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原型与原型链

建议大家看的时候手动画图！！！这点很重要！！！ 

原型链在结构上很像链表，每个对象中都保存着一个地址，指向当前对象的原型，可以层层向上查找，起到继承的效果。 

原型链：由对象的__proto__属性串联起来直到Object.prototype.__proto__为null的链，就叫原型链。

原型

1、prototype：显式原型

每个函数都有一个prototype（显式原型）属性，都默认指向一个Object对象【全名：Object构造函数的实例对象。这个对象内部有两个默认携带的属性（方法）：__proto__、constructor。在被创建时就携带着这两个属性。】

但是有一个对象除外：Object构造函数（又叫Object函数对象）的prototype属性指向 → Object原型对象，又叫Object.prototype

几乎所有的对象都可以看做Object的实例对象，但这个被指向的对象Object原型对象却不能被叫做Object构造函数的实例化对象，原因是：

所有的Object实例对象必须满足一个要求，其内部的__proto__属性要有值，但是Object原型对象是整个原型链的终点，它的__proto__属性为null。

验证这个特殊的对象：

console.log(Object.prototype.__proto__);  // null

（1）查看对象的显式原型
Function原型 
function Fun() {};
console.log( Fun.prototype );

这里的__proto__实际上是对象的[[prototype]]属性的非标准表示。

从上述控制台输出可以看到，里面除了constructor、__proto__之外，没有其他任何属性。

Date原型 

Date函数的显式原型：console.log(Date.prototype);

可以看到，Date函数的原型，是一个Object实例对象。但是这个对象身上有很多的属性（方法），这是因为，在Date构造函数中，通过Date.prototype.xxx向它的原型中添加了很多属性。

（2）向构造函数的原型添加属性

例如：向构造函数Fun的原型中添加一个test属性（方法）：

let Fun = new Function()
Fun.prototype.test = function(){
    console.log("test");
}
console.log( Fun.prototype );  // 检验一下是否添加成功

发现构造函数 Fun 的原型中已经多了一个 test 方法。

图2-1

从上图可以看到，红色箭头就是引用，声明函数和变量会在栈中存放引用地址，实际内容存放在堆中。蓝色箭头表明fun的__proto__指向的是Fun的原型对象，紫色箭头表示Fun的原型对象中constructor指向了Fun的构造函数，而绿色箭头表明Fun构造函数的prototype指针指向的就是Fun的原型对象。

再结合代码，Fun被声明创建了红色箭头的引用。fun是Fun的实例对象，也创建了红色箭头的引用，同时new关键字实例化对象会把fun与Fun的原型进行关联，形成了蓝色箭头。然后在Fun.prototype上面新增了test方法。因此fun可以通过__proto__属性找到构造函数中的test方法，从而进行调用。

Fun函数是Object构造函数的实例化对象，引用类型都会继承Object对象的原型（也就是空Object对象）。结合原型链知识，原型对象中会存在一个指针constructor指向对象的构造函数，也就是图中的紫色箭头，而构造函数中会存在一个prototype指针指向对象的原型对象，也就是图中的绿色箭头。

（3）构造函数的prototype属性指向一个空Object对象（Fun.prototype），在这个对象的内部有一个属性：constructor，它指向生成这个空Object对象的构造函数。 

根据以上判断，可以理解下面代码： 

console.log( Date.prototype.constructor === Date );  // true
console.log( Fun.prototype.constructor === Fun );   // true
（4）所有函数的显式原型属性都指向一个空Object实例对象

根据图2-1我们截取一小部分，从局部来看

虽然每个函数的原型都是一个空Object对象，但这些对象并不是同一个对象。每个构造函数都有自己的空Object对象。这个空Object对象还有一个别名，对于Fun来说，它的原型对象就可以直接叫做Fun.prototype（Fun的显式原型）。

从图上可以看出prototype指针是指向Fun.prototype这个空Object对象的。

总结：构造函数中存在prototype指针指向原型对象（空Object对象），原型对象（空Object对象）中存在constructor指针指向构造函数

我们可以记这个图：

2、__proto__：隐式原型

每个对象都有一个__proto__属性。对象的隐式原型属性的值对应“生成它的构造函数”的显式原型的值，都指向构造函数的原型：空的Object对象。

从上面解释，可以得出，在原型对象中还有一个__proto__属性值，这个值指向的是，当前原型对象被生成的构造函数的prototype，都指向构造函数的原型（空的Object对象）。

这么说可能不好理解，再根据上面的例子，Fun.prototype是Fun的空Object对象，Fun.prototype本身就是对象，既然是对象就会有__proto__属性，而这个__proto__指向的是生成Fun.prototype的构造函数的prototype（原型对象）。相当于这里的Fun构造函数的__proto__属性，指向Fun.prototype。

同理，（生成Fun.prototype对象）的构造函数的__proto__属性，指向（生成Fun.prototype对象）.prototype 。

__proto__ → （生成当前对象的原型对象的构造函数的prototype），再结合上面的图，也就是说__proto__ 指向的就是当前对象的原型对象

注意：对比显示原型对象，区别在于，prototype显示原型针对的是函数，而__proto__隐式原型针对的是对象。因为函数本质上就是Object的扩展。（注意联系）

（1）获取对象的隐式原型
let Fun = new Function();
let fun = new Fun();
console.log( fun.__proto__ );

（2）prototype、__proto__本质上都是一个指针，指向了同一片区域 → 构造函数的显式原型（prototype）指向的空Object对象。

按照这种说法，fun对象中会生成一个属性__proto__指向构造函数Fun的原型空Object对象Fun.prototype（这个空Object对象的名字可以直接叫做Fun.prototype）。验证一下这种说法：

let Fun = new Function();
let fun = new Fun();
console.log( Fun.prototype === fun.__proto__ );  //true

思考：构造函数Fun的原型Object是一个对象。每个实例对象都有一个__proto__属性，那么这个空Object对象的原型（Object.prototype）拥有__proto__属性吗？

答案：没错，就是值比较特殊，为null。原型链就是通过隐式原型__proto__向上查找的，Object.prototype是整个原型链的尽头，所以这里自然就是null了，表示原型链的终止。

console.log( Object.prototype.__proto__ );  // null

接着推测，既然所有的函数都有prototype属性，那Object的构造函数有没有这个属性呢？

答案：有。打印Fun.prototype，其实就是打印构造函数Fun内部生成的空Object对象（原型对象），空Object对象中的__proto__属性，就是由Object构造函数中的prototype复制而来。

这个空的Object对象中__proto__属性，指向的又是谁呢？

答案：空的Object对象中的__proto__属性，指向的就是Object原型对象。所以Object构造函数的prototype属性，指向的也是这个Object原型对象。

let Fun = new Function();
console.log( Fun.prototype.__proto__ );
// Fun.prototype对应的就是这个空Object对象
// 等价于 console.log(Object.prototype) --> 打印 Object 原型对象

从上述的打印可以知道，为什么我们随便创建一个函数，这个函数和它的实例对象都可以使用toString()方法。因为本身Object原型中存在该方法，每个引用对象都会在构造函数中生成这个空Object对象（原型对象）。

每个对象都有__proto__属性，Object原型对象就没有该属性吗？

答案：有，但这个属性值为null。这就是整个原型链的尽头。

总结：每个构造函数中都有一个prototype属性，指向它的原型对象，这个原型对象内部默认是空的。每个实例对象都有一个__proto__属性，指向生成它的构造函数的原型（空Object对象）。每个构造函数的原型（空Object对象）都有一个constructor属性来执行构造函数。

prototype和__proto__创建时间

就构造函数Fun而言，函数Fun的prototype属性在定义这个构造函数的时候就创建出来了；

对于实例对象fun来说，__proto__则是在通过new创建对象的时候才添加的。在实例化一个对象的时候，还做了一件事：this.__proto__ = Fun.prototype，将构造函数的prototype属性赋值给实例对象的__proto__属性。（看到上面的三角图了吗？这样是不更好理解了。就是图中__proto__指向）

往下推理，在创建Fun构造函数的时候，必然还做了一件事：this.prototype = { }【也可以写成：this.prototype = new Object()】，为Fun构造函数创建一个空Object对象。

原型链

看看原型链的经典图解，看起来很复杂，但要求每个前端程序员都能自己画出来。

由于上述代码和图不好看，且不好理解，我们用原型三角图的形式表示，如下：

对画原型图做一个总结：

  1. 所有的“ 构造函数 ”都有一个 prototype 属性指向其原型：“ 空 Object 对象 ”。
  2. 所有的“ 实例对象 ”都有一个 __proto__ 属性，指向其构造函数的原型“ 空 Object 对象 ”。
  3. 所有“ 空Object对象 ”都有一个 constructor 属性，指向创建它的“ 构造函数 ”。
  4. 每个构造函数的原型“ 空Object对象 ”也是个对象，它们均是由“Object构造函数”实例化而来，因此它们的 __proto__ 均指向 Object 构造函数的原型：“ Object.prototype ”。
  5. 所有的“ 构造函数 ”（包括Function自身）均是由“ 构造函数 Function ”实例化而来，因此每个构造函数都有一个 __proto__ 属性，指向 Function 的原型 “ Function.prototype ”。（如下图2-2-1）
  6. “ Object.prototype ”作为整个原型链的终点，其 __proto__ 为 null。

图2-2-1

JS引擎在加载页面的时候，首先会把一些内置的函数加载出来，这其中就包括 Object 构造函数【除 Object 构造函数的原型之外，所有其它构造函数的原型空 Object 对象都是它的实例。】、Object 原型对象。Object 构造函数是一个全局对象，在栈内存中有一个变量名 Object，它内部存储的就是这个全局 Object 构造函数的地址。

1. 原型链查找：

在调用一个方法时，如果对象自身找不到，则通过__proto__属性，沿着原型链不断向上查找，最终会来到Object原型对象，看Object原型对象上是否有此方法，有的话就会调用这个方法，像toString()、hasOwnProperty()、valueOf()等方法就是一层一层向上查找，最终Object原型对象上找到了该方法。假如在Object原型对象上找不到该方法，就会打印undefined。

原型链查找属性例子：

fun.test1()：test1在Fun构造函数中被添加，因此实例化对象fun就拥有了该方法，调用test1的时候，在自己身上就能找到。

fun.test2()：test2是在Fun的原型对象上添加的，fun对象在自身寻找test2方法没找到，此时会通过fun.__proto__找到该对象的隐式原型对象，也就是Fun.prototype（构造函数Fun的原型空Object对象），最终在Fun.prototype身上找到了test2方法。

fun.toString()：fun在自身寻找toString方法没找到，接着通过fun.__proto__向上找，在Fun.prototype身上也没找到，继续沿着__proto__上找，在Object.prototype身上找到了toString方法并调用。

fun.test3()：fun在自身寻找test3方法没找到，接着通过fun.__proto__向上找，在Fun.prototype身上也没找到，继续沿着__proto__上找，在Object.prototype身上也没找到，打印undefined。

console.log(fun.test3);  // undefined
fun.test3();  // fun.test3 is not a function

总结：方法一般会被定义在原型中，属性一般通过构造函数定义在对象身上，因为属性都带有个性特征，但方法可以普遍地供每个实例对象使用，每个对象用的时候只需要沿着原型链向上查找即可，就不需要额外占用内存。

instanceof经典问题辨析

instanceof用来判断一个对象是否是另一个对象的实例，例如可以使用A instanceof B来判断A是否为B的实例。即B的显式原型是否位于A的原型链上。

console.log(Fun.prototype instanceof Object) //true

举例：

console.log(Object instanceof Function)  
console.log(Object instanceof Object)  
console.log(Function instanceof Function)  
console.log(Function instanceof Object)

（1）判断A是否为B的实例

（2）判断B.prototype是否位于A的原型链上。

结论：

  1. 所有函数都是由Function构造函数实例化而来
  2. Function也是由Function构造函数构造出来的实例
  3. 基本上所有的对象都是Object构造函数的实例（Object.prototype除外）

Function instanceof Object

  • prototype：Object -> Object.prototype
  • __proto__：Function -> Function.prototype -> Object.prototype

Object instance of Object

  • prototype：Object -> Object.prototype
  • __proto__：Object -> Function.prototype -> Object.prototype

Function instance of Function

  • prototype：Function -> Function.prototype 
  • __proto__：Function -> Function.prototype

Object instanceof Function

  • prototype：Function -> Function.prototype
  • __proto__：Object -> Function.prototype

因此：

console.log(Object instanceof Function)  //true
console.log(Object instanceof Object)  //true
console.log(Function instanceof Function)  //true
console.log(Function instanceof Object)  //true

假如在这个例子上加一个函数对象Foo呢，Object instanceof Foo，如何判断？

Object instanceof Foo

  • prototype：Foo -> Foo.prototype
  • __proto__：Object -> Function.prototype -> Object.prototype

结果是：false，可以看到Foo并没有出现在__proto__原型链上。

总结：每个函数的原型又叫构造函数的原型对象。既然是一个对象，就是Object的实例。如果一个对象是Object的实例对象，则__proto__属性必须有值。但是Object原型对象Object.prototype并不是Object的实例对象，他是原型链的终点，所以__proto__属性值为null。因此Object.prototype instanceof Object 为false

console.log(Object.prototype instanceof Object)  //false

2、案例分析

// 练习一：
function A() {};
A.prototype.n = 1;
var b = new A();
A.prototype = {
    n: 2,
    m: 3
}
 
var c = new A();
console.log(b.n, b.m, c.n, c.m);

练习一：

b是A的实例对象，因此可以使用A原型定义的变量n=1，所以b.n输出为1。

注意在b实例化后，才在A的原型上新增了m和n属性，因此在b获取的时候并没有获取到m的值，所以为undefined。

c是A的实例化对象可以正常访问A中的属性，输出2,3

// 练习二：
function F() {};
Object.prototype.a = function(){
    console.log('a()');
}
Function.prototype.b = function(){
    console.log('b()');
}
 
var f = new F();
f.a();
f.b();
F.a();
F.b();

练习二：

f是F的实例对象，调用a方法在自身找不到，则去__proto__上找到Object.prototype里面有a方法，因此正常打印。

f在自身找不到b方法，去Object.prototype上也找不到，因此报错，输出f.b is not a function

F是Function的实例对象，在自身找不到a方法，则去__proto__上找Function.prototype发现也没找到，继续向上找到Object.prototype，找到里面的a方法，正常输出a()

F在自身找不到b方法，去Function.prototype中找到了b方法，正常输出b()

原理

原型链本质就是一个链表，是js实现继承的一种机制。

任何对象（函数）内部都有一个原型对象（prototype），new 实例对象创建成功后，会加上一个__proto__属性，称为它的隐式原型，当我们访问对象上的属性或方法的时候，如果在当前对象自身找不到，js就会沿着__proto__一层层向上找，直到找到该属性或者方法，或者到达原型链的终点，即Object.prototype.__proto__为null，为止。这就是原型链。

好处优点

所有对象都可以共享原型链的方法，从而实现属性和方法的继承，达到节省内存的效果。

原型链应用场景

  1. jQuery，$ 就放在jQuery的原型链上，我们用 $ 拿属性
  2. Vue 的axios也是放在vue的原型链上，我们使用 $ axios在文件的任何位置都可以访问这个方法
  3. 数组方法Array.prototype

原型/原型链总结：

  • 原型链是JavaScript实现继承的一种机制
  • 任何函数都有一个prototype，称为这个函数的原型
  • 这个函数也可以把它当成一个构造函数，通过new出一个实例
  • 实例创建成功后自动加上一个__proto__，称为它的隐式原型

原型链是JavaScript中一个复杂但强大的特性，它允许对象之间共享属性和方法，并通过原型链实现类似传统面向对象编程语言的继承机制，掌握原型链的概念和用法对于深入理解JavaScript的面向对象编程至关重要。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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