深入理解JavaScript原型链：从prototype属性到继承机制

prototype属性与对象共享机制

在JavaScript中，每个函数都包含一个prototype属性，该属性指向一个对象类型的实例。所有通过该函数构造器创建的对象，都会共享这个prototype上的属性和方法，这意味着可以直接通过实例访问这些定义在原型上的成员。

 
function Staff(name) {
this.name = name;
} 
Staff.prototype.say = function() {
alert(this.name + " say hello");
} 
var staff1 = new Staff("hunter");
var staff2 = new Staff("dangjian");
staff1.say();
staff2.say();

运行上述程序可以发现，通过原型定义的方法和属性可以被所有实例调用。更关键的是，这些属性和方法在同类对象之间是共享的，而非每个实例单独拥有。

alert( staff1.say == staff2.say);

prototype的另一个重要特性是支持通过它来构建对象的继承关系。具体做法是将基类的一个实例赋值给子类的prototype属性，从而模拟面向对象语言中的继承机制。这是JavaScript实现面向对象编程的核心方式之一。下面的代码展示了如何利用这一特性建立继承：

 
function Staff(name) { // 基类
this.name = name;
} 
Staff.prototype.say = function() {
alert(this.name + " say hello");
} 
function ManStaff(name, age) { // 子类
this.name = name;
this.age = age;
} 
ManStaff.prototype = new Staff(); // 建立继承关系
var manStaff1 = new ManStaff("hunter", 22);
var manStaff2 = new ManStaff("dangjian", 32);
manStaff1.say();
manStaff2.say();

prototype内部机制与原型链构建

运行代码可见，ManStaff对象获得了基类Staff中的say方法。这种继承机制在JavaScript中依赖于原型链（prototype chain）来实现。除了掌握用法，理解其背后的内部机制对于开发者同样重要。接下来我们将剖析prototype的工作原理及原型链的具体实现过程。

要透彻理解prototype机制，首先必须了解JavaScript中函数的创建原理。

当代码执行到function Staff(name) {this.name = name;}时，解释器实际上执行了类似var Staff = new Function("name", "this.name = name")的操作。解释器会使用预定义的Function()构造函数，创建一个function类型的对象，即Staff。

随后，系统会为创建的Staff对象添加__proto__属性，并将其值指向Function构造器的prototype。这一步骤在所有对象创建过程中都会发生，例如执行var x = new X()时，系统会将X的prototype赋值给x的__proto__。具体赋值逻辑如下：

 
Staff.__proto__ = Function.prototype;

接下来，系统会为Staff创建prototype属性。这是创建function类型对象时的特有步骤，其内部伪代码执行过程如下：

 
var o = new Object();
o.constructor = Base;
Staff.prototype = o;

综上所述，创建普通对象时会生成一个私有属性__proto__，而创建函数对象时则会额外生成一个prototype属性。由于Staff是一个function类型的对象，因此它同时具备这两个关键属性。

这两个属性是构建原型链的核心。我们来分析执行var staff1 = new Staff("hunter")时，原型是如何传递的。

根据前述分析，staff1.__proto__指向Staff.prototype。而Staff.prototype本身是一个由Object创建的对象，因此Staff.prototype.__proto__指向Object.prototype。由此可得staff1.__proto__.__proto__指向Object.prototype，即staff1.__proto__.__proto__ == Object.prototype。这就是原型链的定义：当访问对象的某个属性时，JavaScript引擎会先在对象自身查找，若未找到，则沿着原型链逐级向上查找。

基于原型链的对象继承实现

明确了原型链的原理，构建JavaScript中的对象继承便变得直观。

由上述分析可知，原型链的终点始终是Object.prototype。这意味着在继承体系中，Object是所有对象的最终基类。可以通过以下代码进行验证：

 
Object.prototype.location = "China";
function Staff(name) { // 基类
this.name = name;
} 
Staff.prototype.say = function() {
alert(this.name + " say hello");
} 
var ManStaff1 = new Staff("hunter");
var ManStaff2 = new Staff("dangjian");
alert(ManStaff1.location);
alert(ManStaff2.location);

运行结果显示，Object确实是Staff的基类。那么，如何构建Staff的子类呢？

理解了函数的创建原理，我们可以写出如下代码：

 
function Staff(name) { // 基类
this.name = name;
} 
Staff.prototype.say = function() {
alert(this.name + " say hello");
} 
function ManStaff(name, age) { // 子类
Staff.call(this,name);
this.age = age;
} 
ManStaff.prototype = new Staff(); // 建立继承关系
var ManStaff1 = new ManStaff("hunter", 22);
var ManStaff2 = new ManStaff("dangjian", 32);
ManStaff1.say();
ManStaff2.say();

建立继承关系的关键语句是：ManStaff.prototype = new Staff()。其继承链推导如下：ManStaff1.__proto__指向ManStaff.prototype，ManStaff.prototype.__proto__指向Staff.prototype，Staff.prototype.__proto__指向Object.prototype；因此ManStaff1.__proto__.__proto__.__proto__最终指向Object.prototype。

JavaScript中的这种继承关系相比传统面向对象语言更为松散，构建方式也相对晦涩，但作为脚本语言，其功能已足够强大。