继承与原型链

当谈到继承时，JavaScript 只有一种结构：对象。每个实例对象（object）都有一个私有属性（称之为 proto ）指向它的构造函数的原型对象（prototype）。该原型对象也有一个自己的原型对象（proto），层层向上直到一个对象的原型对象为 null。根据定义，null 没有原型，并作为这个原型链中的最后一个环节。

几乎所有 JavaScript 中的对象都是位于原型链顶端的 Object 的实例。

尽管这种原型继承通常被认为是 JavaScript 的弱点之一，但是原型继承模型本身实际上比经典模型更强大。例如，在原型模型的基础上构建经典模型相当简单。

基于原型链的继承

继承属性

JavaScript 对象是动态的属性“包”（指其自己的属性）。JavaScript 对象有一个指向一个原型对象的链。当试图访问一个对象的属性时，它不仅仅在该对象上搜寻，还会搜寻该对象的原型，以及该对象的原型的原型，依次层层向上搜索，直到找到一个名字匹配的属性或到达原型链的末尾。

==遵循 ECMAScript 标准，someObject.[[Prototype]] 符号是用于指向 someObject 的原型。从 ECMAScript 6 开始，[[Prototype]] 可以通过 Object.getPrototypeOf() 和 Object.setPrototypeOf() 访问器来访问。这个等同于 JavaScript 的非标准但许多浏览器实现的属性 proto****==。

==但它不应该与构造函数 func 的 prototype 属性相混淆。被构造函数创建的实例对象的 [[Prototype]] 指向 func 的 prototype 属性。Object.prototype 属性表示 Object 的原型对象。==

这里演示当尝试访问属性时会发生什么：

// 让我们在一个函数里创建一个对象o，它自身拥有属性a和b的：
let f = function () {
  this.a = 1;
  this.b = 2;
};
/* 这么写也一样
function f() {
  this.a = 1;
  this.b = 2;
}
*/
let o = new f(); // {a: 1, b: 2}

// 在f函数的原型上定义属性
f.prototype.b = 3;
f.prototype.c = 4;

// 不要在 f 函数的原型上直接定义 f.prototype = {b:3,c:4};这样会直接打破原型链
// o.[[Prototype]] 有属性 b 和 c
//  (其实就是 o.__proto__ 或者 o.constructor.prototype)
// o.[[Prototype]].[[Prototype]] 是 Object.prototype.
// 最后o.[[Prototype]].[[Prototype]].[[Prototype]]是null
// 这就是原型链的末尾，即 null，
// 根据定义，null 就是没有 [[Prototype]]。

// 综上，整个原型链如下:

// {a:1, b:2} ---> {b:3, c:4} ---> Object.prototype---> null

console.log(o.a); // 1
// a是o的自身属性吗？是的，该属性的值为 1

console.log(o.b); // 2
// b是o的自身属性吗？是的，该属性的值为 2
// 原型上也有一个'b'属性，但是它不会被访问到。

console.log(o.c); // 4
// c是o的自身属性吗？不是，那看看它的原型上有没有
// c是o.[[Prototype]]的属性吗？是的，该属性的值为 4

console.log(o.d); // undefined
// d 是 o 的自身属性吗？不是，那看看它的原型上有没有
// d 是 o.[[Prototype]] 的属性吗？不是，那看看它的原型上有没有
// o.[[Prototype]].[[Prototype]] 为 null，停止搜索
// 找不到 d 属性，返回 undefined

== 给对象设置属性会创建自有属性。获取和设置属性的唯一限制是内置 getter 或 setter 的属性。==

在 JavaScript 中使用原型

接下去，来仔细分析一下这些应用场景下， JavaScript 在背后做了哪些事情。

正如之前提到的，在 JavaScript 中，函数（function）是允许拥有属性的。所有的函数会有一个特别的属性 —— prototype 。

function doSomething() {}
console.log(doSomething.prototype);
// 和声明函数的方式无关，
// JavaScript 中的函数永远有一个默认原型属性。
var doSomething = function () {};
console.log(doSomething.prototype);

在控制台显示的 JavaScript 代码块中，我们可以看到 doSomething 函数的一个默认属性 prototype。而这段代码运行之后，控制台应该显示类似如下的结果：

{
    constructor: ƒ doSomething(),
    __proto__: {
        constructor: ƒ Object(),
        hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
        isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
        propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
        toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
        toString: ƒ toString(),
        valueOf: ƒ valueOf()
    }
}

我们可以给 doSomething 函数的原型对象添加新属性，如下：

function doSomething() {}
doSomething.prototype.foo = "bar";
console.log(doSomething.prototype);

可以看到运行后的结果如下：

{
    foo: "bar",
    constructor: ƒ doSomething(),
    __proto__: {
        constructor: ƒ Object(),
        hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
        isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
        propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
        toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
        toString: ƒ toString(),
        valueOf: ƒ valueOf()
    }
}

现在我们可以通过 new 操作符来创建基于这个原型对象的 doSomething 实例。

function doSomething() {}
doSomething.prototype.foo = "bar"; // 在原型上添加一个属性
var bb = new doSomething();
bb.prop = "some value"; //原型上添加一个对象
console.log(bb);

运行的结果类似于以下的语句。

{
    prop: "some value",
    __proto__: {
        foo: "bar",
        constructor: ƒ doSomething(),
        __proto__: {
            constructor: ƒ Object(),
            hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty(),
            isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf(),
            propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable(),
            toLocaleString: ƒ toLocaleString(),
            toString: ƒ toString(),
            valueOf: ƒ valueOf()
        }
    }
}

如上所示, bb 中的proto是 doSomething.prototype. 但这是做什么的呢？当你访问 bb 中的一个属性，浏览器首先会查看 bb 中是否存在这个属性。

如果 bb 不包含属性信息, 那么浏览器会在 bb 的 proto 中进行查找(同 doSomething.prototype). 如属性在 bb 的 proto 中查找到，则使用 bb 中 proto 的属性。

否则，如果 bb 中 proto 不具有该属性，则检查 bb 的 proto 的 proto 是否具有该属性。默认情况下，任何函数的原型属性 proto 都是 window.Object.prototype. 因此, 通过 bb 的 proto 的 proto ( 同 doSomething.prototype 的 proto (同 Object.prototype)) 来查找要搜索的属性。

如果属性不存在 bb 的 proto 的 proto 中，那么就会在 bb 的 proto 的 proto 的 proto 中查找。然而, 这里存在个问题：bb 的 proto 的 proto 的 proto 其实不存在。因此，只有这样，在 proto 的整个原型链被查看之后，这里没有更多的 proto ，浏览器断言该属性不存在，并给出属性值为 undefined 的结论。

让我们在控制台窗口中输入更多的代码，如下：

function doSomething() {}
doSomething.prototype.foo = "bar";
var bb = new doSomething();
bb.prop = "some value";
console.log("bb.prop:      " + bb.prop);
console.log("bb.foo:       " + bb.foo);
console.log("doSomething.prop:           " + doSomething.prop);
console.log("doSomething.foo:            " + doSomething.foo);
console.log("doSomething.prototype.prop: " + doSomething.prototype.prop);
console.log("doSomething.prototype.foo:  " + doSomething.prototype.foo);

结果如下：

bb.prop:      some value
bb.foo:       bar
doSomething.prop:           undefined
doSomething.foo:            undefined
doSomething.prototype.prop: undefined
doSomething.prototype.foo:  bar

使用不同的方法来创建对象和生成原型链

使用语法结构创建的对象

var o = { a: 1 };

// o 这个对象继承了 Object.prototype 上面的所有属性
// o 自身没有名为 hasOwnProperty 的属性
// hasOwnProperty 是 Object.prototype 的属性
// 因此 o 继承了 Object.prototype 的 hasOwnProperty
// Object.prototype 的原型为 null
// 原型链如下:
// o ---> Object.prototype ---> null

var a = ["yo", "whadup", "?"];

// 数组都继承于 Array.prototype
// (Array.prototype 中包含 indexOf, forEach 等方法)
// 原型链如下:
// a ---> Array.prototype ---> Object.prototype ---> null

function f() {
  return 2;
}

// 函数都继承于 Function.prototype
// (Function.prototype 中包含 call, bind等方法)
// 原型链如下:
// f ---> Function.prototype ---> Object.prototype ---> null

使用构造器创建的对象

在 JavaScript 中，构造器其实就是一个普通的函数。当使用 new 操作符来作用这个函数时，它就可以被称为构造方法（构造函数）。

function bb() {
  this.vertices = [];
  this.edges = [];
}

bb.prototype = {
  add: function (v) {
    this.vertices.push(v);
  },
};

var g = new bb();
// g 是生成的对象，他的自身属性有 'vertices' 和 'edges'。
// 在 g 被实例化时，g.[[Prototype]] 指向了 bb.prototype。

使用 Object.create 创建的对象

ECMAScript 5 中引入了一个新方法：Object.create()。可以调用这个方法来创建一个新对象。新对象的原型就是调用 create 方法时传入的第一个参数：

var a = { a: 1 };
// a ---> Object.prototype ---> null

var b = Object.create(a);
// b ---> a ---> Object.prototype ---> null
console.log(b.a); // 1 (继承而来)

var c = Object.create(b);
// c ---> b ---> a ---> Object.prototype ---> null

var d = Object.create(null);
// d ---> null
console.log(d.hasOwnProperty); // undefined, 因为d没有继承Object.prototype

使用 class 关键字创建的对象

ECMAScript6 引入了一套新的关键字用来实现 class。使用基于类语言的开发人员会对这些结构感到熟悉，但它们是不同的。JavaScript 仍然基于原型。这些新的关键字包括 class, constructor，static，extends 和 super

"use strict";

class Polygon {
  constructor(height, width) {
    this.height = height;
    this.width = width;
  }
}

class Square extends Polygon {
  constructor(sideLength) {
    super(sideLength, sideLength);
  }
  get area() {
    return this.height * this.width;
  }
  set sideLength(newLength) {
    this.height = newLength;
    this.width = newLength;
  }
}

var square = new Square(2);

性能

在原型链上查找属性比较耗时，对性能有副作用，这在性能要求苛刻的情况下很重要。另外，试图访问不存在的属性时会遍历整个原型链。

遍历对象的属性时，原型链上的每个可枚举属性都会被枚举出来。要检查对象是否具有自己定义的属性，而不是其原型链上的某个属性，则必须使用所有对象从 Object.prototype 继承的 hasOwnProperty (en-US) 方法。下面给出一个具体的例子来说明它：

console.log(g.hasOwnProperty("vertices"));
// true

console.log(g.hasOwnProperty("nope"));
// false

console.log(g.hasOwnProperty("addVertex"));
// false

console.log(g.__proto__.hasOwnProperty("addVertex"));
// true

hasOwnProperty (en-US) 是 JavaScript 中唯一一个处理属性并且不会遍历原型链的方法。（译者注：原文如此。另一种这样的方法：Object.keys()）

注意：检查属性是否为 undefined 是不能够检查其是否存在的。该属性可能已存在，但其值恰好被设置成了 undefined。

继承与原型链

基于原型链的继承

继承属性​

在 JavaScript 中使用原型​

使用不同的方法来创建对象和生成原型链​

使用语法结构创建的对象​

使用构造器创建的对象​

使用 Object.create 创建的对象​

使用 class 关键字创建的对象​

性能