JavaScript中__proto__与prototype的关系

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2015/08/29 23:28
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Snandy

Stop, thinking is the essence of progress.

JavaScript中__proto__与prototype的关系

这里讨论下对象的内部原型(__proto__)和构造器的原型(prototype)的关系。

 

一、所有构造器/函数的__proto__都指向Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)

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Number.__proto__ === Function.prototype   // true
Boolean.__proto__ === Function.prototype  // true
String.__proto__ === Function.prototype   // true
Object.__proto__ === Function.prototype   // true
Function.__proto__ === Function.prototype  // true
Array.__proto__ === Function.prototype    // true
RegExp.__proto__ === Function.prototype   // true
Error.__proto__ === Function.prototype    // true
Date.__proto__ === Function.prototype     // true

 

JavaScript中有内置(build-in)构造器/对象共计12个(ES5中新加了JSON),这里列举了可访问的8个构造器。剩下如Global不能直接访问,Arguments仅在函数调用时由JS引擎创建,Math,JSON是以对象形式存在的,无需new。它们的__proto__是Object.prototype。如下

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Math.__proto__ === Object.prototype   // true
JSON.__proto__ === Object.prototype   // true

 

上面说的“所有构造器/函数”当然包括自定义的。如下

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// 函数声明
function  Person() {}
// 函数表达式
var  Man =  function() {}
console.log(Person.__proto__ === Function.prototype)  // true
console.log(Man.__proto__ === Function.prototype)     // true

 

这说明什么呢?

所有的构造器都来自于Function.prototype,甚至包括根构造器Object及Function自身。所有构造器都继承了Function.prototype的属性及方法。如length、call、apply、bind(ES5)。

 

Function.prototype也是唯一一个typeof XXX.prototype为 “function”的prototype。其它的构造器的prototype都是一个对象。如下

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console.log(typeof  Function.prototype)  // function
console.log(typeof  Object.prototype)    // object
console.log(typeof  Number.prototype)    // object
console.log(typeof  Boolean.prototype)   // object
console.log(typeof  String.prototype)    // object
console.log(typeof  Array.prototype)     // object
console.log(typeof  RegExp.prototype)    // object
console.log(typeof  Error.prototype)     // object
console.log(typeof  Date.prototype)      // object
console.log(typeof  Object.prototype)    // object

  

噢,上面还提到它是一个空的函数,alert(Function.prototype) 下看看。

 

知道了所有构造器(含内置及自定义)的__proto__都是Function.prototype,那Function.prototype的__proto__是谁呢?

 

相信都听说过JavaScript中函数也是一等公民,那从哪能体现呢?如下

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console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype)  // true

这说明所有的构造器也都是一个普通JS对象,可以给构造器添加/删除属性等。同时它也继承了Object.prototype上的所有方法:toString、valueOf、hasOwnProperty等。

 

最后Object.prototype的__proto__是谁?

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Object.prototype.__proto__ ===  null   // true

已经到顶了,为null。

 

二、所有对象的__proto__都指向其构造器的prototype

上面测试了所有内置构造器及自定义构造器的__proto__,下面再看看所有这些构造器的实例对象的__proto__指向谁?

 

先看看JavaScript引擎内置构造器

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var  obj = {name:  'jack'}
var  arr = [1,2,3]
var  reg = /hello/g
var  date =  new  Date
var  err =  new  Error('exception')
 
console.log(obj.__proto__ === Object.prototype)  // true
console.log(arr.__proto__ === Array.prototype)   // true
console.log(reg.__proto__ === RegExp.prototype)  // true
console.log(date.__proto__ === Date.prototype)   // true
console.log(err.__proto__ === Error.prototype)   // true

 

再看看自定义的构造器,这里定义了一个Person

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function  Person(name) {
    this.name = name
}
var  p =  new  Person('jack')
console.log(p.__proto__ === Person.prototype)  // true

p是Person的实例对象,p的内部原型总是指向其构造器Person的prototype。

 

每个对象(不管是Object对象还是Function对象)都有一个constructor属性,可以获取它的构造器,因此以下打印结果也是恒等的

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function  Person(name) {
    this.name = name
}
var  p =  new  Person('jack')
console.log(p.__proto__ === p.constructor.prototype)  // true

 

关于什么是原型:原型就是prototype属性:
标准对象原型访问器Object.getPrototype(object),到目前为止只有Firefox和chrome实现了此访问器。除了IE,其他的浏览器支持非标准的访问器__proto__,而prototype则是一个只有函数才具有的属性

上面的Person没有给其原型添加属性或方法,这里给其原型添加一个getName方法

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function  Person(name) {
    this.name = name
}
// 修改原型
Person.prototype.getName =  function() {}
var  p =  new  Person('jack')
console.log(p.__proto__ === Person.prototype)  // true
console.log(p.__proto__ === p.constructor.prototype)  // true

可以看到p.__proto__与Person.prototype,p.constructor.prototype都是恒等的,即都指向同一个对象。

 

如果换一种方式设置原型,结果就有些不同了

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function  Person(name) {
    this.name = name
}
// 重写原型
Person.prototype = {
    getName:  function() {}
}
var  p =  new  Person('jack')
console.log(p.__proto__ === Person.prototype)  // true
console.log(p.__proto__ === p.constructor.prototype)  // false

这里直接重写了Person.prototype(注意:上一个示例是修改原型)。输出结果可以看出p.__proto__仍然指向的是Person.prototype,而不是p.constructor.prototype。

这也很好理解,给Person.prototype赋值的是一个对象直接量{getName: function(){}},使用对象直接量方式定义的对象其构造器(constructor)指向的是根构造器Object,Object.prototype是一个空对象{},{}自然与{getName: function(){}}不等。如下

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var  p = {}
console.log(Object.prototype)  // 为一个空的对象{}
console.log(p.constructor === Object)  // 对象直接量方式定义的对象其constructor为Object
console.log(p.constructor.prototype === Object.prototype)  // 为true,不解释 

 

上面代码中用到的__proto__目前在IE6/7/8/9中都不支持。IE9中可以使用Object.getPrototypeOf(ES5)获取对象的内部原型。

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var  p = {}
var  __proto__ = Object.getPrototypeOf(p)
console.log(__proto__ === Object.prototype)  // true

  

===【补充】==================================

prototype 是原型,是Function对象才有的属性,原型主要是用来实现继承,从而用js 进行面向对象编程
如 Foo 是一个Function对象,是有prototype属性的 ,它指向一个Boo 的实例对象
而p 是一个 Foo 的实例对象,不是一个Function 对象,没有prototype 属性,但是p有一个私有属性__proto__ 这个属性,一般不直接访问的,事实上这个属性就是 Foo.prototype
在chrome控制台中测试
console.log(p.__proto__ == Foo.prototype)
VM952:2 true
console.log(p.__proto__ === Foo.prototype)
VM956:2 true
上述测试都输出true,说明他们确实是同一个东西

js的继承是通过原型继承的,有个原型链的概念,而原型链就是通过__proto__属性实现的
function Boo() {this.x="test in Boo";}
function Foo() {this.y = "test in Foo"}
Foo.prototype = new Boo;
p=new Foo;
console.log(p.y);//test in Foo

console.log(p.x);//test in Boo
Foo 中并没有属性x,当p找不到属性x时,就到p.__proto__属性(指向原型)中找,原型中是有x属性的,于是输出x的值
如果不考虑内部实现,就好像属性x是从Boo中继承的一样
console.log(p.__proto__);   输出 Boo{}表示一个空的Boo对象(通过 new Boo 创建的 )

p.__proto__.p.__proto__这个会报错,因为p.__proto__中没有名为p的属性

function Foo() {}
p=new Foo;
console.log(p.__proto__);
因为没有改变Foo.prototype 的属性,所以仍然指向它自己(Foo)
而 p.__proto__ 就是 Foo.prototype 所有输出Foo{} 表示一个空的Foo对象

 

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