深入了解JavaScript中基于原型(prototype)的继承机制


原型

前言

继承是面向对象编程中相当重要的一个概念,它对帮助代码复用起到了很大的作用。

正文

Brendan Eich在创建JavaScript时,没有选择当时最流行的类继承机制,而是借鉴Self,用到了基于原型(prototype)的继承机制,这导致了JavaScript在继承机制方面与Java、C++等基于类继承机制的语言有着显著的区别。

其具体在于—C++的多重继承、Java的继承和接口实现中都包含""的概念,它们倾向于在创建对象之前[1]已经规定了对象需要继承的类和实现的接口,并且使用类与类之间的继承方式

而在JavaScript中没有""的概念,在对象之后所继承的对象也是可以发生动态变化的,并且使用的是对象与对象之间的继承方式

如果将JavaScript中由string,number,bigint,boolean,null,undefined,symbol组成的基础类型与其对应的值都按下不表,余下的引用类型与其对应的值将都存在着__proto__[2]属性,指向继承的原型对象[3]

__proto__存在于每个对象中不同,prototype属性只存在于函数中,在默认的的情况下所有对象的__proto__属性的值与其构造函数下的prototype属性的值是一致的。

let obj = new Object();
obj.constructor === Object;//true
//obj的__proto__属性的值与obj的构造函数的prototype属性的值指向同一块堆内存
obj.__proto__ === obj.constructor.prototype;//true
obj.__proto__ === Object.prototype;//true

所有函数的构造函数都指向Function:

Object.constructor === Function;//true
//Object的__proto__属性的值与Object的构造函数的prototype属性的值指向同一块堆内存
Object.__proto__ === Object.constructor.prototype;//true
Object.__proto__ === Function.prototype;//true

Function.constructor === Function;//true
//Function的__proto__属性的值与Function的构造函数的prototype属性的值指向同一块堆内存
Function.__proto__ === Function.constructor.prototype;//true
Function.__proto__ === Function.prototype;//true

Function的prototype属性的原型指向Object.prototype:

Object.prototype === Function.prototype.__proto__;//true

不单单是 Function 的prototype属性的原型指向 Object.prototype ,几乎所有的函数[4]的prototype属性的原型指向 Object.prototype ,从V8的测试代码中可见一斑:

最后,位于原型顶点的是Object.prototype.__proto__,它指向 null:

Object.prototype.__proto__ === null;//true
Object.prototype.constructor === Object;//true

根据以上逻辑画的原型指向图:

为了加深理解,我将再定义一个构造函数:

function Person(){
	
}
Person.constructor === Function;//true
Person.__proto__ === Person.constructor.prototype;//true
Person.__proto__ === Function.prototype;//true


通过新定义的构造函数创建对象:

let person = new Person();
person.constructor === Person;//true
person.__proto__ === person.constructor.prototype;//true
person.__proto__ === Person.prototype;//true


根据以上逻辑画的最终的原型指向图:

结尾

了解JavaScript中基于原型(prototype)的继承机制的重点在于捋清楚Object与Function的__proto__、constructor、prototype属性的指向关系,再进一步了解Object和Function各自对应的值以及通过Function对应的值创建出来的对象的__proto__、constructor、prototype属性的指向关系,就大功告成了。
听起来可能有一点点绕,最好是动手画一下图,以后忘记的时候看一下自己画的图就又想起来了。
最后,本人才疏学浅,如有错误之处,还望各位不理赐教。

  1. 这里的措辞最初为程序运行之前,后联想到hotswap,特意改为对象创建后。 ↩︎

  2. 虽然__proto__已经被不推荐使用,但是为了更直观,我在此文中获取对象原型的方法都将通过对象的__proto__属性,还望悉知。 ↩︎

  3. Object.prototype继承的原型指向null。 ↩︎

  4. bind、apply和call没有prototype属性。 ↩︎

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