JavaScript 強(qiáng)大的原型和原型鏈

JavaScript 不包含傳統(tǒng)的類(lèi)繼承模型，而是使用 prototypal 原型模型。

雖然這經(jīng)常被當(dāng)作是 JavaScript 的缺點(diǎn)被提及，其實(shí)基于原型的繼承模型比傳統(tǒng)的類(lèi)繼承還要強(qiáng)大。實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的類(lèi)繼承模型是很簡(jiǎn)單，但是實(shí)現(xiàn) JavaScript 中的原型繼承則要困難的多。

由于 JavaScript 是唯一一個(gè)被廣泛使用的基于原型繼承的語(yǔ)言，所以理解兩種繼承模式的差異是需要一定時(shí)間的，今天我們就來(lái)了解一下原型和原型鏈。

原型

10年前，我剛學(xué)習(xí)JavaScript的時(shí)候，一般都是用如下方式來(lái)寫(xiě)代碼：

        var decimalDigits = 2,
            tax = 5;

        function add(x, y) {
            return x + y;
        }

        function subtract(x, y) {
            return x - y;
        }

        //alert(add(1, 3));

通過(guò)執(zhí)行各個(gè)function來(lái)得到結(jié)果，學(xué)習(xí)了原型之后，我們可以使用如下方式來(lái)美化一下代碼。

原型使用方式1：

在使用原型之前，我們需要先將代碼做一下小修改：

        var Calculator = function (decimalDigits, tax) {
            this.decimalDigits = decimalDigits;
            this.tax = tax;
        };

然后，通過(guò)給Calculator對(duì)象的prototype屬性賦值對(duì)象字面量來(lái)設(shè)定Calculator對(duì)象的原型。

        Calculator.prototype = {
            add: function (x, y) {
                return x + y;
            },

            subtract: function (x, y) {
                return x - y;
            }
        };
        //alert((new Calculator()).add(1, 3));

這樣，我們就可以new Calculator對(duì)象以后，就可以調(diào)用add方法來(lái)計(jì)算結(jié)果了。

原型使用方式2：

第二種方式是，在賦值原型prototype的時(shí)候使用function立即執(zhí)行的表達(dá)式來(lái)賦值，即如下格式：

Calculator.prototype = function () { } ();

它的好處在前面的帖子里已經(jīng)知道了，就是可以封裝私有的function，通過(guò)return的形式暴露出簡(jiǎn)單的使用名稱(chēng)，以達(dá)到public/private的效果，修改后的代碼如下：

 Calculator.prototype = function () {
            add = function (x, y) {
                return x + y;
            },

            subtract = function (x, y) {
                return x - y;
            }
            return {
                add: add,
                subtract: subtract
            }
        } ();

        //alert((new Calculator()).add(11, 3));

同樣的方式，我們可以new Calculator對(duì)象以后調(diào)用add方法來(lái)計(jì)算結(jié)果了。

再來(lái)一點(diǎn)

分步聲明：

上述使用原型的時(shí)候，有一個(gè)限制就是一次性設(shè)置了原型對(duì)象，我們?cè)賮?lái)說(shuō)一下如何分來(lái)設(shè)置原型的每個(gè)屬性吧。

var BaseCalculator = function () {
    //為每個(gè)實(shí)例都聲明一個(gè)小數(shù)位數(shù)
    this.decimalDigits = 2;
};

//使用原型給BaseCalculator擴(kuò)展2個(gè)對(duì)象方法
BaseCalculator.prototype.add = function (x, y) {
    return x + y;
};

BaseCalculator.prototype.subtract = function (x, y) {
    return x - y;
};

首先，聲明了一個(gè)BaseCalculator對(duì)象，構(gòu)造函數(shù)里會(huì)初始化一個(gè)小數(shù)位數(shù)的屬性decimalDigits，然后通過(guò)原型屬性設(shè)置2個(gè)function，分別是add(x,y)和subtract(x,y)，當(dāng)然你也可以使用前面提到的2種方式的任何一種，我們的主要目的是看如何將BaseCalculator對(duì)象設(shè)置到真正的Calculator的原型上。

var BaseCalculator = function() {
    this.decimalDigits = 2;
};

BaseCalculator.prototype = {
    add: function(x, y) {
        return x + y;
    },
    subtract: function(x, y) {
        return x - y;
    }
};

創(chuàng)建完上述代碼以后，我們來(lái)開(kāi)始：

var Calculator = function () {
    //為每個(gè)實(shí)例都聲明一個(gè)稅收數(shù)字
    this.tax = 5;
};

Calculator.prototype = new BaseCalculator();

我們可以看到Calculator的原型是指向到BaseCalculator的一個(gè)實(shí)例上，目的是讓Calculator集成它的add(x,y)和subtract(x,y)這2個(gè)function，還有一點(diǎn)要說(shuō)的是，由于它的原型是BaseCalculator的一個(gè)實(shí)例，所以不管你創(chuàng)建多少個(gè)Calculator對(duì)象實(shí)例，他們的原型指向的都是同一個(gè)實(shí)例。

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));
//BaseCalculator 里聲明的decimalDigits屬性，在 Calculator里是可以訪(fǎng)問(wèn)到的
alert(calc.decimalDigits); 

上面的代碼，運(yùn)行以后，我們可以看到因?yàn)镃alculator的原型是指向BaseCalculator的實(shí)例上的，所以可以訪(fǎng)問(wèn)他的decimalDigits屬性值，那如果我不想讓Calculator訪(fǎng)問(wèn)BaseCalculator的構(gòu)造函數(shù)里聲明的屬性值，那怎么辦呢？這么辦：

var Calculator = function () {
    this.tax= 5;
};

Calculator.prototype = BaseCalculator.prototype;

通過(guò)將BaseCalculator的原型賦給Calculator的原型，這樣你在Calculator的實(shí)例上就訪(fǎng)問(wèn)不到那個(gè)decimalDigits值了，如果你訪(fǎng)問(wèn)如下代碼，那將會(huì)提升出錯(cuò)。

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));
alert(calc.decimalDigits);

重寫(xiě)原型：

在使用第三方JS類(lèi)庫(kù)的時(shí)候，往往有時(shí)候他們定義的原型方法是不能滿(mǎn)足我們的需要，但是又離不開(kāi)這個(gè)類(lèi)庫(kù)，所以這時(shí)候我們就需要重寫(xiě)他們的原型中的一個(gè)或者多個(gè)屬性或function，我們可以通過(guò)繼續(xù)聲明的同樣的add代碼的形式來(lái)達(dá)到覆蓋重寫(xiě)前面的add功能，代碼如下：

//覆蓋前面Calculator的add() function 
Calculator.prototype.add = function (x, y) {
    return x + y + this.tax;
};

var calc = new Calculator();
alert(calc.add(1, 1));

這樣，我們計(jì)算得出的結(jié)果就比原來(lái)多出了一個(gè)tax的值，但是有一點(diǎn)需要注意：那就是重寫(xiě)的代碼需要放在最后，這樣才能覆蓋前面的代碼。

原型鏈

在將原型鏈之前，我們先上一段代碼：

function Foo() {
    this.value = 42;
}
Foo.prototype = {
    method: function() {}
};

function Bar() {}

// 設(shè)置Bar的prototype屬性為Foo的實(shí)例對(duì)象
Bar.prototype = new Foo();
Bar.prototype.foo = 'Hello World';

// 修正Bar.prototype.constructor為Bar本身
Bar.prototype.constructor = Bar;

var test = new Bar() // 創(chuàng)建Bar的一個(gè)新實(shí)例

// 原型鏈
test [Bar的實(shí)例]
    Bar.prototype [Foo的實(shí)例]
        { foo: 'Hello World' }
        Foo.prototype
            {method: ...};
            Object.prototype
                {toString: ... / etc. /};

上面的例子中，test 對(duì)象從 Bar.prototype 和 Foo.prototype 繼承下來(lái)；因此，它能訪(fǎng)問(wèn) Foo 的原型方法 method。同時(shí)，它也能夠訪(fǎng)問(wèn)那個(gè)定義在原型上的 Foo 實(shí)例屬性 value。需要注意的是 new Bar() 不會(huì)創(chuàng)造出一個(gè)新的 Foo 實(shí)例，而是重復(fù)使用它原型上的那個(gè)實(shí)例；因此，所有的 Bar 實(shí)例都會(huì)共享相同的 value 屬性。

屬性查找：

當(dāng)查找一個(gè)對(duì)象的屬性時(shí)，JavaScript 會(huì)向上遍歷原型鏈，直到找到給定名稱(chēng)的屬性為止，到查找到達(dá)原型鏈的頂部 - 也就是 Object.prototype - 但是仍然沒(méi)有找到指定的屬性，就會(huì)返回 undefined，我們來(lái)看一個(gè)例子：

        function foo() {
            this.add = function (x, y) {
                return x + y;
            }
        }

        foo.prototype.add = function (x, y) {
            return x + y + 10;
        }

        Object.prototype.subtract = function (x, y) {
            return x - y;
        }

        var f = new foo();
        alert(f.add(1, 2)); //結(jié)果是3，而不是13
        alert(f.subtract(1, 2)); //結(jié)果是-1

通過(guò)代碼運(yùn)行，我們發(fā)現(xiàn)subtract是安裝我們所說(shuō)的向上查找來(lái)得到結(jié)果的，但是add方式有點(diǎn)小不同，這也是我想強(qiáng)調(diào)的，就是屬性在查找的時(shí)候是先查找自身的屬性，如果沒(méi)有再查找原型，再?zèng)]有，再往上走，一直插到Object的原型上，所以在某種層面上說(shuō)，用 for in語(yǔ)句遍歷屬性的時(shí)候，效率也是個(gè)問(wèn)題。

還有一點(diǎn)我們需要注意的是，我們可以賦值任何類(lèi)型的對(duì)象到原型上，但是不能賦值原子類(lèi)型的值，比如如下代碼是無(wú)效的：

function Foo() {}
Foo.prototype = 1; // 無(wú)效

hasOwnProperty函數(shù)：

hasOwnProperty是Object.prototype的一個(gè)方法，它可是個(gè)好東西，他能判斷一個(gè)對(duì)象是否包含自定義屬性而不是原型鏈上的屬性，因?yàn)閔asOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一個(gè)處理屬性但是不查找原型鏈的函數(shù)。

// 修改Object.prototype
Object.prototype.bar = 1;
var foo = {goo: undefined};

foo.bar; // 1
'bar' in foo; // true

foo.hasOwnProperty('bar'); // false
foo.hasOwnProperty('goo'); // true

只有 hasOwnProperty 可以給出正確和期望的結(jié)果，這在遍歷對(duì)象的屬性時(shí)會(huì)很有用。 沒(méi)有其它方法可以用來(lái)排除原型鏈上的屬性，而不是定義在對(duì)象自身上的屬性。

但有個(gè)惡心的地方是：JavaScript 不會(huì)保護(hù) hasOwnProperty 被非法占用，因此如果一個(gè)對(duì)象碰巧存在這個(gè)屬性，就需要使用外部的 hasOwnProperty 函數(shù)來(lái)獲取正確的結(jié)果。

var foo = {
    hasOwnProperty: function() {
        return false;
    },
    bar: 'Here be dragons'
};

foo.hasOwnProperty('bar'); // 總是返回 false

// 使用{}對(duì)象的 hasOwnProperty，并將其上下為設(shè)置為foo
{}.hasOwnProperty.call(foo, 'bar'); // true

當(dāng)檢查對(duì)象上某個(gè)屬性是否存在時(shí)，hasOwnProperty 是唯一可用的方法。同時(shí)在使用 for in loop 遍歷對(duì)象時(shí)，推薦總是使用 hasOwnProperty 方法，這將會(huì)避免原型對(duì)象擴(kuò)展帶來(lái)的干擾，我們來(lái)看一下例子：

// 修改 Object.prototype
Object.prototype.bar = 1;

var foo = {moo: 2};
for(var i in foo) {
    console.log(i); // 輸出兩個(gè)屬性：bar 和 moo
}

我們沒(méi)辦法改變for in語(yǔ)句的行為，所以想過(guò)濾結(jié)果就只能使用hasOwnProperty 方法，代碼如下：

// foo 變量是上例中的
for(var i in foo) {
    if (foo.hasOwnProperty(i)) {
        console.log(i);
    }
}

這個(gè)版本的代碼是唯一正確的寫(xiě)法。由于我們使用了 hasOwnProperty，所以這次只輸出 moo。如果不使用 hasOwnProperty，則這段代碼在原生對(duì)象原型（比如 Object.prototype）被擴(kuò)展時(shí)可能會(huì)出錯(cuò)。

總結(jié)：推薦使用 hasOwnProperty，不要對(duì)代碼運(yùn)行的環(huán)境做任何假設(shè)，不要假設(shè)原生對(duì)象是否已經(jīng)被擴(kuò)展了。

總結(jié)

原型極大地豐富了我們的開(kāi)發(fā)代碼，但是在平時(shí)使用的過(guò)程中一定要注意上述提到的一些注意事項(xiàng)。

參考內(nèi)容：http://bonsaiden.github.com/JavaScript-Garden/zh/