JavaScript深入之从原型到原型链到继承

原型和原型链

构造函数创建对象

我们先使用构造函数创建一个对象：

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function Person() {

}
var person = new Person();
person.name = 'Kevin';
console.log(person.name) // Kevin

在这个例子中，Person 就是一个构造函数，我们使用 new 创建了一个实例对象 person。说明：能用new实例化对象的函数就是构造函数。很简单吧，接下来进入正题：

prototype

每个函数都有一个 prototype 属性，就是我们经常在各种例子中看到的那个 prototype ，比如：

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function Person() {

}
// 虽然写在注释里，但是你要注意：
// prototype是函数才会有的属性
Person.prototype.name = 'Kevin';
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
console.log(person1.name) // Kevin
console.log(person2.name) // Kevin

那这个函数的 prototype 属性到底指向的是什么呢？是这个函数的原型吗？

其实，函数的 prototype 属性指向了一个对象，这个对象正是调用该构造函数而创建的实例的原型，也就是这个例子中的 person1 和 person2 的原型。

那什么是原型呢？你可以这样理解：每一个JavaScript对象(null除外)在创建的时候就会与之关联另一个对象，这个对象就是我们所说的原型，每一个对象都会从原型"继承"属性。

让我们用一张图表示构造函数和实例原型之间的关系：

在这张图中我们用 Object.prototype 表示实例原型。

那么我们该怎么表示实例与实例原型，也就是 person 和 Person.prototype 之间的关系呢，这时候我们就要讲到第二个属性：

proto

这是每一个JavaScript对象(除了 null )都具有的一个属性，叫__proto__，这个属性会指向该对象的原型。

为了证明这一点,我们可以在火狐或者谷歌中输入：

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function Person() {

}
var person = new Person();
console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true

于是我们更新下关系图：

既然实例对象和构造函数都可以指向原型，那么原型是否有属性指向构造函数或者实例呢？

constructor

指向实例倒是没有，因为一个构造函数可以生成多个实例，但是原型指向构造函数倒是有的，这就要讲到第三个属性：constructor，每个原型都有一个 constructor 属性指向关联的构造函数。

为了验证这一点，我们可以尝试：

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function Person() {

}
console.log(Person === Person.prototype.constructor); // true

所以再更新下关系图：

综上我们已经得出：

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function Person() {

}

var person = new Person();

console.log(person.__proto__ == Person.prototype) // true
console.log(Person.prototype.constructor == Person) // true
// 顺便学习一个ES5的方法,可以获得对象的原型
console.log(Object.getPrototypeOf(person) === Person.prototype) // true

了解了构造函数、实例原型、和实例之间的关系，接下来我们讲讲实例和原型的关系：

实例与原型

当读取实例的属性时，如果找不到，就会查找与对象关联的原型中的属性，如果还查不到，就去找原型的原型，一直找到最顶层为止。

举个例子：

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function Person() {

}

Person.prototype.name = 'Kevin';

var person = new Person();

person.name = 'Daisy';
console.log(person.name) // Daisy

delete person.name;
console.log(person.name) // Kevin

在这个例子中，我们给实例对象 person 添加了 name 属性，当我们打印 person.name 的时候，结果自然为 Daisy。

但是当我们删除了 person 的 name 属性时，读取 person.name，从 person 对象中找不到 name 属性就会从 person 的原型也就是 person.__proto__ ，也就是 Person.prototype中查找，幸运的是我们找到了 name 属性，结果为 Kevin。

但是万一还没有找到呢？原型的原型又是什么呢？

原型的原型

在前面，我们已经讲了原型也是一个对象，既然是对象，我们就可以用最原始的方式创建它，那就是：

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var obj = new Object();
obj.name = 'Kevin'
console.log(obj.name) // Kevin

其实原型对象就是通过 Object 构造函数生成的，结合之前所讲，实例的 __proto__ 指向构造函数的 prototype ，所以我们再更新下关系图：

原型链

那 Object.prototype 的原型呢？null，我们可以打印：

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console.log(Object.prototype.__proto__ === null) // true

然而 null 究竟代表了什么呢？null 表示“没有对象”，即该处不应该有值。

所以 Object.prototype.__proto__ 的值为 null 跟 Object.prototype 没有原型，其实表达了一个意思。所以查找属性的时候查到 Object.prototype 就可以停止查找了。

最后一张关系图也可以更新为：

顺便还要说一下，图中由相互关联的原型组成的链状结构就是原型链，也就是蓝色的这条线。

补充

最后，补充三点大家可能不会注意的地方：

constructor
首先是 constructor 属性，我们看个例子：

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function Person() {

}
var person = new Person();
console.log(person.constructor === Person); // true

当获取 person.constructor 时，其实 person 中并没有 constructor 属性,当不能读取到constructor 属性时，会从 person 的原型也就是 Person.prototype 中读取，正好原型中有该属性，所以：

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person.constructor === Person.prototype.constructor

proto
其次是 __proto__ ，绝大部分浏览器都支持这个非标准的方法访问原型，然而它并不存在于 Person.prototype 中，实际上，它是来自于 Object.prototype ，与其说是一个属性，不如说是一个 getter/setter，当使用 obj.__proto__ 时，可以理解成返回了 Object.getPrototypeOf(obj)。

真的是继承吗？
最后是关于继承，前面我们讲到“每一个对象都会从原型‘继承’属性”，实际上，继承是一个十分具有迷惑性的说法，引用《你不知道的JavaScript》中的话，就是：

继承意味着复制操作，然而 JavaScript 默认并不会复制对象的属性，相反，JavaScript 只是在两个对象之间创建一个关联，这样，一个对象就可以通过委托访问另一个对象的属性和函数，所以与其叫继承，委托的说法反而更准确些。

继承

原型链继承

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function Parent () {
    this.name = 'kevin';
}

Parent.prototype.getName = function () {
    console.log(this.name);
}

function Child () {

}

Child.prototype = new Parent();

var child1 = new Child();

console.log(child1.getName()) // kevin

画个图表示一下：

问题：
1.引用类型的属性被所有实例共享，举个例子：

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function Parent () {
    this.names = ['kevin', 'daisy'];
}

function Child () {

}

Child.prototype = new Parent();

var child1 = new Child();

child1.names.push('yayu');

console.log(child1.names); // ["kevin", "daisy", "yayu"]

var child2 = new Child();

console.log(child2.names); // ["kevin", "daisy", "yayu"]

2.在创建 Child 的实例时，不能向Parent传参

借用构造函数(经典继承)

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function Parent () {
    this.names = ['kevin', 'daisy'];
}

function Child () {
    Parent.call(this);
}

var child1 = new Child();

child1.names.push('yayu');

console.log(child1.names); // ["kevin", "daisy", "yayu"]

var child2 = new Child();

console.log(child2.names); // ["kevin", "daisy"]

再来一张图：

优点：

  1. 避免了引用类型的属性被所有实例共享
  2. 可以在 Child 中向 Parent 传参

举个例子：

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function Parent (name) {
    this.name = name;
}

function Child (name) {
    Parent.call(this, name);
}

var child1 = new Child('kevin');

console.log(child1.name); // kevin

var child2 = new Child('daisy');

console.log(child2.name); // daisy

缺点：
方法都在构造函数中定义，每次创建实例都会创建一遍方法。

组合继承

原型链继承和经典继承双剑合璧。

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function Parent (name) {
    this.name = name;
    this.colors = ['red', 'blue', 'green'];
}

Parent.prototype.getName = function () {
    console.log(this.name)
}

function Child (name, age) {

    Parent.call(this, name);
    
    this.age = age;

}

Child.prototype = new Parent();
Child.prototype.constructor = Child;

var child1 = new Child('kevin', '18');

child1.colors.push('black');

console.log(child1.name); // kevin
console.log(child1.age); // 18
console.log(child1.colors); // ["red", "blue", "green", "black"]

var child2 = new Child('daisy', '20');

console.log(child2.name); // daisy
console.log(child2.age); // 20
console.log(child2.colors); // ["red", "blue", "green"]

再来一张图：

组合继承最大的缺点是会调用两次父构造函数。

一次是设置子类型实例的原型的时候：

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Child.prototype = new Parent();

一次在创建子类型实例的时候：

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var child1 = new Child('kevin', '18');

回想下 new 的模拟实现，其实在这句中，我们会执行：

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Parent.call(this, name);

在这里，我们又会调用了一次 Parent 构造函数。

所以，在这个例子中，如果我们打印 child1 对象，我们会发现 Child.prototype 和 child1 都有一个属性为colors，属性值为['red', 'blue', 'green']。

那么我们该如何精益求精，避免这一次重复调用呢？

如果我们不使用 Child.prototype = new Parent() ，而是间接的让 Child.prototype 访问到 Parent.prototype 呢？

原型式继承

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function createObj(o) {
    function F(){}
    F.prototype = o;
    return new F();
}

就是 ES5 Object.create 的模拟实现，将传入的对象作为创建的对象的原型。

缺点：
包含引用类型的属性值始终都会共享相应的值，这点跟原型链继承一样。

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var person = {
    name: 'kevin',
    friends: ['daisy', 'kelly']
}

var person1 = createObj(person);
var person2 = createObj(person);

person1.name = 'person1';
console.log(person2.name); // kevin

person1.firends.push('taylor');
console.log(person2.friends); // ["daisy", "kelly", "taylor"]

再来一张图：

注意：修改person1.name的值，person2.name的值并未发生改变，并不是因为person1和person2有独立的 name 值，而是因为person1.name = 'person1'，给person1添加了 name 值，并非修改了原型上的 name 值。

寄生式继承

创建一个仅用于封装继承过程的函数，该函数在内部以某种形式来做增强对象，最后返回对象。

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function createObj (o) {
    var clone = Object.create(o);
    clone.sayName = function () {
        console.log('hi');
    }
    return clone;
}

缺点：跟借用构造函数模式一样，每次创建对象都会创建一遍方法。

寄生组合式继承

预备了上面这俩方法，就是为了引出寄生组合式继承，从而克服组合继承。
看看如何实现：

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function Parent (name) {
    this.name = name;
    this.colors = ['red', 'blue', 'green'];
}

Parent.prototype.getName = function () {
    console.log(this.name)
}

function Child (name, age) {
    Parent.call(this, name);
    this.age = age;
}

// 关键的三步
var F = function () {};

F.prototype = Parent.prototype;

Child.prototype = new F();


var child1 = new Child('kevin', '18');

console.log(child1);

再来一张图：

最后我们封装一下这个继承方法：

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function object(o) {
    function F() {}
    F.prototype = o;
    return new F();
}

function prototype(child, parent) {
    var prototype = object(parent.prototype);
    prototype.constructor = child;
    child.prototype = prototype;
}

// 当我们使用的时候：
prototype(Child, Parent);

最后来一张图：

引用《JavaScript高级程序设计》中对寄生组合式继承的夸赞就是：
这种方式的高效率体现它只调用了一次 Parent 构造函数，并且因此避免了在 Parent.prototype 上面创建不必要的、多余的属性。与此同时，原型链还能保持不变；因此，还能够正常使用 instanceof 和 isPrototypeOf。开发人员普遍认为寄生组合式继承是引用类型最理想的继承范式。

总结

原型和原型链以及继承就先介绍这么多，后续如果有写错的地方还待检查和修改:D