通过原型这种机制,JavaScript 中的对象从其他对象继承功能特性;这种继承机制与经典的面向对象编程语言的继承机制不同。本文将探讨这些差别,解释原型链如何工作,并了解如何通过 prototype 属性向已有的构造器添加方法 基于原型的语言?JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言 (prototype-based language)——每个对象拥有一个原型对象,对象以其原型为模板、从原型继承方法和属性。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。 准确地说,这些属性和方法定义在 Object 的构造器函数之上,而非对象实例本身。 在传统的 OOP 中,首先定义“类”,此后创建对象实例时,类中定义的所有属性和方法都被复制到实例中。在 JavaScript 中并不如此复制——而是在对象实例和它的构造器之间建立一个连接(作为原型链中的一节),以后通过上溯原型链,在构造器中找到这些属性和方法。 以上描述很抽象;我们先看一个例子。 理解原型对象让我们回到 Person() 构造器的例子。请把这个例子载入浏览器。如果你还没有看完上一篇文章并写好这个例子,也可以使用 oojs-class-further-exercises.html 中的例子(亦可参考源代码)。 本例中我们将定义一个构造器函数: function Person(first, last, age, gender, interests) { // 属性与方法定义 };
然后创建一个对象实例: var person1 = new Person('Bob', 'Smith', 32, 'male', ['music', 'skiing']);
在 JavaScript 控制台输入 'person1. ',你会看到,浏览器将根据这个对象的可用的成员名称进行自动补全: 
在这个列表中,你可以看到定义在 person1 的原型对象、即 Person() 构造器中的成员—— name 、age 、gender 、interests 、bio 、greeting 。同时也有一些其他成员—— watch 、valueOf 等等——这些成员定义在 Person() 构造器的原型对象、即 Object 之上。下图展示了原型链的运作机制。 
那么,调用 person1 的“实际定义在 Object 上”的方法时,会发生什么?比如: person1.valueOf()
这个方法仅仅返回了被调用对象的值。在这个例子中发生了如下过程: - 浏览器首先检查,
person1 对象是否具有可用的 valueOf() 方法。 - 如果没有,则浏览器检查
person1 对象的原型对象(即 Person )是否具有可用的 valueof() 方法。 - 如果也没有,则浏览器检查
Person() 构造器的原型对象(即 Object )是否具有可用的 valueOf() 方法。Object 具有这个方法,于是该方法被调用, 注意:必须重申,原型链中的方法和属性没有被复制到其他对象——它们被访问需要通过前面所说的“原型链”的方式。 注意:没有官方的方法用于直接访问一个对象的原型对象——原型链中的“连接”被定义在一个内部属性中,在 JavaScript 语言标准中用 [[prototype]] 表示(参见 ECMAScript)。然而,大多数现代浏览器还是提供了一个名为 __proto__ (前后各有2个下划线)的属性,其包含了对象的原型。你可以尝试输入 person1.__proto__ 和 person1.__proto__.__proto__ ,看看代码中的原型链是什么样的! prototype 属性:继承成员被定义的地方那么,那些继承的属性和方法在哪儿定义呢?如果你查看 Object 参考页,会发现左侧列出许多属性和方法——大大超过我们在 person1 对象中看到的继承成员的数量。某些属性或方法被继承了,而另一些没有——为什么呢? 原因在于,继承的属性和方法是定义在 prototype 属性之上的(你可以称之为子命名空间 (sub namespace) )——那些以 Object.prototype. 开头的属性,而非仅仅以 Object. 开头的属性。prototype 属性的值是一个对象,我们希望被原型链下游的对象继承的属性和方法,都被储存在其中。 于是 Object.prototype.watch()、 Object.prototype.valueOf() 等等成员,适用于任何继承自 Object() 的对象类型,包括使用构造器创建的新的对象实例。 Object.is() 、Object.keys() ,以及其他不在 prototype 对象内的成员,不会被“对象实例”或“继承自 Object() 的对象类型”所继承。这些方法/属性仅能被 Object() 构造器自身使用。
注意:这看起来很奇怪——构造器本身就是函数,你怎么可能在构造器这个函数中定义一个方法呢?其实函数也是一个对象类型,你可以查阅 Function() 构造器的参考文档以确认这一点。 - 你可以检查已有的
prototype 属性。回到先前的例子,在 JavaScript 控制台输入: Person.prototype - 输出并不多,毕竟我们没有为自定义构造器的原型定义任何成员。缺省状态下,构造器的
prototype 属性初始为空白。现在尝试: Object.prototype 你会看到 Object 的 prototype 属性上定义了大量的方法;如前所示,继承自 Object 的对象都可以使用这些方法。 JavaScript 中到处都是通过原型链继承的例子。比如,你可以尝试从 String 、Date 、Number 和 Array 全局对象的原型中寻找方法和属性。它们都在原型上定义了一些方法,因此当你创建一个字符串时: var myString = 'This is my string.';
myString 立即具有了一些有用的方法,如 split() 、indexOf() 、replace() 等。
重要:prototype 属性大概是 JavaScript 中最容易混淆的名称之一。你可能会认为,这个属性指向当前对象的原型对象,其实不是(还记得么?原型对象是一个内部对象,应当使用 __proto__ 访问)。prototype 属性包含(指向)一个对象,你在这个对象中定义需要被继承的成员。 create() 我们曾经讲过如何用 Object.create() 方法创建新的对象实例。 - 例如,在上个例子的 JavaScript 控制台中输入:
var person2 = Object.create(person1); create() 实际做的是从指定原型对象创建一个新的对象。这里以 person1 为原型对象创建了 person2 对象。在控制台输入: person2.__proto__ 结果返回 person1 对象。 constructor 属性每个对象实例都具有 constructor 属性,它指向创建该实例的构造器函数。 - 例如,在控制台中尝试下面的指令:
person1.constructorperson2.constructor 都将返回 Person() 构造器,因为该构造器包含这些实例的原始定义。 一个小技巧是,你可以在 constructor 属性的末尾添加一对圆括号(括号中包含所需的参数),从而用这个构造器创建另一个对象实例。毕竟构造器是一个函数,故可以通过圆括号调用;只需在前面添加 new 关键字,便能将此函数作为构造器使用。 - 在控制台中输入:
var person3 = new person1.constructor('Karen', 'Stephenson', 26, 'female', ['playing drums', 'mountain climbing']); - 现在尝试访问新建对象的属性,例如:
person3.name.firstperson3.ageperson3.bio() 正常工作。通常你不会去用这种方法创建新的实例;但如果你刚好因为某些原因没有原始构造器的引用,那么这种方法就很有用了。 此外,constructor 属性还有其他用途。比如,想要获得某个对象实例的构造器的名字,可以这么用: instanceName.constructor.name
具体地,像这样: person1.constructor.name
修改原型从我们从下面这个例子来看一下如何修改构造器的 prototype 属性。 - 回到 oojs-class-further-exercises.html 的例子,在本地为源代码创建一个副本。在已有的 JavaScript 的末尾添加如下代码,这段代码将为构造器的
prototype 属性添加一个新的方法: Person.prototype.farewell = function() { alert(this.name.first + ' has left the building. Bye for now!');} - 保存代码,在浏览器中加载页面,然后在控制台输入:
person1.farewell(); 你会看到一条警告信息,其中还显示了构造器中定义的人名;这很有用。但更关键的是,整条继承链动态地更新了,任何由此构造器创建的对象实例都自动获得了这个方法。 再想一想这个过程。我们的代码中定义了构造器,然后用这个构造器创建了一个对象实例,此后向构造器的 prototype 添加了一个新的方法: function Person(first, last, age, gender, interests) { // 属性与方法定义};var person1 = new Person('Tammi', 'Smith', 32, 'neutral', ['music', 'skiing', 'kickboxing']);Person.prototype.farewell = function() { alert(this.name.first + ' has left the building. Bye for now!');}
但是 farewell() 方法仍然可用于 person1 对象实例——旧有对象实例的可用功能被自动更新了。这证明了先前描述的原型链模型。这种继承模型下,上游对象的方法不会复制到下游的对象实例中;下游对象本身虽然没有定义这些方法,但浏览器会通过上溯原型链、从上游对象中找到它们。这种继承模型提供了一个强大而可扩展的功能系统。 你很少看到属性定义在 prototype 属性中,因为如此定义不够灵活。比如,你可以添加一个属性: Person.prototype.fullName = 'Bob Smith';
但这不够灵活,因为人们可能不叫这个名字。用 name.first 和 name.last 组成 fullName 会好很多: Person.prototype.fullName = this.name.first + ' ' + this.name.last;
然而,这么做是无效的,因为本例中 this 引用全局范围,而非函数范围。访问这个属性只会得到 undefined undefined 。但这个语句若放在先前定义的 prototype 的方法中则有效,因为此时语句位于函数范围内,从而能够成功地转换为对象实例范围。你可能会在 prototype 上定义常属性 (constant property) (指那些你永远无需改变的属性),但一般来说,在构造器内定义属性更好。 译者注:关于 this 关键字指代(引用)什么范围/哪个对象,这个问题超出了本文讨论范围。事实上,这个问题有点复杂,如果现在你没能理解,也不用担心。 事实上,一种极其常见的对象定义模式是,在构造器(函数体)中定义属性、在 prototype 属性上定义方法。如此,构造器只包含属性定义,而方法则分装在不同的代码块,代码更具可读性。例如: // 构造器及其属性定义function Test(a,b,c,d) { // 属性定义};// 定义第一个方法Test.prototype.x = function () { ... }// 定义第二个方法Test.prototype.y = function () { ... }// 等等……
在 Piotr Zalewa 的 school plan app 样例中可以看到这种模式。 总结本文介绍了 JavaScript 对象原型,包括原型链如何允许对象之间继承特性、prototype 属性、如何通过它来向构造器添加方法,以及其他有关主题。 下一篇文章中,我们将了解如何在两个自定义的对象间实现功能的继承。
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