理解JavaScript的原型链

1. 什么是对象

在JavaScript中，对象是属性的无序集合，每个属性存放一个原始值、对象或函数。

1.1 创建对象

在JavaScript中创建对象的两种方法：

① 字面上：

var myObj = {
	key: value,
	// ...
};

② 面向对象：

var myObj = new Object();
myObj.key = value;

注意：在对象中，属性名永远都是字符串。如果你使用string(字面量)以外的其他值作为属性名，那它首先会被转换为一个字符串。

1.2 内置对象

JavaScript中的内置对象分为构造器对象和普通对象。

构造器对象：

• Object
• Boolean
• String
• Number
• Function
• Array
• RegExp
• Date
• Error

其他对象：

• Math
• JSON
• 全局对象

内置对象，其实也叫内置构造器，它们可以通过new的方式创建一个新的实例对象。

2. 原型链

先上图。

2.1 __proto__、prototype和constructor

在JavaScript中，每个对象都拥有一个原型对象prototype，而指向该原型对象的内部指针则是__proto__属性。

__proto__属性前后各两个下划线，表示它本质是一个内部属性，而不是一个正式的对外的API。

2.1.1 通过{}创建的对象

var myObj = {};
console.log(myObj.__proto__ === Object.prototype); // true

2.1.2 函数对象

JavaScript中的函数也是对象，它的原型是Function.prototype。

var Foo = function() {}
Foo.__proto__ === Function.prototype // true

通过函数构造的实例对象，其原型指针__proto__会指向该函数的prototype属性。

function Foo(){}
var a = new Foo();
console.log(a.__proto__ === Foo.prototype); // true
console.log(Foo.prototype.__proto__ === Object.prototype); // true
// constructor
console.log(Foo.prototype.constructor === Foo); // true

原型对象都包含一个指向构造函数的指针constructor。

注意：constructor属性并不是实例对象的属性，而是构造函数的原型对象的constructor属性。

console.log(a.constructor === Foo); // true
console.log(a.constructor === Foo.prototype.constructor); // true

console.log(a.hasOwnProperty("constructor")); //false
console.log(Foo.prototype.hasOwnProperty("constructor")); //true

a.constructor通过原型链往上找到其原型对象Foo.prototype的constructor属性。

2.1.3 内置对象

var a = new Array();
a.__proto__ === Array.prototype // true

Array.prototype本身也是一个对象，也有继承的原型：

a.__proto__.__proto__ === Object.prototype  // true
// 等同于 Array.prototype.__proto__ === Object.prototype

那么Object的原型指向的是谁呢？

a.__proto__.__proto__.__proto__ === null  // true
// 等同于 Object.prototype.__proto__ === null

总结：

原型链的意义在于，当读取对象的某个属性时，JavaScript引擎先寻找对象本身的属性，如果找不到，就到它的原型去找，如果还是找不到，就到原型的原型去找。以此类推，如果直到最顶层的Object.prototype还是找不到，则返回undefined。（所有对象的原型链的顶端是Object.prototype）

3. ES6的Class（类）

3.1 概述

JavaScript语言的传统方法是通过构造函数，定义并生成新对象。下面是一个例子。

function Point(x, y) {
  this.x = x;
  this.y = y;
}

// 下面覆盖了原型链上Object.prototype.toString方法
Point.prototype.toString = function () {
  return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
};

var p = new Point(1, 2);
console.log(p.toString()); // (1, 2)

ES6引入了Class这个概念，通过class关键字可以定义类。

ES6的class可以看作是一种语法糖，它的绝大部分功能，ES5都可以做到，新的class写法只是让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法而已。

//定义类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  toString() {
    return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
  }
}

console.log(typeof Point); // "function"
console.log(Point === Point.prototype.constructor); // true

var p = new Point(1, 2);
console.log(p.toString()); // (1, 2)

上面代码表明，类的数据类型就是函数，构造函数的prototype属性，在ES6的"类"上面继续存在。

事实上，类的所有方法都定义在类的prototype属性上面。

class Point {
  constructor() {}
  toString() {}
  toValue(){}
}

// 等同于

Point.prototype = {
  toString(){},
  toValue(){}
};

3.2 constructor方法

constructor方法是类的默认方法，通过new命令生成对象实例时，自动调用该方法。一个类必须有constructor方法，如果没有显式定义，一个空的constructor方法会被默认添加。

constructor() {}

constructor方法默认返回实例对象（即this），完全可以指定返回另外一个对象。

class Foo {
  // constructor() {}
}

console.log(new Foo() instanceof Foo); // true

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}

console.log(new Foo() instanceof Foo); // false

3.3 实例对象

类必须使用new来调用，从而生成类的实例对象。

实例的属性除非显式定义在其本身（即定义在this对象上），否则都是定义在原型上（即定义在class上）。

//定义类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  toString() {
    return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
  }
}

var point = new Point(2, 3);

console.log(point.hasOwnProperty('x')); // true
console.log(point.hasOwnProperty('y')); // true
console.log(point.hasOwnProperty('toString')); // false
console.log(point.__proto__.hasOwnProperty('toString')); // true

类的所有实例共享一个原型对象。这也意味着，通过实例的__proto__属性可以为原型对象添加方法。

var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);

console.log(p1.__proto__ === p2.__proto__); // true

p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };
p1.printName() // "Oops"
p2.printName() // "Oops"

上面代码使用实例的__proto__属性改写原型，必须相当谨慎，不推荐使用，因为这会改变Class的原始定义，影响到所有实例。

3.4 继承

Class之间可以通过extends关键字实现继承，这比ES5的通过修改原型链实现继承，要清晰和方便很多。

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)
    this.color = color;
  }

  toString() {
    return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()
  }
}

上面代码中，constructor方法和toString方法之中，都出现了super关键字，它在这里表示父类的构造函数，用来新建父类的this对象。

子类必须在constructor方法中调用super方法，否则新建实例时会报错。这是因为子类没有自己的this对象，而是继承父类的this对象，然后对其进行加工。如果不调用super方法，子类就得不到this对象。

ES5的继承，实质是先创造子类的实例对象this，然后再将父类的方法添加到this上面（Parent.apply(this)）。ES6的继承机制完全不同，实质是先创造父类的实例对象this（所以必须先调用super方法），然后再用子类的构造函数修改this。

注意：在子类的构造函数中，只有调用super之后，才可以使用this关键字，否则会报错。这是因为子类实例的构建，是基于对父类实例加工，只有super方法才能返回父类实例。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正确
  }
}

3.5 类的__proto__和prototype

类同时有__proto__属性和prototype属性，同时存在两条继承链。

1. 子类的__proto__属性，表示构造函数的继承，总是指向父类。
2. 子类prototype属性的__proto__属性，表示方法的继承，总是指向父类的prototype属性。

class A {
}

class B extends A {
}

B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

这样的结果是因为，类的继承是按照下面的模式实现的。

class A {
}

class B {
}

// B的实例继承A的实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);

// B继承A的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A);

Object.setPrototypeOf = function (obj, proto) {
  obj.__proto__ = proto;
  return obj;
}

这里只介绍JavaScript的原型链相关的内容，如果想了解关于ES6 Class的更多内容请阅读ES6文档。

参考：

• Javascript 原型中的哲学思想
• ES6 Class - ES6文档