你不知道的JavaScript--Item13 理解 prototype, getPrototypeOf 和__proto__

1、深入理解prototype, getPrototypeOf和_ proto _

prototype，getPropertyOf和 _ proto _ 是三个用来访问prototype的方法。它们的命名方式很类似因此很容易带来困惑。

它们的使用方式如下：

• C.prototype: 一般用来为一个类型建立它的原型继承对象。比如C.prototype = xxx，这样就会让使用new C()得到的对象的原型对象为xxx。当然使用obj.prototype也能够得到obj的原型对象。

• getPropertyOf: Object.getPropertyOf(obj)是ES5中用来得到obj对象的原型对象的标准方法。

• _ proto _: obj._ proto _是一个非标准的用来得到obj对象的原型对象的方法。

为了充分了解获取原型的各种方式，以下是一个例子：

function User(name, passwordHash) {
    this.name = name;
    this.passwordHash = passwordHash;
}
User.prototype.toString = function() {
    return "[User " + this.name + "]";
};
User.prototype.checkPassword = function(password) {
    return hash(password) === this.passwordHash;
};
var u = new User("sfalken", "0ef33ae791068ec64b502d6cb0191387");  

User函数拥有一个默认的prototype属性，该属性的值是一个空对象。在以上的例子中，向prototype对象添加了两个方法，分别是toString和checkPassword。当调用User构造函数得到一个新的对象u时，它的原型对象会被自动赋值到User.prototype对象。即u.prototype === User.prototype会返回true。

User函数，User.prototype，对象u之间的关系可以表示如下：

上图中的箭头表示的是继承关系。当访问u对象的某些属性时，会首先尝试读取u对象上的属性，如果u对象上并没有这个属性，就会查找其原型对象。

比如当调用u.checkPassword()时，因为checkPassword定义在其原型对象上，所以在u对象上找不到该属性，就在u的原型上查找，查找顺序是u-> u.prototype（User.prototype）。

前面提到过，getPrototypeOf方法是ES5中用来得到某个对象的原型对象的标准方法。因此：

Object.getPrototypeOf(u) === User.prototype; // true  

在一些环境中，同时提供了一个非标准的_ proto _ 属性用来得到某个对象的原型对象。当环境不提供ES5的标准方法getPrototypeOf方法时，可以暂时使用该属性作为替代。可以使用下面的代码测试环境中是否支持_ proto _：

u.__ proto __ === User.prototype; // true  

所以在JavaScript中，类的概念是由构造函数(User)和用于实例间共享方法的原型对象（User.prototype）共同完成的。构造函数中负责构造每个对象特有的属性，比如上述例子中的name和password属性。而其原型对象中负责存放所有对象共有的属性，比如上述例子中的checkPassword和toString方法。就像下面这张图表示的那样：

2、获取对象优先使用Object.getPrototypeOf，而不是_ proto _

在ES5中引入了Object.getPrototypeOf作为获取对象原型对象的标准API。但是在很多执行环境中，也提供了一个特殊的_ proto _属性来达到同样的目的。

因为并不是所有的环境都提供了这个_ proto _属性，且每个环境的实现方式各不相同，因此一些结果可能不一致,例如，对于拥有null原型的对象：

// 在某些环境中
var empty = Object.create(null); // object with no prototype
"_proto _" in empty; // false (in some environments)  

// 在某些环境中
var empty = Object.create(null); // object with no prototype
"_proto_" in empty; // true (in some environments)  

所以当环境中支持Object.getPrototypeOf方法时，优先使用它。即使不支持，也可以为了实现一个：

if (typeof Object.getPrototypeOf === "undefined") {
    Object.getPrototypeOf = function(obj) {
        var t = typeof obj;
        if (!obj || (t !== "object" && t !== "function")) {
            throw new TypeError("not an object");
        }
        return obj._proto_;
    };
}  

上述代码首先会对当前环境进行检查，如果已经支持了Object.getPrototypeOf，就不会再重复定义。

3、绝不要修改_ proto _

和Object.getPrototypeOf相比，_ proto _的特殊之处还体现在它能够修改一个对象的原型继承链。因为它是一个属性，除了执行获取它的操作外，还能够对它进行设置。

但是，绝不要修改_ proto _。原因如下：

• 首先，最显而易见的原因就是便携性。因为不是所有的JavaScript执行环境都支持这一属性，所以使用了_ proto _ 之后，代码就不能在那些不支持_ proto _的环境中运行了。

• 其次，是性能上的考虑。现在的JavaScript引擎的实现都会针对对象属性的存取作出大量的优化，因为这些操作是最常用的。当修改了对象的_ proto _后，就相当于修改了对象的整个继承结构，这样做回导致很多优化都不再可用。

• 最后，最重要的原因是需要保证程序的可靠性。因为改变_ proto _属性后，对象的原型继承链也许会被完全地改变。当程序中有其他代码依赖于原来的继承链时，就会出现不可意料的错误。通常而言，原型继承链需要保持稳定。

当需要为一个新创建的对象赋予一个原型对象时，可以使用ES5提供的Object.create方法。对于未实现ES5标准的环境，可以给出来一个不依赖于_ proto _的Object.create方法的实现。

4、解决 _ proto _兼容问题， 让构造函数不再依赖new关键字

在将function当做构造函数使用时，需要确保该函数是通过new关键字进行调用的。

function User(name, passwordHash) {
    this.name = name;
    this.passwordHash = passwordHash;
}  

如果在调用上述构造函数时，忘记了使用new关键字，那么：

var u = User("baravelli", "d8b74df393528d51cd19980ae0aa028e");
u; // undefined
this.name; // "baravelli"
this.passwordHash; // "d8b74df393528d51cd19980ae0aa028e"  

可以发现得到的u是undefined，而this.name以及this.passwordHash则被赋了值。但是这里的this指向的则是全局对象。

如果将构造函数声明为依赖于strict模式：

function User(name, passwordHash) {
    "use strict";
    this.name = name;
    this.passwordHash = passwordHash;
}
var u = User("baravelli", "d8b74df393528d51cd19980ae0aa028e");
// error: this is undefined  

那么在忘记使用new关键字的时候，在调用this.name= name的时候会抛出TypeError错误。这是因为在strict模式下，this的默认指向会被设置为undefined而不是全局对象。

那么，是否有种方法能够保证在调用一个函数时，无论使用了new关键字与否，该函数都能够被当做构造函数呢？下面的代码是一种实现方式，使用了instanceof操作：

function User(name, passwordHash) {
    if (!(this instanceof User)) {
        return new User(name, passwordHash);
    }
    this.name = name;
    this.passwordHash = passwordHash;
}  

var x = User("baravelli", "d8b74df393528d51cd19980ae0aa028e");
var y = new User("baravelli", "d8b74df393528d51cd19980ae0aa028e");
x instanceof User; // true
y instanceof User; // true  

以上的if代码块就是用来处理没有使用new进行调用的情况的。当没有使用new时，this的指向并不是一个User的实例，而在使用了new关键字时，this的指向是一个User类型的实例。

另一个更加适合在ES5环境中使用的实现方式如下：

function User(name, passwordHash) {
    var self = this instanceof User ? this : Object.create(User.prototype);
    self.name = name;
    self.passwordHash = passwordHash;
    return self;
}  

Object.create方法是ES5提供的方法，它能够接受一个对象作为新创建对象的prototype。那么在非ES5环境中，就需要首先实现一个Object.create方法：

if (typeof Object.create === "undefined") {
    Object.create = function(prototype) {
        function C() { }
        C.prototype = prototype;
        return new C();
    };
}  

实际上，Object.create方法还有接受第二个参数的版本，第二个参数表示的是在新创建对象上赋予的一系列属性。

当上述的函数确实使用了new进行调用时，也能够正确地得到返回的新建对象。这得益于构造器覆盖模式(Constructor Override Pattern)。该模式的含义是：使用了new关键字的表达式的返回值能够被一个显式的return覆盖。正如以上代码中使用了return self来显式定义了返回值。

当然，以上的工作在某些情况下也不是必要的。但是，当一个函数是需要被当做构造函数进行调用时，必须对它进行说明，使用文档是一种方式，将函数的命名使用首字母大写的方式也是一种方式(基于JavaScript语言的一些约定俗成)。

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