型指向到Object的原型   
	alert(Object.__proto__ === Function.prototype);   
    
	//Object的父原型指向到Function的原型;   
	alert(Object.prototype.__proto__);   

	//Object的原型是所有父原型的顶端,它不再具有父原型,所以结果为null;       
	alert(a.prototype instanceof Object);   

	//a的原型也是一个对象   
	alert(a.prototype.__proto__ === Object.prototype);   

	//a的原型的父原型指向Object的原型   
};   

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