JavaScript原型与原型链

原型模式是 JS 实现继承的一种方式。所有的函数都有一个prototype属性，通过new生成一个对象时，prototype会被实例化为对象的属性。所有的引用类型都有一个__proto__指向其构造函数的prototype。原型链的话，指的就是当访问一个引用类型时，如果本身没有这个属性或方法，就会通过__proto__属性在父级的原型中找，一级一级往上，直到最顶层为止。

一、原型

JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言——每个对象拥有一个原型对象卢卡斯地方离开家啊谁发了多少啦开始的卷发

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

准确地说，这些属性和方法定义在 Object 的构造器函数（constructor functions）之上的prototype属性上，而非实例对象本身

下面举个例子：

函数可以有属性。 每个函数都有一个特殊的属性叫作原型prototype

function doSomething() {}
console.log(doSomething.prototype);

控制台输出

{
    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()
    }
}

上面这个对象，就是大家常说的原型对象

可以看到，原型对象有一个自有属性constructor，这个属性指向该函数，如下图关系展示

​ 原型的作用，就是共享方法。我们通过 Father.prototype.method 可以共享方法，不会反应开辟空间存储方法。

​ 原型中 this 的指向是实例。

二、原型链

1. 什么是原型链

​ 原型与原型层层相连的过程即为原型链。

2. 原型链的应用

​ 对象可以使用构造函数 prototype 原型对象的属性和方法，就是因为对象有__proto__原型的存在。每个对象都有__proto__原型的存在。

function Person(name, age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
}

Person.prototype.coding = function () {
  console.log('我在搬砖', this.name);
};

let per = new Person('andy', 18);
console.log(per.__proto__ === Person.prototype); //true

原型对象也可能拥有原型，并从中继承方法和属性，一层一层、以此类推。这种关系常被称为原型链 (prototype chain)，它解释了为何一个对象会拥有定义在其他对象中的属性和方法

在对象实例和它的构造器之间建立一个链接（它是__proto__属性，是从构造函数的prototype属性派生的），之后通过上溯原型链，在构造器中找到这些属性和方法

下面举个例子：

function Person(name) {
  this.name = name;
  this.age = 18;
  this.sayName = function () {
    console.log(this.name);
  };
}
// 第二步 创建实例
var person = new Person('person');

根据代码，我们可以得到下图

下面分析一下：

• 构造函数Person存在原型对象Person.prototype

• 构造函数生成实例对象person，person的__proto__指向构造函数Person原型对象

• Person.prototype.__proto__ 指向内置对象，因为 Person.prototype 是个对象，默认是由 Object 函数作为类创建的，而 Object.prototype 为内置对象

• Person.__proto__ 指向内置匿名函数 anonymous，因为 Person 是个函数对象，默认由 Function 作为类创建

• Function.prototype 和 Function.__proto__ 同时指向内置匿名函数 anonymous，这样原型链的终点就是 null

三、new操作符的执行过程

1. 创建一个空对象。
2. 将这个空对象的__proto__指向构造函数的prototype。
3. 将构造函数的this指向这个对象。
4. 执行构造函数中的代码。

实现一个new操作符，需要注意构造函数是可以有返回值的，而且当返回值是基本数据类型的时候，通过new操作符获取到的是构造函数的实例，但是如果返回值是一个新对象的时候，通过new操作符获取到的就不再是其对应的实例，而是return出来的这个对象。

// 实现1
function objectFactory() {
  let Constructor = [].shift.call(arguments);
  const obj = new Object();
  obj.__proto__ = Conctructor.prototype;
  const result = Constructor.call(obj, ...arguments);
  return typeof result === 'object' ? result : obj;
}

// 实现2
function myNew(Obj, ...args) {
  var obj = Object.create(Obj.prototype); //使用指定的原型对象及其属性去创建一个新的对象
  const result = Obj.apply(obj, args); // 绑定 this 到obj, 设置 obj 的属性
  return typeof result === 'object' ? result : obj; // 返回实例
}

四、为什么原型链的尽头是null

原型链是指对象的原型链，所以原型链上的所有节点都是对象，不能是字符串、数字、布尔值等原始类型。

另外，规范要求原型链必须是有限长度的(从任一节点出发，经过有限步骤后必须到达一个终点。显然也不能有环。)

那么，应该用什么对象作为终点呢？很显然应该用一个特殊的对象。

好吧，Object.prototype确实是个特殊对象，我们先假设用它做终点。那么考虑一下，当你取它的原型时应该怎么办？即

Object.prototype.__proto__;

应该返回什么？

取一个对象的属性时，可能发生三种情况：

1. 如果属性存在，那么返回属性的值。
2. 如果属性不存在，那么返回 undefined。
3. 不管属性存在还是不存在，有可能抛异常。

我们已经假设Object.prototype是终点了，所以看起来不能是情况 1。另外，抛出异常也不是好的设计，所以也不是情况 3。那么情况 2 呢，它不存在原型属性，返回 undefined 怎么样？也不好，因为返回 undefined 一种解释是原型不存在，但是也相当于原型就是 undefined。这样，在原型链上就会存在一个非对象的值。

所以，最佳选择就是 null。一方面，你没法访问 null 的属性，所以起到了终止原型链的作用；另一方面，null 在某种意义上也是一种对象，即空对象，因为 null 一开始就是为表示一个“空”的对象存在的。这样一来，就不会违反“原型链上只能有对象”的约定。

所以，“原型链的终点是 null”虽然不是必须不可的，但是却是最合理的。

五、总结

下面首先要看几个概念：

__proto__作为不同对象之间的桥梁，用来指向创建它的构造函数的原型对象的

每个对象的__proto__都是指向它的构造函数的原型对象prototype的

person1.__proto__ === Person.prototype;

构造函数是一个函数对象，是通过 Function 构造器产生的

Person.__proto__ === Function.prototype;

原型对象本身是一个普通对象，而普通对象的构造函数都是Object

Person.prototype.__proto__ === Object.prototype;

刚刚上面说了，所有的构造器都是函数对象，函数对象都是 Function 构造产生的

Object.__proto__ === Function.prototype;

Object 的原型对象也有__proto__属性指向null，null是原型链的顶端

Object.prototype.__proto__ === null;

下面作出总结：

• 一切对象都是继承自Object对象，Object 对象直接继承根源对象 null

• 一切的函数对象（包括 Object 对象），都是继承自 Function 对象

• Object 对象直接继承自 Function 对象

• Function对象的__proto__会指向自己的原型对象，最终还是继承自Object对象

参考文献

• https://juejin.cn/post/6870732239556640775#heading-7
• https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Inheritance_and_the_prototype_chain