1.prototype對象
1.1構造函數的缺點
JavaScript通過構造函數生成新對象,因此構造函數可以視為對象的模板。實例對象的屬性和方法,可以定義在構造函數內部。
function Cat (name, color) { this.name = name; this.color = color; } var cat1 = new Cat('大毛', '白色'); cat1.name // '大毛' cat1.color // '白色'
上面代碼的Cat函數是一個構造函數,函數內部定義了name屬性和color屬性,所有實例對象都會生成這兩個屬性。但是,這樣做是對系統資源的浪費,因為同一個構造函數的對象實例之間,無法共享屬性。
function Cat(name, color) { this.name = name; this.color = color; this.meow = function () { console.log('mew, mew, mew...'); }; } var cat1 = new Cat('大毛', '白色'); var cat2 = new Cat('二毛', '黑色'); cat1.meow === cat2.meow // false
上面代碼中,cat1和cat2是同一個構造函數的實例。但是,它們的meow方法是不一樣的,就是說每新建一個實例,就會新建一個meow方法。這既沒有必要,又浪費系統資源,因為所有meow方法都是同樣的行為,完全應該共享。
1.2 prototype屬性的作用
在JavaScript語言中,每一個對象都有一個對應的原型對象,被稱為prototype對象。定義在原型對象上的所有屬性和方法,都能被派生對象繼承。這就是JavaScript繼承機制的基本設計。
除了這種方法,JavaScript還提供了另一種定義實例對象的方法。我們知道,構造函數是一個函數,同時也是一個對象,也有自己的屬性和方法,其中有一個prototype屬性指向另一個對象,一般稱為prototype對象。該對象非常特別,只要定義在它上面的屬性和方法,能被所有實例對象共享。也就是說,構造函數生成實例對象時,自動為實例對象分配了一個prototype屬性。
function Animal (name) { this.name = name; } Animal.prototype.color = "white"; var cat1 = new Animal('大毛'); var cat2 = new Animal('二毛'); cat1.color // 'white' cat2.color // 'white'
上面代碼對構造函數Animal的prototype對象,添加了一個color屬性。結果,實例對象cat1和cat2都帶有該屬性。
更特別的是,只要修改prototype對象,變動就立刻會體現在實例對象。
Animal.prototype.color = "yellow"; cat1.color // 'yellow' cat2.color // 'yellow'
上面代碼將prototype對象的color屬性的值改為yellow,兩個實例對象的color屬性的值立刻就跟著變了。這是因為實例對象其實沒有color屬性,都是讀取prototype對象的color屬性。也就是說,當實例對象本身沒有某個屬性或方法的時候,它會到構造函數的prototype對象去尋找該屬性或方法。這就是prototype對象的特殊之處。
如果實例對象自身就有某個屬性或方法,它就不會再去prototype對象尋找這個屬性或方法。
cat1.color = 'black'; cat2.color // 'yellow' Animal.prototype.color // "yellow";
上面代碼將實例對象cat1的color屬性改為black,就使得它不用再去prototype對象讀取color屬性,後者的值依然為yellow。
總而言之,prototype對象的作用,就是定義所有實例對象共享的屬性和方法,所以它也被稱為實例對象的原型,而實例對象可以視作從prototype對象衍生出來的。
Animal.prototype.walk = function () { console.log(this.name + ' is walking.'); };
上面代碼在Animal.protype對象上面定義了一個walk方法,這個方法將可以在所有Animal實例對象上面調用。
1.3原型鏈
由於JavaScript的所有對象都有構造函數,而所有構造函數都有prototype屬性(其實是所有函數都有prototype屬性),所以所有對象都有自己的prototype原型對象。
因此,一個對象的屬性和方法,有可能是定義它自身上面,也有可能定義在它的原型對象上面(就像上面代碼中的walk方法)。由於原型本身也是對象,又有自己的原型,所以形成了一條原型鏈(prototype chain)。比如,a對象是b對象的原型,b對象是c對象的原型,以此類推。因為追根溯源,最源頭的對象都是從Object構造函數生成(使用new Object()命令),所以如果一層層地上溯,所有對象的原型最終都可以上溯到Object.prototype。那麼,Object.prototype有沒有原型呢?回答可以是有,也可以是沒有,因為Object.prototype的原型是沒有任何屬性和方法的null。
Object.getPrototypeOf(Object.prototype) // null
上面代碼表示Object.prototype對象的原型是null,由於null沒有任何屬性,所以原型鏈到此為止。
“原型鏈”的作用在於,當讀取對象的某個屬性時,JavaScript引擎先尋找對象本身的屬性,如果找不到,就到它的原型去找,如果還是找不到,就到原型的原型去找。以此類推,如果直到最頂層的Object.prototype還是找不到,則返回undefined。
舉例來說,如果讓某個函數的prototype屬性指向一個數組,就意味著該函數可以用作數組的構造函數,因為它生成的實例對象都可以通過prototype屬性調用數組方法。
function MyArray (){} MyArray.prototype = new Array(); MyArray.prototype.constructor = MyArray; var mine = new MyArray(); mine.push(1, 2, 3); mine.length // 3 mine instanceof Array // true
上面代碼的mine是MyArray的實例對象,由於MyArray的prototype屬性指向一個數組,使得mine可以調用數組方法(這些方法其實定義在數組的prototype對象上面)。至於最後那行instanceof表達式,我們知道instanceof運算符用來比較一個對象是否為某個構造函數的實例,最後一行表示mine為Array的實例。
mine instanceof Array // 等同於 (Array === MyArray.prototype.constructor) || (Array === Array.prototype.constructor) || (Array === Object.prototype.constructor )
上面代碼說明了instanceof運算符的實質,它依次與實例對象的所有原型對象的constructor屬性(關於該屬性的介紹,請看下一節)進行比較,只要有一個符合就返回true,否則返回false。
1.4 constructor屬性
prototype對象有一個constructor屬性,默認指向prototype對象所在的構造函數。
function P() {} P.prototype.constructor === P // true
由於constructor屬性定義在prototype對象上面,意味著可以被所有實例對象繼承。
function P() {} var p = new P(); p.constructor // function P() {} p.constructor === P.prototype.constructor // true p.hasOwnProperty('constructor') // false
上面代碼表示p是構造函數P的實例對象,但是p自身沒有contructor屬性,該屬性其實是讀取原型鏈上面的P.prototype.constructor屬性。
constructor屬性的作用是分辨prototype對象到底定義在哪個構造函數上面。
function F(){}; var f = new F(); f.constructor === F // true f.constructor === RegExp // false
上面代碼表示,使用constructor屬性,確定變量f的構造函數是F,而不是RegExp。
2.Object.getPrototypeOf方法
Object.getPrototypeOf方法返回一個對象的原型。
// 空對象的原型是Object.prototype Object.getPrototypeOf({}) === Object.prototype // true // 函數的原型是Function.prototype function f() {} Object.getPrototypeOf(f) === Function.prototype // true // 假定F為構造函數,f為F的實例對象 // 那麼,f的原型是F.prototype var f = new F(); Object.getPrototypeOf(f) === F.prototype // true
3.Object.create方法
Object.create方法用於生成新的對象,可以替代new命令。它接受一個對象作為參數,返回一個新對象,後者完全繼承前者的屬性,即前者成為後者的原型。
var o1 = { p: 1 }; var o2 = Object.create(o1); o2.p // 1
上面代碼中,Object.create方法在o1的基礎上生成了o2。此時,o1成了o2的原型,也就是說,o2繼承了o1所有的屬性的方法。
Object.create方法基本等同於下面的代碼,如果老式浏覽器不支持Object.create方法,可以用下面代碼自己部署。
if (typeof Object.create !== "function") { Object.create = function (o) { function F() {} F.prototype = o; return new F(); }; }
上面代碼表示,Object.create方法實質是新建一個構造函數F,然後讓F的prototype屬性指向作為原型的對象o,最後返回一個F的實例,從而實現讓實例繼承o的屬性。
下面三種方式生成的新對象是等價的。
var o1 = Object.create({}); var o2 = Object.create(Object.prototype); var o3 = new Object();
如果想要生成一個不繼承任何屬性(比如toString和valueOf方法)的對象,可以將Object.create的參數設為null。
var o = Object.create(null); o.valueOf() // TypeError: Object [object Object] has no method 'valueOf'
上面代碼表示,如果對象o的原型是null,它就不具備一些定義在Object.prototype對象上面的屬性,比如valueOf方法。
使用Object.create方法的時候,必須提供對象原型,否則會報錯。
Object.create() // TypeError: Object prototype may only be an Object or null
Object.create方法生成的新對象,動態繼承了原型。在原型上添加或修改任何方法,會立刻反映在新對象之上。
var o1 = { p: 1 }; var o2 = Object.create(o1); o1.p = 2; o2.p // 2
上面代碼表示,修改對象原型會影響到新生成的對象。
除了對象的原型,Object.create方法還可以接受第二個參數,表示描述屬性的attributes對象,跟用在Object.defineProperties方法的格式是一樣的。它所描述的對象屬性,會添加到新對象。
var o = Object.create(Object.prototype, { p1: { value: 123, enumerable: true }, p2: { value: "abc", enumerable: true } }); o.p1 // 123 o.p2 // "abc"
由於Object.create方法不使用構造函數,所以不能用instanceof運算符判斷,對象是哪一個構造函數的實例。這時,可以使用下面的isPrototypeOf方法,判讀原型是哪一個對象。
4.isPrototypeOf方法
isPrototypeOf方法用來判斷一個對象是否是另一個對象的原型。
var o1 = {}; var o2 = Object.create(o1); var o3 = Object.create(o2); o2.isPrototypeOf(o3) // true o1.isPrototypeOf(o3) // true
上面代碼表明,只要某個對象處在原型鏈上,isProtypeOf都返回true。
5.一個簡單示例
var ClassDemo = function () { //靜態private變量 var private_static_var = 'aaaa'; //靜態private方法 var private_static_func = function (key) { return key + private_static_var; } //private方法,關鍵就是第一參數self要傳入this var private_func = function (self, key) { return private_static_func(key + self.id); } var _class = function (id) { //構造函數 this.id = id; //public變量 } //public方法 _class.prototype.public_func = function (key) { return private_func(this, key); } return _class; }(); var a = new ClassDemo('hello world'); alert(a.public_func('world hello'));
沒有簡單的辦法實現private變量和public靜態變量/方法,不過封裝到這個程度夠用了