前言 JavaScript 原型是該語言中一個非常重要的概念。理解原型是理解 JavaScript 的關鍵。在本篇技術博客中,我們將深入探討 JavaScript 的原型概念,並介紹常用的操作對象原型的方法。(歡迎點評,歡迎指正!) 什麼是原型? 在 JavaScript 中,每個對象都有一個原型( ...
前言
JavaScript 原型是該語言中一個非常重要的概念。理解原型是理解 JavaScript 的關鍵。在本篇技術博客中,我們將深入探討 JavaScript 的原型概念,並介紹常用的操作對象原型的方法。(歡迎點評,歡迎指正!)
什麼是原型?
在 JavaScript 中,每個對象都有一個原型(prototype
)對象。原型可以看做是對象的“父類”,包含了一些共有的屬性和方法。當我們試圖訪問對象的屬性時,JavaScript 首先查找該對象本身是否有該屬性,如果沒有,就會在該對象的原型中查找,如果還沒有,就會一直沿著原型鏈(也可理解為原型對象的原型對象)向上查找,直到找到該屬性或者查找到原型鏈的頂端為止。
在 JavaScript 中,我們可以使用 Object.getPrototypeOf 方法來獲取一個對象的原型,例如:
const obj = {};
console.log(Object.getPrototypeOf(obj)); // 輸出:{}
這裡的 {} 就是 obj 對象的原型。
原型鏈
每個對象的原型也可以有自己的原型,這樣就形成了一個鏈式結構,我們稱之為“原型鏈”。
在 JavaScript 中,原型鏈的頂端是 Object.prototype
,它是所有對象的預設原型。Object.prototype
對象中包含了一些常用的屬性和方法,例如 toString、valueOf 等。
const obj = {};
console.log(Object.getPrototypeOf(obj) === Object.prototype); // 輸出:true
console.log(obj.toString()); // 輸出:[object Object]
在 JavaScript 中,我們可以通過 Object.create 方法來創建一個新對象,並將其原型指向指定對象。例如:
const obj1 = { name: 'Jack' };
const obj2 = Object.create(obj1);
console.log(obj2.name); // 輸出:'Jack'
在上面的代碼中,我們創建了一個對象 obj1,然後通過 Object.create 方法創建了一個新對象 obj2,並將其原型指向 obj1。由於 obj1 中包含了一個屬性 name,所以在 obj2 中也能訪問到該屬性。
構造函數創建對象
在JavaScript中,通過構造函數創建對象時,這些對象都會有一個內部屬性Prototype
,指向構造函數的原型對象。例如:
function Person(name, age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
const person = new Person('Tom', 20);
console.log(person.__proto__ === Person.prototype); // true
這裡的person.__proto__
就是指向Person構造函數的原型對象Person.prototype。通過new關鍵字創建的實例對象就是構造函數的一個實例,因此它繼承了構造函數的原型對象中定義的屬性和方法。
如果我們想要給Person構造函數的原型對象添加一個方法,可以通過給Person.prototype賦值來實現:
Person.prototype.sayHello = function() {
console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
}
現在,Person構造函數的所有實例對象都可以訪問這個新定義的方法:
const person = new Person('Tom', 20);
person.sayHello(); // Hello, my name is Tom
當我們訪問一個對象的屬性或方法時,JavaScript引擎會首先查找對象本身是否有該屬性或方法。如果對象本身沒有定義,就會沿著它的原型鏈向上查找,直到找到為止。如果一直查找到最頂層的原型對象還沒有找到,則返回undefined。
__proto__
與 Prototype
區別
在JavaScript中,每個對象都有一個__proto__
屬性和一個構造函數的 prototype 屬性。它們兩者都與對象原型有關,但是它們的作用和用法是不同的。
__proto__
是一個對象的內部屬性,用於指向該對象的原型。當我們訪問對象的某個屬性時,JavaScript引擎會先查找該對象本身是否有該屬性,如果沒有則會去該對象的原型鏈中查找。因此,我們可以通過修改 __proto__
來修改對象的原型鏈,但是不建議這樣做,因為 __proto__
是一個非標準的屬性,在一些瀏覽器中可能會出現相容性問題。
相比之下,prototype
是一個構造函數特有的屬性,它是一個對象,包含了該構造函數的所有實例共用的屬性和方法。當我們使用 new 運算符創建一個實例時,實例對象會繼承其構造函數的 prototype
屬性。因此,我們可以通過在構造函數的 prototype
上定義屬性和方法來實現所有實例共用這些屬性和方法的效果。
下麵是一個簡單的例子,演示了 __proto__
和 prototype
的使用方法和區別:
function Animal(name) {
this.name = name;
}
// 通過 prototype 定義方法
Animal.prototype.sayName = function() {
console.log('My name is', this.name);
};
// 創建實例
const cat = new Animal('Tom');
// 訪問實例屬性和方法
console.log(cat.name); // 'Tom'
cat.sayName(); // 'My name is Tom'
// 修改實例的 __proto__
const dog = {};
dog.__proto__ = Animal.prototype;
dog.name = 'Spike';
dog.sayName(); // 'My name is Spike'
上述例子中,我們首先定義了一個 Animal 構造函數,並通過 prototype
定義了一個 sayName 方法。然後,我們創建了一個 cat 實例,訪問了實例的 name 屬性和 sayName 方法。接著,我們創建了一個 dog 對象,並將其 __proto__
屬性設置為 Animal.prototype,這樣 dog 對象就可以繼承 Animal 的 prototype
上定義的方法和屬性。最後,我們訪問了 dog 對象的 name 屬性和 sayName 方法,驗證了 __proto__
和 prototype
的區別。
操作對象原型的方法
在 JavaScript 中,我們可以使用一些方法來操作對象原型,下麵是一些常用的操作對象原型的方法:
- Object.getPrototypeOf(obj):獲取對象的原型。
- Object.setPrototypeOf(obj, prototype):設置對象的原型。
- obj.hasOwnProperty(prop):判斷對象是否有自有屬性prop。
- obj.isPrototypeOf(obj2):判斷對象是否是另一個對象的原型。
需要註意的是,修改原型對象會對繼承自它的所有實例對象生效。因此,在修改原型對象時需要特別小心,確保不會對其他對象產生影響。
Object.create()
Object.create():創建一個新對象,使用現有對象作為新對象的原型。
const parent = {
name: "parent",
sayHello: function () {
console.log(`Hello, I'm ${this.name}.`);
},
};
const child = Object.create(parent);
child.name = "child";
child.sayHello(); // Hello, I'm child.
Object.getPrototypeOf()
Object.getPrototypeOf():獲取對象的原型。
const parent = {
name: "parent",
};
const child = Object.create(parent);
console.log(Object.getPrototypeOf(child) === parent); // true
Object.setPrototypeOf()
Object.setPrototypeOf():設置對象的原型。
const parent = {
name: "parent",
};
const child = {};
Object.setPrototypeOf(child, parent);
console.log(Object.getPrototypeOf(child) === parent); // true
Object.prototype.hasOwnProperty()
Object.prototype.hasOwnProperty():判斷對象是否擁有某個屬性,不包括原型鏈上的屬性。
const obj = { a: 1 };
console.log(obj.hasOwnProperty("a")); // true
console.log(obj.hasOwnProperty("toString")); // false
Object.prototype.isPrototypeOf()
Object.prototype.isPrototypeOf():判斷對象是否是另一個對象的原型。
const parent = {};
const child = Object.create(parent);
console.log(parent.isPrototypeOf(child)); // true
console.log(child.isPrototypeOf(parent)); // false
Object.prototype.constructor
Object.prototype.constructor:獲取對象的構造函數。
function Person(name) {
this.name = name;
}
const person = new Person("Tom");
console.log(person.constructor === Person); // true
使用場景
JS的原型在實際開發中有許多使用場景,其中一些常見的包括:
- 原型繼承:使用原型鏈實現繼承,可以減少代碼的冗餘,提高代碼的可重用性。
- 動態添加方法:在原型對象上動態添加方法,可以使得所有實例都能共用該方法,避免每個實例都單獨創建方法,節省記憶體。
- 實現多態:利用原型鏈的特性,可以實現多態,即同一個方法可以有多種不同的實現方式,根據實際對象類型進行調用。
- 擴展和覆蓋原型屬性和方法:可以通過修改原型對象來實現對所有實例屬性和方法的擴展或覆蓋,具有很大的靈活性。
舉例說明幾個使用場景
創建對象
在JavaScript中,可以使用原型來創建對象,這種方式可以避免多次創建相同的對象,提高代碼的性能。例如:
function Person(name) {
this.name = name;
}
Person.prototype.sayHello = function() {
console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
}
const person1 = new Person('John');
person1.sayHello(); // 輸出:Hello, my name is John
const person2 = new Person('Jane');
person2.sayHello(); // 輸出:Hello, my name is Jane
繼承
JavaScript中沒有類的概念,繼承是通過原型來實現的。子類通過原型鏈繼承父類的屬性和方法。例如:
function Animal(name) {
this.name = name;
}
Animal.prototype.sayName = function() {
console.log(`My name is ${this.name}`);
}
function Dog(name, breed) {
Animal.call(this, name); // 繼承父類的屬性
this.breed = breed;
}
Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype); // 繼承父類的方法
Dog.prototype.constructor = Dog;
Dog.prototype.sayBreed = function() {
console.log(`My breed is ${this.breed}`);
}
const dog = new Dog('Buddy', 'Golden Retriever');
dog.sayName(); // 輸出:My name is Buddy
dog.sayBreed(); // 輸出:My breed is Golden Retriever
修改對象
通過原型,可以方便地對現有對象進行修改或添加新的屬性和方法。例如:
const person = { name: 'John' };
Object.getPrototypeOf(person).sayHello = function() {
console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
}
person.sayHello(); // 輸出:Hello, my name is John
多態
在 JavaScript 中,可以使用原型實現多態。多態是指在不同的對象實例中,同一個方法可以有不同的實現方式。通過原型,可以在不改變對象實例自身的情況下,實現方法的多態性。
舉個例子,假設有一個名為 Animal 的構造函數,其原型對象有一個方法 speak,並且有兩個子構造函數 Cat 和 Dog,它們繼承了 Animal 的原型對象。現在我們希望在 Cat 和 Dog 的實例中,分別實現 speak 方法的不同實現方式。
function Animal() {}
Animal.prototype.speak = function() {
console.log('Animal speaks');
}
function Cat() {}
Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Cat.prototype.constructor = Cat;
Cat.prototype.speak = function() {
console.log('Meow');
}
function Dog() {}
Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Dog.prototype.constructor = Dog;
Dog.prototype.speak = function() {
console.log('Woof');
}
const cat = new Cat();
const dog = new Dog();
cat.speak(); // Meow
dog.speak(); // Woof
在上述例子中,我們通過將 Cat 和 Dog 的原型對象設置為 Animal 的原型對象,並分別實現了它們自己的 speak 方法,使得它們的 speak 方法在不同的實例中有不同的實現方式。這就是使用 JS 原型實現多態的一種方法。
說明:在JavaScript中,每個函數都有一個預設的 prototype 屬性,它指向一個對象,即該函數的原型對象。該原型對象是包含構造函數所有實例共用的屬性和方法。
而 constructor 是原型對象上的一個屬性,它指向創建當前對象的構造函數。因此 Cat.prototype.constructor = Cat 的作用是將 Cat 函數的原型對象上的 constructor 屬性指向 Cat 函數本身,以確保 Cat 函數作為構造函數創建的對象,其 constructor 屬性正確地指向 Cat 函數本身。
在上述代碼中,由於將 Animal 函數的原型對象替換為 Cat 函數的實例,因此也需要將 constructor 屬性指向 Cat 函數本身,以確保 constructor 屬性的正確性。
總結
JavaScript 中的所有對象都有一個內置的屬性 __proto__
,用於指向其原型對象。每個構造函數都有一個名為 Prototype
的屬性,該屬性指向一個對象,該對象是由該構造函數創建的所有實例對象的原型。因此,可以通過構造函數的 Prototype
屬性來擴展對象的原型。對象可以訪問其原型中的屬性和方法,就像它們是對象自身的屬性和方法一樣。當對象嘗試訪問其自身不存在的屬性或方法時,它會沿著原型鏈向上查找,直到找到匹配的屬性或方法為止。
在 JavaScript 中,原型可以用於實現繼承和共用屬性和方法。通過創建一個新對象,並將其原型設置為另一個對象,可以實現原型繼承。此外,可以使用原型將屬性和方法添加到對象中,這些屬性和方法可以被該對象的所有實例共用。
總之,原型是JavaScript中一個非常重要的概念,掌握原型的原理和使用方法對於編寫高效、優雅的JavaScript代碼至關重要。