英文原文链接: Javascript – How Prototypal Inheritance really works
转载该文章中文翻译: 于明昊 - http://www.ituring.com.cn/article/56184
JavaScript 采用原型继承这事儿是众所皆知的,但由于它默认只提供了一个实现的实例,也就是new
运算符,因此对于它的解释总是令人困惑,这篇文章旨在阐明什么是原型继承以及在 JavaScript 中究竟如何使用原型继承。
原型继承的定义
当你阅读关于 JS 原型继承的解释时,你时常会看到以下这段文字:
当查找一个对象的属性时,JavaScript 会向上遍历原型链,直到找到给定名称的属性为止 —— 出自 JavaScript Garden
大多数 JavaScript 的实现用__proto__
属性来表示一个对象的原型链,在这篇文章里我们将看到__proto__
与 prototype
的区别所在。
注: __proto__
是一个不应在你代码中出现的非正规的用法(__proto__
属性已在 ECMAScript 6 语言规范中标准化),这里仅仅用它来解释 JavaScript 原型继承的工作原理。
以下代码展示了 JS 引擎如何查找属性(仅供阅读):
function getProperty(obj, prop) {
if (obj.hasOwnProperty(prop)) { /* 判断对象自身属性中是否拥有指定属性 */
return obj[prop];
} else if (obj.__proto__ !== null) { /* 判断是否已检索至原型链顶端(Object.prototype.__proto__ -> null) */
return getProperty(obj.__proto__, prop);
} else {
return undefined; /* 未检索到该属性则返回 undefined 值 */
}
}
让我们举一个常见的例子:二维点,用于二维坐标x y
,同时拥有一个print
方法。
用之前我们说过的原型继承的定义,我们创建一个对象Point
,拥有三个属性:x, y
和print
,为了能创建一个新的二维点,我们需要创建一个新的对象,让它其中的 __proto__
属性指向Point
:
var Point = {
x: 0,
y: 0,
print: function () {
console.log(this.x, this.y);
}
};
var p = {x: 10, y: 20, __proto__: Point};
p.print(); // expected output: 10 20
JavaScript 怪异的原型继承
令人困惑的是,每个教授原型继承的人都不会给出上面那样的代码,反而会给出下面这样的代码:
function Point(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
Point.prototype = {
print: function () { console.log(this.x, this.y) }
};
var p = new Point(10, 20);
p.print(); // expected output: 10, 20
这和说好的不一样啊,这里Point
变成了函数,然后还有个什么prototype
的属性,而且有了new
运算符。这他喵的是什么情况?
new 运算符是如何工作的
造物者 Brendan Eich 想让 JS 和传统的面向对象的编程语言差不太多,如 Java 和 C++。在这些语言里,我们采用new
运算符来给类实例化一个新的对象。所以他在 JS 里写了一个 new
运算符。
- C++里有用来初始化实例属性的构造函数概念,因此
new
运算符必须针对函数。 - 我们需要将对象的方法放到一个地方去,既然我们在用原型语言,我们就把它放到函数的原型属性中去。
new
运算符接受一个函数F
及其参数:new F(arguments...)
。这一过程分为三步:
01.创建类的实例。这步是把一个空的对象的__proto__
属性设置为F.prototype
02.初始化实例。函数F
被传入参数并调用,关键字this
被设定为该实例。
03.返回实例。
现在我们知道了new
是怎么工作的,我们可以用 JS 代码实现一下:
function New(f) {
var n = {'__proto__': f.prototype}; /* 第一步 */
return function () {
f.apply(n, arguments); /* 第二步 */
return n; /* 第三步 */
}
}
一个小小的例子来看一下它的工作状况:
function Point(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
Point.prototype = {
print: function () {
console.log(this.x, this.y);
}
};
var p = new Point(10, 20);
p.print(); // expected output: 10 20;
console.log(p instanceof Point); // expected output: true
var p1 = New(Point)(10, 20);
p1.print(); // expected output: 10, 20
console.log(p1 instanceof Point); // expected output: true
JavaScript 中真正的原型继承
JS的ECMA规范只允许我们采用new
运算符来进行原型继承。但是大宗师 Douglas Crockford 却发现了一种可以利用new
来实现真正的原型继承的方式!他写下了Object.create
函数如下:
Object.create = function (parent) {
function F() {}
F.prototype = parent;
return new F();
};
这看起来蛮奇怪的,但却是相当的简洁:它创建了新的对象,并将其原型设置为你想设置的任意值。如果我们允许使用__proto__
,那我们也可以这样写:
Object.create = function (parent) {
return {__proto__: parent};
};
下面这段代码就是让我们的Point
采用真正的原型继承:
var Point = {
x: 0,
y: 0,
print: function () { console.log(this.x, this.y) }
};
var p = Object.create(Point);
p.x = 10;
p.y = 20;
p.print(); // expected output: 10 20
结论
我们已经了解了 JS 原型继承是什么,以及 JS 如何用特定的方式来实现之。然而使用真正的原型继承(如Object.create
以及__proto__
)还是存在以下缺点:
-
标准性差:
__proto__
不是一个标准用法(__proto__
属性已在 ECMAScript 6 语言规范中标准化),甚至是一个不赞成使用的用法。同时原生态的Object.create
和道爷写的原版也不尽相同。 -
优化性差:不论是原生的还是自定义的
Object.create
,其性能都远没有new
的优化程度高,前者要比后者慢高达10倍(链接: http://jsperf.com/object-create-vs-crockford-vs-jorge-vs-constructor/16)。
附图,ECMA中的原型继承解释图:
原型继承相关文章:
Javascript继承机制的设计思想
白话原型和原型链
Javascript Garden: Object.prototype
JavaScript 继承