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到現(xiàn)在，我們就有討論 JavaScript 中的原型和繼承問題的基礎(chǔ)了。它雖然并不像你在 C++、Java 或 C# 中了解的經(jīng)典繼承模式一樣，但這種方式同樣強(qiáng)大，并且有可能會(huì)更加靈活。

有關(guān)對(duì)象和類

JavaScript 中全是對(duì)象，這指的是傳統(tǒng)意義上的對(duì)象，也就是“一個(gè)包含了狀態(tài)和行為的單一實(shí)體”。例如，JavaScript 中的數(shù)組是含有數(shù)個(gè)值，并且包含 push、reverse 和 pop 方法的對(duì)象。

var myArray = [1, 2];

myArray.push(3);

myArray.reverse();

myArray.pop();

var length = myArray.length;

現(xiàn)在問題是，push 這樣的方法是從何而來的呢？我們前面提到的那些靜態(tài)語言使用“類語法”來定義對(duì)象的結(jié)構(gòu)，但是 JavaScript 是一個(gè)沒有“類語法”的語言，無法用 Array“類”的語法來定義每個(gè)數(shù)組對(duì)象。而因?yàn)?JavaScript 是動(dòng)態(tài)語言，我們可以在實(shí)際需要的情況下，將方法任意放置到對(duì)象上。例如下面的代碼，就在二維空間中，定義了用來表示一個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)象，同時(shí)還定義了一個(gè) add 方法。

var point = {

  x : 10,

  y : 5,

  add: function(otherPoint) {

    this.x += otherPoint.x;

    this.y += otherPoint.y;

  }

};

但是上面的做法可擴(kuò)展性并不好。我們需要確保每一個(gè)點(diǎn)對(duì)象都含有一個(gè) add 方法，同時(shí)也希望所有點(diǎn)對(duì)象都共享同一個(gè) add 方法的實(shí)現(xiàn)，而不是這個(gè)方法手工添加每一個(gè)點(diǎn)對(duì)象上。這就是原型發(fā)揮它作用的地方。

有關(guān)原型

在 JavaScript 中，每個(gè)對(duì)象都保持著一塊隱藏的狀態(tài) —— 一個(gè)對(duì)另一個(gè)對(duì)象的引用，也被稱作原型。我們之前創(chuàng)建的數(shù)組引用了一個(gè)原型對(duì)象，我們自行創(chuàng)建的點(diǎn)對(duì)象也是如此。上面說原型引用是隱藏的，但也有 ECMAScript（JavaScript 的正式名稱）的實(shí)現(xiàn)可以通過一個(gè)對(duì)象的__proto__屬性（例如谷歌瀏覽器）訪問到這個(gè)原型引用。從概念上講，我們可以將對(duì)象當(dāng)作類似于 圖1 所表示的對(duì)象 —— 原型的關(guān)系。

圖1

展望未來，開發(fā)者將能夠使用 Object.getPrototypeOf 函數(shù)，代替__proto__屬性，取得對(duì)象原型的引用。在本文寫出的時(shí)候，已經(jīng)可以在 Google Chrome，F(xiàn)Irefox 和 IE9 瀏覽器中使用 Object.getPrototypeOf 函數(shù)。更多瀏覽器在未來會(huì)實(shí)現(xiàn)此功能，因?yàn)樗呀?jīng)是 ECMAScript 標(biāo)準(zhǔn)的一部分了。我們可以使用下面的代碼，來證明我們建立的 myArray 和點(diǎn)對(duì)象引用的是兩個(gè)不同的原型對(duì)象。

Object.getPrototypeOf(point) != Object.getPrototypeOf(myArray);

對(duì)于本文的其余部分，我將交叉使用 __proto__和Object.getPrototypeOf 函數(shù)，主要是因?yàn)?__proto__ 在圖和句子中更容易識(shí)別。需要記住的是它(__proto__)不是標(biāo)準(zhǔn)，而 Object.getPrototypeOf 函數(shù)才是查看對(duì)象原型的推薦方法。

是什么讓原型如此特別？

我們還沒有回答這個(gè)問題：數(shù)組中 push 這樣的方法是從何而來的呢？答案是：它來源于 myArray 原型對(duì)象。圖 2 是 Chrome 瀏覽器中腳本調(diào)試器的屏幕截圖。我們已經(jīng)調(diào)用 Object.getPrototypeOf 方法查看 myArray 的原型對(duì)象。

圖 2

注意 myArray 的原型對(duì)象中有許多方法，包括那些在代碼示例中調(diào)用的 push、pop 和 reverse 方法。因此，原型對(duì)象中的確包括 push 方法，但是 myArray 方法如何引用到呢？

myArray.push(3);

了解其工作原理的第一步，是要認(rèn)識(shí)到原型并不是特別的。原型只是普通的對(duì)象?？梢越o原型添加方法，屬性，并把他們當(dāng)作其他 JavaScript 對(duì)象一樣看待。然而，套用喬治·奧威爾的小說《動(dòng)物農(nóng)場》中“豬”的說法 —— 所有的對(duì)象應(yīng)當(dāng)是平等的，但有些對(duì)象（遵守規(guī)則的）比其他人更加平等。

JavaScript 中的原型對(duì)象的確是特殊的，因?yàn)樗麄冏駨囊韵乱?guī)則。當(dāng)我們告訴 JavaScript 我們要調(diào)用一個(gè)對(duì)象的 push 方法，或讀取對(duì)象的 x 屬性時(shí)，運(yùn)行時(shí)會(huì)首先查找對(duì)象本身。如果運(yùn)行時(shí)找不到想要的東西，它就會(huì)循著 __proto__ 引用和對(duì)象原型尋找該成員。當(dāng)我們  調(diào)用 myArray 的 push 方法時(shí)，JavaScript 并沒有在 myArray 對(duì)象上發(fā)現(xiàn) push 方法，而是在 myArray 的原型對(duì)象上找到了，于是 JavaScript 調(diào)用此方法（見圖 3）。

圖3上面所描述的行為是指一個(gè)對(duì)象本身繼承了原型上的任何方法或?qū)傩?。JavaScript 中其實(shí)不需要使用類語法也能實(shí)現(xiàn)繼承。就像從賽車原型上繼承了相應(yīng)的技術(shù)的車，一個(gè) JavaScript 對(duì)象也可以從原型對(duì)象上繼承功能特性。

圖 3 還展示了每個(gè)數(shù)組對(duì)象同時(shí)也可以維護(hù)自身的狀態(tài)和成員。在請求得到 myArray 的 length 屬性的情況下，JavaScript 會(huì)取得 myArray 中 length 屬性的值，而不會(huì)去讀取原型中的對(duì)應(yīng)值。我們可以通過向?qū)ο笊咸砑?push 這樣的方法來“重寫”push 方法。這樣就會(huì)有效地隱藏原型中的 push 方法實(shí)現(xiàn)。

共享原型

JavaScript 中原型的真正神奇之處是多個(gè)對(duì)象如何維持對(duì)同一個(gè)原型對(duì)象的引用。例如，如果我們創(chuàng)建了這樣的兩個(gè)數(shù)組：

var myArray = [1, 2];

var yourArray = [4, 5, 6];

那么這兩個(gè)數(shù)組將共享同一個(gè)原型對(duì)象，而下面的代碼計(jì)算結(jié)果為 true：

Object.getPrototypeOf(myArray) === Object.getPrototypeOf(yourArray);

如果我們引用兩個(gè)數(shù)組對(duì)象上的 push 方法，JavaScript 會(huì)去尋找原型上共享的 push 方法。

圖 4

JavaScript 中的原型對(duì)象提供繼承功能，同時(shí)也就實(shí)現(xiàn)了該方法實(shí)現(xiàn)的共享。原型也是鏈?zhǔn)降?。換句話說，因?yàn)樵蛯?duì)象只是一個(gè)對(duì)象，所以一個(gè)原型對(duì)象可以維持到另一個(gè)原型對(duì)象的引用。如果你重新審視圖 2 便可以看到，原型的 __proto__ 屬性是一個(gè)指向另一個(gè)原型的非空值。當(dāng) JavaScript 查找像 push 方法這樣的成員時(shí)，它會(huì)循著原型引用鏈檢查每一個(gè)對(duì)象，直到找到該成員，或者抵達(dá)原型鏈的末端。原型鏈為繼承和共享開辟了一條靈活的途徑。

你可能會(huì)問的下一個(gè)問題是：我該如何設(shè)置那些自定義對(duì)象的原型引用呢？例如前面所使用的點(diǎn)對(duì)象，如何才能將 add 方法添加到原型對(duì)象中，并從多個(gè)點(diǎn)對(duì)象中繼承方法呢？在回答這個(gè)問題之前，我們需要看看函數(shù)。

有關(guān)函數(shù)

JavaScript 中的函數(shù)也是對(duì)象。這樣的表述帶來了幾個(gè)重要的結(jié)果，而我們并不會(huì)在本文中涉及所有的事項(xiàng)。這其中，能將一個(gè)函數(shù)賦值給一個(gè)變量，并且將一個(gè)函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)的能力構(gòu)成了現(xiàn)代 JavaScript 編程表達(dá)的基本范式。

我們需要關(guān)注的是，函數(shù)本身就是對(duì)象，因此函數(shù)可以有自身的方法，屬性，并且引用一個(gè)原型對(duì)象。讓我們來討論下面的代碼的含義。

// 這將返回 true：

typeof (Array) === "function"

// 這樣的表達(dá)式也是：

Object.getPrototypeOf(Array) === Object.getPrototypeOf(function () { })

// 這樣的表達(dá)式同樣：

Array.prototype != null

代碼中的第一行證明， JavaScript 中的數(shù)組是函數(shù)。稍后我們將看到如何調(diào)用 Array 函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)組對(duì)象。下一行代碼，證明了 Array 對(duì)象使用與任何其他函數(shù)對(duì)象相同的原型，就像我們看到數(shù)組對(duì)象間共享相同的原型一樣。最后一行代碼證明了 Array 函數(shù)都有一個(gè) prototype 屬性，而這個(gè) prototype 屬性指向一個(gè)有效的對(duì)象。這個(gè) prototype 屬性十分重要。

JavaScript 中的每一個(gè)函數(shù)對(duì)象都有 prototype 屬性。千萬不要混淆這個(gè) prototype 屬性的 __proto__ 屬性。他們用途并不相同，也不是指向同一個(gè)對(duì)象。

// 返回 true

Object.getPrototypeOf(Array) != Array.prototype

Array.__proto__ 提供的是 數(shù)組原型 – 請把它當(dāng)作 Array 函數(shù)所繼承的對(duì)象。

而 Array.protoype，提供的的是 所有數(shù)組的原型對(duì)象。也就是說，它提供的是像 myArray 這樣數(shù)組對(duì)象的原型對(duì)象，也包含了所有數(shù)組將會(huì)繼承的方法。我們可以寫一些代碼來證明這個(gè)事實(shí)。

// true

Array.prototype == Object.getPrototypeOf(myArray)

// 也是 true

Array.prototype == Object.getPrototypeOf(yourArray);

我們也可以使用這項(xiàng)新知識(shí)重繪之前的示意圖。

圖 5

基于所知道的知識(shí)，請想象創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，并讓新對(duì)象表現(xiàn)地像數(shù)組的過程。一種方法是使用下面的代碼。

// 創(chuàng)建一個(gè)新的空對(duì)象

var o = {};

// 繼承自同一個(gè)原型，一個(gè)數(shù)組對(duì)象

o.__proto__ = Array.prototype;

// 現(xiàn)在我們可以調(diào)用數(shù)組的任何方法...

o.push(3);

雖然這段代碼很有趣，也能工作，可問題在于，并不是每一個(gè) JavaScript 環(huán)境都支持可寫的 __proto__ 對(duì)象屬性。幸運(yùn)的是，JavaScript 確實(shí)有一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象內(nèi)建的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制，只需要一個(gè)操作符，就可以創(chuàng)建新對(duì)象，并且設(shè)置新對(duì)象的 __proto__ 引用 – 那就是“new”操作符。

var o = new Array();

o.push(3);

JavaScript 中的 new 操作符有三個(gè)基本任務(wù)。首先，它創(chuàng)建新的空對(duì)象。接下來，它將設(shè)置新對(duì)象的 __proto__ 屬性，以匹配所調(diào)用函數(shù)的原型屬性。最后，操作符調(diào)用函數(shù)，將新對(duì)象作為“this”引用傳遞。如果要擴(kuò)展最后兩行代碼，就會(huì)變成如下情況：

var o = {};

o.__proto__ = Array.prototype;

Array.call(o);

o.push(3);

函數(shù)的 call 方法允許你在調(diào)用函數(shù)的情況下在函數(shù)內(nèi)部指定“this”所引用的對(duì)象。當(dāng)然，函數(shù)的作者在這種情況下需要實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)。一旦作者創(chuàng)建了這樣的函數(shù)，就可以將其稱之為構(gòu)造函數(shù)。

構(gòu)造函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)和普通的函數(shù)一樣，但是具有以下兩個(gè)特殊性質(zhì)。

通常構(gòu)造函數(shù)的首字母是大寫的（讓識(shí)別構(gòu)造函數(shù)變得更容易）。

構(gòu)造函數(shù)通常要和 new 操作符結(jié)合，用來構(gòu)造新對(duì)象。

Array 就是一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的例子。Array 函數(shù)需要和 new 操作符一起使用，而且 Array 的首字母是大寫的。JavaScript 將 Array 作為內(nèi)置函數(shù)包括在內(nèi)，而任何人都可以寫出自己的構(gòu)造函數(shù)。事實(shí)上，我們最后可以為先前創(chuàng)建的點(diǎn)對(duì)象編寫出構(gòu)造函數(shù)。

var Point = function (x, y) {

  this.x = x;

  this.y = y;

  this.add = function (otherPoint) {

    this.x += otherPoint.x;

    this.y += otherPoint.y;

  }

}

var p1 = new Point(3, 4);

var p2 = new Point(8, 6);

p1.add(p2);

在上面的代碼中，我們使用了 new 操作符和 Point 函數(shù)來構(gòu)造點(diǎn)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象帶有 x 屬性和 y 屬性和一個(gè) add 方法。你可以將最后的結(jié)果想象成圖 6 的樣子。

圖 6

現(xiàn)在的問題是我們的每個(gè)點(diǎn)對(duì)象中仍然有單獨(dú)的 add 方法。使用我們學(xué)到的原型和繼承的知識(shí)，我們更希望將點(diǎn)對(duì)象的 add 方法從每個(gè)點(diǎn)實(shí)例中轉(zhuǎn)移到 Point.prototype 中。要達(dá)到繼承 add 方法的效果，我們所需要做的，就是修改 Point.prototype 對(duì)象。

var Point = function (x, y) {

  this.x = x;

  this.y = y;

}

Point.prototype.add = function (otherPoint) {

  this.x += otherPoint.x;

  this.y += otherPoint.y;

}

var p1 = new Point(3, 4);

var p2 = new Point(8, 6);

p1.add(p2);

大功告成！我們剛剛在 JavaScript 中完成原型式的繼承模式！

圖 7

總結(jié)

我希望這篇文章能夠幫助你揭開 JavaScript 原型概念的神秘面紗。開始看到的是原型怎樣讓一個(gè)對(duì)象從其他對(duì)象中繼承功能，然后看到怎樣結(jié)合 new 操作符和構(gòu)造函數(shù)來構(gòu)建對(duì)象。這里所提到的，只是開啟對(duì)象原型力量和靈活性的第一步。本文鼓勵(lì)你自己發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)有關(guān)原型和 JavaScript 語言的新信息。

同時(shí)，請小心駕駛。你永遠(yuǎn)不會(huì)知道這些行駛在路上的車輛會(huì)從他們的原型繼承到什么（有缺陷）的技術(shù)。

更多信息請查看IT技術(shù)專欄