深入解析JavaScript原型链:从基础到最佳实践

作者:拾光时间:2026-10-24 09:33:24浏览:88

本文深入解析JavaScript基于原型的继承机制。详细阐述函数的prototype属性、实例的[[prototype]]隐式链接以及constructor指向关系。对比原型模式与构造函数模式的优缺点,介绍组合模式与动态原型模式的实现方案,并解析hasOwnProperty与in操作符在属性查找中的具体应用。

一、什么是原型

原型机制构成了JavaScript继承体系的核心基础,其继承方式完全依赖于原型链。

1.1 函数的原型对象

在JavaScript中,每当声明一个函数A时,JavaScript引擎会在内存中自动创建一个对应的对象B。每个函数都拥有一个名为prototype的属性,该属性的值指向这个对象B,即函数A的原型对象。同时,这个原型对象B默认包含一个constructor属性,该属性的值指向函数A本身。

参考以下代码示例:


<body>
    <script type="text/javascript">
    	/*
    		声明一个函数,则这个函数默认会有一个属性叫 prototype 。而且浏览器会自动按照一定的规则
    		创建一个对象,这个对象就是这个函数的原型对象,prototype属性指向这个原型对象。这个原型对象
    		有一个属性叫constructor 执行了这个函数
			
			注意:原型对象默认只有属性:constructor。其他都是从Object继承而来,暂且不用考虑。
		*/
	    function Person () {
	    	
	    }	    
    </script>
</body>

下图展示了声明函数后内存中发生的变化:

一、什么是原型

1.2 使用构造函数创建对象

当使用new关键字调用函数(理论上任何函数均可作为构造函数)来创建对象时,生成的对象会获得一个默认的、不可见的内部属性[[prototype]]。该属性指向构造函数的原型对象。由于此属性无法直接访问,通常用[[prototype]]表示。

参考以下代码示例:


<body>
    <script type="text/javascript">
	    function Person () {
	    	
	    }	
        /*
        	利用构造函数创建一个对象,则这个对象会自动添加一个不可见的属性 [[prototype]], 而且这个属性
        	指向了构造函数的原型对象。
        */
      	var p1 = new Person();
    </script>
</body>

观察下方的示意图:

一、什么是原型

说明:

1. 从上图可见,虽然p1对象是通过Person构造函数创建的,但创建完成后,p1与Person构造函数本身已无直接关联。p1的[[prototype]]属性指向的是Person构造函数的原型对象。

2. 若使用new Person()创建多个对象,这些对象将同时指向Person构造函数的同一个原型对象。

3. 若手动向原型对象添加属性或方法,则p1、p2、p3等所有通过该构造函数创建的对象均可共享这些添加的属性和方法。

4. 当访问p1对象的属性name时,JavaScript引擎首先在p1自身中查找。若找到则直接返回;若在p1中未找到,则沿着[[prototype]]指向的原型对象继续查找。若原型中仍未找到,则继续向上追溯原型的原型(即原型链,后续章节详述)。

5. 若通过p1对象直接赋值添加属性name,则p1自身会屏蔽原型中的同名属性。此时,通过p1无法再访问到原型中的属性name。

6. 通过p1对象只能读取原型中的属性name值,无法直接修改原型中的值。执行p1.name = “李四”时,并非修改了原型中的属性,而是在p1对象自身中新增了一个名为name的属性。

参考以下代码示例:


<body>
    <script type="text/javascript">
	    function Person () {    	
	    }
      	// 可以使用Person.prototype 直接访问到原型对象
	    //给Person函数的原型对象中添加一个属性 name并且值是 "张三"
	    Person.prototype.name = "张三";
	    Person.prototype.age = 20;

	   	var p1 = new Person();
	   	/*
	   		访问p1对象的属性name,虽然在p1对象中我们并没有明确的添加属性name,但是
	   		p1的 [[prototype]] 属性指向的原型中有name属性,所以这个地方可以访问到属性name
	   		就值。
	   		注意:这个时候不能通过p1对象删除name属性,因为只能删除在p1中删除的对象。
	   	*/
	   	alert(p1.name);  // 张三

	   	var p2 = new Person();
	   	alert(p2.name);  // 张三  都是从原型中找到的,所以一样。

	   	alert(p1.name === p2.name);  // true

	   	// 由于不能修改原型中的值,则这种方法就直接在p1中添加了一个新的属性name,然后在p1中无法再访问到
	   	//原型中的属性。
	   	p1.name = "李四";
	   	alert("p1:" + p1.name);
	   	// 由于p2中没有name属性,则对p2来说仍然是访问的原型中的属性。	
	   	alert("p2:" + p2.name);  // 张三  
    </script>
</body>

一、什么是原型

二、与原型相关的属性与方法

2.1 prototype属性

prototype属性存在于构造函数中(实际上所有函数都具备,但在非构造函数场景中通常不被关注),它指向该构造函数的原型对象。

可参考前文的示意图进行理解。

2.2 constructor属性

constructor属性存在于原型对象中,它指向创建该原型对象的构造函数。

参考以下代码示例:


<script type="text/javascript">
	function Person () {
	}
	alert(Person.prototype.constructor === Person);	// true
	var p1 = new Person();
  	//使用instanceof 操作符可以判断一个对象的类型。  
  	//typeof一般用来获取简单类型和函数。而引用类型一般使用instanceof,因为引用类型用typeof 总是返回object。
	alert(p1 instanceof Person);	// true
</script>

根据需求,我们可以将Person.prototype属性重新指定为一个新的对象,以此作为Person的新原型对象。

然而,此时新对象的constructor属性将不再指向Person构造函数。

参考以下代码示例:


<script type="text/javascript">
	function Person () {
		
	}
	//直接给Person的原型指定对象字面量。则这个对象的constructor属性不再指向Person函数
	Person.prototype = {
		name:"志玲",
		age:20
	};
	var p1 = new Person();
	alert(p1.name);  // 志玲

	alert(p1 instanceof Person); // true
	alert(Person.prototype.constructor === Person); //false
  	//如果constructor对你很重要,你应该在Person.prototype中添加一行这样的代码:
  	/*
  	Person.prototype = {
      	constructor : Person	//让constructor重新指向Person函数
  	}
  	*/
</script>

2.3 __proto__属性(注意:左右各两个下划线)

使用构造函数创建新对象后,该对象默认包含一个不可直接访问的属性[[prototype]],该属性指向构造函数的原型对象。

部分浏览器(如Chrome和Firefox)提供了访问[[prototype]]的途径,即通过__proto__属性(IE浏览器不支持)。访问方式为:p1.__proto__。

建议开发者避免使用此方式访问,因为不当操作可能会破坏对象的继承原型链。


<script type="text/javascript">
	function Person () {
		
	}
	//直接给Person的原型指定对象字面量。则这个对象的constructor属性不再指向Person函数
	Person.prototype = {
		constructor : Person,
		name:"志玲",
		age:20
	};
	var p1 = new Person();

	alert(p1.__proto__ === Person.prototype);	//true
	
</script>

2.4 hasOwnProperty()方法

访问对象属性时,该属性可能来源于对象自身,也可能来源于其[[prototype]]指向的原型。

如何判断属性的具体来源?

hasOwnProperty方法用于判断属性是否直接存在于对象自身。


<script type="text/javascript">
	function Person () {
		
	}
	Person.prototype.name = "志玲";
	var p1 = new Person();
	p1.sex = "女";
  	//sex属性是直接在p1属性中添加,所以是true
	alert("sex属性是对象本身的:" + p1.hasOwnProperty("sex"));
  	// name属性是在原型中添加的,所以是false
	alert("name属性是对象本身的:" + p1.hasOwnProperty("name"));
  	//  age 属性不存在,所以也是false
	alert("age属性是存在于对象本身:" + p1.hasOwnProperty("age"));
	
</script>

因此,利用hasOwnProperty方法可以判断属性是否由对象自身添加,但无法判断属性是否存在于原型中,因为若属性不存在,该方法同样返回false。

换言之,无论是原型中的属性还是不存在的属性,hasOwnProperty均返回false。

那么,如何判断属性是否存在于原型中?

2.5 in操作符

in操作符用于判断属性是否存在于对象中。查找时,引擎先在对象自身中查找,若未找到则继续在原型中查找。只要对象自身或原型中存在该属性,即返回true。


<script type="text/javascript">
	function Person () {
		
	}
	Person.prototype.name = "志玲";
	var p1 = new Person();
	p1.sex = "女";
	alert("sex" in p1);		// 对象本身添加的,所以true
	alert("name" in p1);	//原型中存在,所以true
	alert("age" in p1); 	//对象和原型中都不存在,所以false
	
</script>

回到前述问题,如何判断属性是否存在于原型中?

若属性存在但不在对象自身中,则必然存在于原型中。


<script type="text/javascript">
	function Person () {
	}
	Person.prototype.name = "志玲";
	var p1 = new Person();
	p1.sex = "女";
	
	//定义一个函数去判断原型所在的位置
	function propertyLocation(obj, prop){
		if(!(prop in obj)){
			alert(prop + "属性不存在");
		}else if(obj.hasOwnProperty(prop)){
			alert(prop + "属性存在于对象中");
		}else {
			alert(prop + "对象存在于原型中");
		}
	}
	propertyLocation(p1, "age");
	propertyLocation(p1, "name");
	propertyLocation(p1, "sex");
</script

三、组合原型模型与构造函数模型创建对象

3.1 原型模型创建对象的缺陷

原型中的所有属性均为共享状态。使用同一构造函数创建的对象访问原型属性时,均指向同一对象。若其中一个对象修改了原型属性,该修改将反映到所有对象上。

然而在实际应用中,每个对象的属性值通常各不相同。例如,张三的姓名是张三,李四的姓名是李四。

**但是,这种共享特性对于方法(属性值为函数的属性)非常适用。**所有对象共享方法是理想状态,C#和Java中天生具备此特性。

3.2 构造函数模型创建对象的缺陷

在构造函数中定义的属性和方法,每个对象都拥有独立的一份副本,彼此不共享。此特性适合属性,但不适合方法。因为对于所有对象而言,方法只需一份即可,若每人一份会造成内存浪费和性能降低。


<script type="text/javascript">
	function Person() {
	    this.name = "李四";
	    this.age = 20;
	    this.eat = function() {
	        alert("吃完东西");
	    }
	}
	var p1 = new Person();
	var p2 = new Person();
	//每个对象都会有不同的方法
	alert(p1.eat === p2.eat); //fasle
</script>

可采用以下方法解决:


<script type="text/javascript">
	function Person() {
	    this.name = "李四";
	    this.age = 20;
	    this.eat = eat;
	}
  	function eat() {
	    alert("吃完东西");
    }
	var p1 = new Person();
	var p2 = new Person();
	//因为eat属性都是赋值的同一个函数,所以是true
	alert(p1.eat === p2.eat); //true
</script>

但上述解决方法存在致命缺陷:封装性极差。面向对象编程的目的之一是封装代码,而此处为了性能将代码移出对象,违背了封装原则。

3.3 使用组合模式解决上述缺陷

原型模式适合封装方法,构造函数模式适合封装属性。结合两种模式的优点即可形成组合模式。


<script type="text/javascript">
	//在构造方法内部封装属性
	function Person(name, age) {
	    this.name = name;
	    this.age = age;
	}
	//在原型对象内封装方法
	Person.prototype.eat = function (food) {
		alert(this.name + "爱吃" + food);
	}
	Person.prototype.play = function (playName) {
		alert(this.name + "爱玩" + playName);
	}
    
	var p1 = new Person("李四", 20);
	var p2 = new Person("张三", 30);
	p1.eat("苹果");
	p2.eat("香蕉");
	p1.play("志玲");
	p2.play("凤姐");
</script>

四、动态原型模式创建对象

前述的组合模式并非完美,将构造方法与原型分开书写令人感到不适。理想状态是将构造方法与原型封装在一起,由此诞生了动态原型模式。

动态原型模式将所有属性和方法封装在构造方法中,仅在必要时才在构造方法中初始化原型,同时保留了使用构造函数和原型的优点。

参考以下代码示例:


<script type="text/javascript">
	//构造方法内部封装属性
	function Person(name, age) {
		//每个对象都添加自己的属性
	    this.name = name;
	    this.age = age;
	    /*
	    	判断this.eat这个属性是不是function,如果不是function则证明是第一次创建对象,
	    	则把这个funcion添加到原型中。
	    	如果是function,则代表原型中已经有了这个方法,则不需要再添加。
	    	perfect!完美解决了性能和代码的封装问题。
	    */
	    if(typeof this.eat !== "function"){
	    	Person.prototype.eat = function () {
	    		alert(this.name + " 在吃");
	    	}
	    }
	}
	var p1 = new Person("志玲", 40);
	p1.eat();	
</script>

至此,关于彻底理解JavaScript中原型对象的文章介绍完毕。如需了解更多相关js原型对象内容,请搜索本站往期文章或继续浏览后续文章,感谢大家的支持!

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