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JavaScript探秘：强大的原型和原型链

2013-01-21 20:42 369 查看
JavaScript 不包含传统的类继承模型，而是使用 prototypal 原型模型。虽然这经常被当作是 JavaScript 的缺点被提及，其实基于原型的继承模型比传统的类继承还要强大。实现传统的类继承模型是很简单，但是实现 JavaScript 中的原型继承则要困难的多。

由于 JavaScript 是唯一一个被广泛使用的基于原型继承的语言，所以理解两种继承模式的差异是需要一定时间的，今天我们就来了解一下原型和原型链。


原型

10年前，我刚学习JavaScript的时候，一般都是用如下方式来写代码：

01
var
decimalDigits
= 2,
02
tax
= 5;
03
04
function
 
add(x,
y) {
05
return
 
x
+ y;
06
}
07
08
function
 
subtract(x,
y) {
09
return
 
x
- y;
10
}
11
12
//alert(add(1,
3));
通过执行各个function来得到结果，学习了原型之后，我们可以使用如下方式来美化一下代码。

原型使用方式1
在使用原型之前，我们需要先将代码做一下小修改：

1
var
 
Calculator
=
function
 
(decimalDigits,
tax) {
2
this
.decimalDigits
= decimalDigits;
3
this
.tax
= tax;
4
};
然后，通过给Calculator对象的prototype属性赋值对象字面量来设定Calculator对象的原型。

01
Calculator.prototype
= {
02
add:
function
 
(x,
y) {
03
return
 
x
+ y;
04
},
05
06
subtract:
function
 
(x,
y) {
07
return
 
x
- y;
08
}
09
};
10
//alert((new
Calculator()).add(1, 3));
这样，我们就可以new Calculator对象以后，就可以调用add方法来计算结果了。

原型使用方式2
第二种方式是，在赋值原型prototype的时候使用function立即执行的表达式来赋值，即如下格式：

1
Calculator.prototype
=
function
 
()
{ } ();
它的好处在前面的帖子里已经知道了，就是可以封装私有的function，通过return的形式暴露出简单的使用名称，以达到public/private的效果，修改后的代码如下：

01
Calculator.prototype
=
function
 
()
{
02
add
=
function
 
(x,
y) {
03
return
 
x
+ y;
04
},
05
06
subtract
=
function
 
(x,
y) {
07
return
 
x
- y;
08
}
09
return
 
{
10
add:
add,
11
subtract:
subtract
12
}
13
}
();
14
15
//alert((new
Calculator()).add(11, 3));
同样的方式，我们可以new Calculator对象以后调用add方法来计算结果了。

分步声明
上述使用原型的时候，有一个限制就是一次性设置了原型对象，我们再来说一下如何分来设置原型的每个属性吧。

01
var
 
BaseCalculator
=
function
 
()
{
02
//为每个实例都声明一个小数位数
03
this
.decimalDigits
= 2;
04
};
05
 
06
//使用原型给BaseCalculator扩展2个对象方法
07
BaseCalculator.prototype.add
=
function
 
(x,
y) {
08
return
 
x
+ y;
09
};
10
11
BaseCalculator.prototype.subtract
=
function
 
(x,
y) {
12
return
 
x
- y;
13
};
首先，声明了一个BaseCalculator对象，构造函数里会初始化一个小数位数的属性decimalDigits，然后通过原型属性设置2个function，分别是add(x,y)和subtract(x,y)，当然你也可以使用前面提到的2种方式的任何一种，我们的主要目的是看如何将BaseCalculator对象设置到真正的Calculator的原型上。

01
var
 
BaseCalculator
=
function
()
{
02
this
.decimalDigits
= 2;
03
};
04
05
BaseCalculator.prototype
= {
06
add:
function
(x,
y) {
07
return
 
x
+ y;
08
},
09
subtract:
function
(x,
y) {
10
return
 
x
- y;
11
}
12
};
创建完上述代码以后，我们来开始：

1
var
 
Calculator
=
function
 
()
{
2
//为每个实例都声明一个税收数字
3
this
.tax
= 5;
4
};
5
 
6
Calculator.prototype
=
new
 
BaseCalculator();
我们可以看到Calculator的原型是指向到BaseCalculator的一个实例上，目的是让Calculator集成它的add(x,y)和subtract(x,y)这2个function，还有一点要说的是，由于它的原型是BaseCalculator的一个实例，所以不管你创建多少个Calculator对象实例，他们的原型指向的都是同一个实例。

1
var
 
calc
=
new
 
Calculator();
2
alert(calc.add(1,
1));
3
//BaseCalculator
里声明的decimalDigits属性，在 Calculator里是可以访问到的
4
alert(calc.decimalDigits);
上面的代码，运行以后，我们可以看到因为Calculator的原型是指向BaseCalculator的实例上的，所以可以访问他的decimalDigits属性值，那如果我不想让Calculator访问BaseCalculator的构造函数里声明的属性值，那怎么办呢？这么办：

1
var
 
Calculator
=
function
 
()
{
2
this
.tax=
5;
3
};
4
5
Calculator.prototype
=BaseCalculator.prototype;
通过将BaseCalculator的原型赋给Calculator的原型，这样你在Calculator的实例上就访问不到那个decimalDigits值了，如果你访问如下代码，那将会提升出错。

1
var
 
calc
=
new
 
Calculator();
2
alert(calc.add(1,
1));
3
alert(calc.decimalDigits);

重写原型
在使用第三方JS类库的时候，往往有时候他们定义的原型方法是不能满足我们的需要，但是又离不开这个类库，所以这时候我们就需要重写他们的原型中的一个或者多个属性或function，我们可以通过继续声明的同样的add代码的形式来达到覆盖重写前面的add功能，代码如下：

1
//覆盖前面Calculator的add()
function
2
Calculator.prototype.add
=
function
 
(x,
y) {
3
return
 
x
+ y +
this
.tax;
4
};
5
6
var
 
calc
=
new
 
Calculator();
7
alert(calc.add(1,
1));
这样，我们计算得出的结果就比原来多出了一个tax的值，但是有一点需要注意：那就是重写的代码需要放在最后，这样才能覆盖前面的代码。

原型链
在将原型链之前，我们先上一段代码：

01
function
 
Foo()
{
02
this
.value
= 42;
03
}
04
Foo.prototype
= {
05
method:
function
()
{}
06
};
07
08
function
 
Bar()
{}
09
10
//
设置Bar的prototype属性为Foo的实例对象
11
Bar.prototype
=
new
 
Foo();
12
Bar.prototype.foo
=
'Hello
World'
;
13
14
//
修正Bar.prototype.constructor为Bar本身
15
Bar.prototype.constructor
= Bar;
16
17
var
 
test
=
new
 
Bar()
//
创建Bar的一个新实例
18
19
//
原型链
20
test
[Bar的实例]
21
Bar.prototype
[Foo的实例]
22
{
foo:
'Hello
World'
 
}
23
Foo.prototype
24
{method:
...};
25
Object.prototype
26
{toString:
...
/*
etc. */
};
上面的例子中，test 对象从 Bar.prototype 和 Foo.prototype 继承下来；因此，它能访问 Foo 的原型方法 method。同时，它也能够访问那个定义在原型上的 Foo 实例属性 value。需要注意的是 new Bar()不会创造出一个新的 Foo 实例，而是重复使用它原型上的那个实例；因此，所有的 Bar 实例都会共享相同的 value 属性。

属性查找
当查找一个对象的属性时，JavaScript 会向上遍历原型链，直到找到给定名称的属性为止，到查找到达原型链的顶部 - 也就是 Object.prototype - 但是仍然没有找到指定的属性，就会返回 undefined，我们来看一个例子：

01
function
 
foo()
{
02
this
.add
=
function
 
(x,
y) {
03
return
 
x
+ y;
04
}
05
}
06
07
foo.prototype.add
=
function
 
(x,
y) {
08
return
 
x
+ y +10;
09
}
10
11
Object.prototype.subtract
=
function
 
(x,
y) {
12
return
 
x
- y;
13
}
14
15
var
 
f
=
new
 
foo();
16
alert(f.add(1,
2));
//结果是3，而不是13
17
alert(f.subtract(1,
2));
//结果是-1
通过代码运行，我们发现subtract是安装我们所说的向上查找来得到结果的，但是add方式有点小不同，这也是我想强调的，就是属性在查找的时候是先查找自身的属性，如果没有再查找原型，再没有，再往上走，一直插到Object的原型上，所以在某种层面上说，用 for in语句遍历属性的时候，效率也是个问题。

还有一点我们需要注意的是，我们可以赋值任何类型的对象到原型上，但是不能赋值原子类型的值，比如如下代码是无效的：

1
function
 
Foo()
{}
2
Foo.prototype
= 1;
//
无效

hasOwnProperty函数
hasOwnProperty是Object.prototype的一个方法，它可是个好东西，他能判断一个对象是否包含自定义属性而不是原型链上的属性，因为hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一个处理属性但是不查找原型链的函数。

1
//
修改Object.prototype
2
Object.prototype.bar
= 1;
3
var
 
foo
= {goo: undefined};
4
5
foo.bar;
//
1
6
'bar'
 
in
 
foo;
//
true
7
8
foo.hasOwnProperty(
'bar'
);
//
false
9
foo.hasOwnProperty(
'goo'
);
//
true
只有 hasOwnProperty 可以给出正确和期望的结果，这在遍历对象的属性时会很有用。 没有其它方法可以用来排除原型链上的属性，而不是定义在对象自身上的属性。

但有个恶心的地方是：JavaScript 不会保护 hasOwnProperty 被非法占用，因此如果一个对象碰巧存在这个属性，就需要使用外部的 hasOwnProperty 函数来获取正确的结果。

01
var
 
foo
= {
02
hasOwnProperty:
function
()
{
03
return
 
false
;
04
},
05
bar:
'Here
be dragons'
06
};
07
08
foo.hasOwnProperty(
'bar'
);
//
总是返回 false
09
10
//
使用{}对象的 hasOwnProperty，并将其上下为设置为foo
11
{}.hasOwnProperty.call(foo,
'bar'
);
//
true
当检查对象上某个属性是否存在时，hasOwnProperty 是唯一可用的方法。同时在使用 for in loop 遍历对象时，推荐总是使用 hasOwnProperty 方法，这将会避免原型对象扩展带来的干扰，我们来看一下例子：

1
//
修改 Object.prototype
2
Object.prototype.bar
= 1;
3
4
var
 
foo
= {moo: 2};
5
for
(
var
 
i
in
 
foo)
{
6
console.log(i);
//
输出两个属性：bar 和 moo
7
}
我们没办法改变for in语句的行为，所以想过滤结果就只能使用hasOwnProperty 方法，代码如下：

1
//
foo 变量是上例中的
2
for
(
var
 
i
in
 
foo)
{
3
if
 
(foo.hasOwnProperty(i))
{
4
console.log(i);
5
}
6
}
这个版本的代码是唯一正确的写法。由于我们使用了 hasOwnProperty，所以这次只输出 moo。如果不使用 hasOwnProperty，则这段代码在原生对象原型（比如 Object.prototype）被扩展时可能会出错。

总结：推荐使用 hasOwnProperty，不要对代码运行的环境做任何假设，不要假设原生对象是否已经被扩展了。

总结
原型极大地丰富了我们的开发代码，但是在平时使用的过程中一定要注意上述提到的一些注意事项。

原文来源：http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1648
                                            

                                        

                        
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