全面讲解JavaScript原型与原型链

作者:代码拾荒时间:2026-10-31 04:37:18浏览:612

本文深入解析JavaScript中的原型与原型链机制。详细区分普通对象与函数对象,阐明构造函数、实例与原型对象之间的关系。通过__proto__与prototype的连接,揭示原型链如何实现属性查找与继承,并解析Function.prototype的特殊性及原型链终点。

一. 普通对象与函数对象

在JavaScript中,所有事物本质上都是对象,但它们存在显著差异。对象主要分为普通对象和函数对象两类,其中Object和Function是JavaScript内置的函数对象。以下通过示例进行说明。

var o1 = {}; 
var o2 =new Object();
var o3 = new f1();
function f1(){}; 
var f2 = function(){};
var f3 = new Function('str','console.log(str)');
console.log(typeof Object); //function 
console.log(typeof Function); //function  
console.log(typeof f1); //function 
console.log(typeof f2); //function 
console.log(typeof f3); //function   
console.log(typeof o1); //object 
console.log(typeof o2); //object 
console.log(typeof o3); //object

在上述示例中,o1、o2和o3属于普通对象,而f1、f2和f3属于函数对象。区分它们的方法很简单:凡是通过new Function()创建的对象均为函数对象,其余均为普通对象。f1和f2归根结底是通过new Function()方式创建的,而Function和Object本身也是通过New Function()创建的。

明确区分普通对象和函数对象至关重要,这在后续内容中会频繁用到。

二. 构造函数

首先回顾构造函数的相关知识:

function Person(name, age, job) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 this.job = job;
 this.sayName = function() { alert(this.name) } 
}
var person1 = new Person('Zaxlct', 28, 'Software Engineer');
var person2 = new Person('Mick', 23, 'Doctor');

在上面的示例中,person1和person2均为Person的实例。这两个实例均拥有一个constructor(构造函数)属性,该属性是一个指针,指向Person。即:

  console.log(person1.constructor == Person); //true
  console.log(person2.constructor == Person); //true

需要牢记两个概念(构造函数与实例): person1和person2均为构造函数Person的实例。 一个公式: 实例的构造函数属性(constructor)指向构造函数。

三. 原型对象

在JavaScript中,每当定义一个对象(函数也是对象)时,该对象都会包含一些预定义的属性。其中每个函数对象都有一个prototype属性,这个属性指向函数的原型对象。(先暂时忽略__proto__是什么,第二节的课程会详细剖析)。

function Person() {}
Person.prototype.name = 'Zaxlct';
Person.prototype.age  = 28;
Person.prototype.job  = 'Software Engineer';
Person.prototype.sayName = function() {
  alert(this.name);
}
var person1 = new Person();
person1.sayName(); // 'Zaxlct'
var person2 = new Person();
person2.sayName(); // 'Zaxlct'
console.log(person1.sayName == person2.sayName); //true

我们得出本文第一个「定律」:

每个对象都有__proto__属性,但只有函数对象才有prototype属性。

那么什么是原型对象呢? 我们将上面的示例稍作修改,你就能明白:

Person.prototype = {
   name:  'Zaxlct',
   age: 28,
   job: 'Software Engineer',
   sayName: function() {
     alert(this.name);
   }
}

原型对象,顾名思义,它就是一个普通对象(这似乎是废话 = =!)。从现在开始,你要牢牢记住原型对象就是Person.prototype,如果你还是感到害怕,那就把它想象成一个字母A:var A = Person.prototype。

在上面我们给A添加了四个属性:name、age、job、sayName。其实它还有一个默认的属性:constructor。

在默认情况下,所有的原型对象都会自动获得一个constructor(构造函数)属性,这个属性(是一个指针)指向prototype属性所在的函数(Person)。

上面这句话有点拗口,我们「翻译」一下:A有一个默认的constructor属性,这个属性是一个指针,指向Person。即: Person.prototype.constructor == Person。

在第二小节《构造函数》中,我们知道实例的构造函数属性(constructor)指向构造函数:person1.constructor == Person。

这两个「公式」似乎存在联系:

person1.constructor == Person
Person.prototype.constructor == Person

person1为什么有constructor属性?那是因为person1是Person的实例。 那Person.prototype为什么有constructor属性??同理,Person.prototype(你把它想象成A)也是Person的实例。 也就是在Person创建的时候,创建了一个它的实例对象并赋值给它的prototype,基本过程如下:

 var A = new Person();
 Person.prototype = A;
// 注:上面两行代码只是帮助理解,并不能正常运行

结论:原型对象(Person.prototype)是构造函数(Person)的一个实例。

原型对象其实就是普通对象(但Function.prototype除外,它是函数对象,但它很特殊,他没有prototype属性(前面说道函数对象都有prototype属性))。看下面的示例:

 function Person(){};
 console.log(Person.prototype) //Person{}
 console.log(typeof Person.prototype) //Object
 console.log(typeof Function.prototype) // Function,这个特殊
 console.log(typeof Object.prototype) // Object
 console.log(typeof Function.prototype.prototype) //undefined

Function.prototype为什么是函数对象呢?

 var A = new Function ();
 Function.prototype = A;

上文提到凡是通过new Function()产生的对象都是函数对象。因为A是函数对象,所以Function.prototype是函数对象。

那么原型对象是用来做什么的呢?主要作用是用于继承。举个例子:

  var Person = function(name){
    this.name = name; // tip: 当函数执行时这个 this 指的是谁?
  };
  Person.prototype.getName = function(){
    return this.name;  // tip: 当函数执行时这个 this 指的是谁?
  }
  var person1 = new person('Mick');
  person1.getName(); //Mick

从这个示例可以看出,通过给Person.prototype设置了一个函数对象的属性,那么由Person的实例(person1)产生的普通对象就继承了这个属性。具体是怎么实现的继承,就要讲到下面的原型链了。

小问题,上面两个this都指向谁?

  var person1 = new person('Mick');
  person1.name = 'Mick'; // 此时 person1 已经有 name 这个属性了
  person1.getName(); //Mick  

故两次this在函数执行时都指向person1。

四. __proto__

JS在创建对象(不论是普通对象还是函数对象)时,都有一个叫做__proto__的内置属性,用于指向创建它的构造函数的原型对象。 对象person1有一个__proto__属性,创建它的构造函数是Person,构造函数的原型对象是Person.prototype,所以: person1.__proto__ == Person.prototype。

请看下图:

一. 普通对象与函数对象

根据上面这个连接图,我们能得到:

Person.prototype.constructor == Person;
person1.__proto__ == Person.prototype;
person1.constructor == Person;

不过,要明确的真正重要的一点就是,这个连接存在于实例(person1)与构造函数(Person)的原型对象(Person.prototype)之间,而不是存在于实例(person1)与构造函数(Person)之间。

注意:因为绝大部分浏览器都支持__proto__属性,所以它才被加入了ES6里(ES5部分浏览器也支持,但还不是标准)。

五. 构造器

熟悉Javascript的童鞋都知道,我们可以这样创建一个对象:

var obj = {}

它等同于下面这样:

var obj = new Object()

obj是构造函数(Object)的一个实例。所以:

obj.constructor === Object
obj.__proto__ === Object.prototype

新对象obj是使用new操作符后跟一个构造函数来创建的。构造函数(Object)本身就是一个函数(就是上面说的函数对象),它和上面的构造函数Person差不多。只不过该函数是出于创建新对象的目的而定义的。所以不要被Object吓倒。

同理,可以创建对象的构造器不仅仅有Object,也可以是Array,Date,Function等。 所以我们也可以构造函数来创建Array、Date、Function。

var b = new Array();
b.constructor === Array;
b.__proto__ === Array.prototype;
var c = new Date(); 
c.constructor === Date;
c.__proto__ === Date.prototype;
var d = new Function();
d.constructor === Function;
d.__proto__ === Function.prototype;

这些构造器都是函数对象:

一. 普通对象与函数对象

六. 原型链

小测试来检验一下你理解的怎么样:

  • person1.__proto__是什么?
  • Person.__proto__是什么?
  • Person.prototype.__proto__是什么?
  • Object.__proto__是什么?
  • Object.prototype__proto__是什么?

答案:

第一题: 因为person1.__proto__ === person1 的构造函数.prototype 因为person1的构造函数 === Person 所以person1.__proto__ === Person.prototype。

第二题: 因为Person.__proto__ === Person的构造函数.prototype 因为Person的构造函数 === Function 所以Person.__proto__ === Function.prototype。

第三题: Person.prototype是一个普通对象,我们无需关注它有哪些属性,只要记住它是一个普通对象。 因为一个普通对象的构造函数===Object 所以Person.prototype.__proto__ === Object.prototype。

第四题,参照第二题,因为Person和Object一样都是构造函数。

第五题: Object.prototype对象也有proto属性,但它比较特殊,为null。因为null处于原型链的顶端,这个只能记住。 Object.prototype.__proto__ === null。

七. 函数对象(复习一下前面的知识点)

所有函数对象的proto都指向Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)。

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

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

上面说的函数对象当然包括自定义的。如下

// 函数声明
function Person() {}
// 函数表达式
var Perosn = 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。

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。

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,console.log(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

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?

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

已经到顶了,为null。(读到现在,再回过头看第五章,能明白吗?)。

八. Prototype

在ECMAScript核心所定义的全部属性中,最耐人寻味的就要数prototype属性了。对于ECMAScript中的引用类型而言,prototype是保存着它们所有实例方法的真正所在。换句话所说,诸如toString()和valuseOf()等方法实际上都保存在prototype名下,只不过是通过各自对象的实例访问罢了。

——《JavaScript高级程序设计》第三版P116

我们知道JS内置了一些方法供我们使用,比如: 对象可以用constructor/toString()/valueOf()等方法; 数组可以用map()/filter()/reducer()等方法; 数字可用用parseInt()/parseFloat()等方法;

当我们创建一个函数时:

var Person = new Object() Person是Object的实例,所以Person继承了Object的原型对象Object.prototype上所有的方法:

一. 普通对象与函数对象

Object的每个实例都具有以上的属性和方法。 所以我可以用Person.constructor也可以用Person.hasOwnProperty。

当我们创建一个数组时:

var num = new Array()

num是Array的实例,所以num继承了Array的原型对象Array.prototype上所有的方法:

一. 普通对象与函数对象

怎么是一个空数组???

我们可以用一个ES5提供的新方法:Object.getOwnPropertyNames 获取所有(包括不可枚举的属性)的属性名不包括prototy中的属性,返回一个数组:

var arrayAllKeys = Array.prototype; // [] 空数组
// 只得到 arrayAllKeys 这个对象里所有的属性名(不会去找 arrayAllKeys.prototype 中的属性)
console.log(Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys)); 
/* 输出:
["length", "constructor", "toString", "toLocaleString", "join", "pop", "push", 
"concat", "reverse", "shift", "unshift", "slice", "splice", "sort", "filter", "forEach", 
"some", "every", "map", "indexOf", "lastIndexOf", "reduce", "reduceRight", 
"entries", "keys", "copyWithin", "find", "findIndex", "fill"]
*/

这样你就明白了随便声明一个数组,它为啥能用那么多方法了。

细心的你肯定发现了Object.getOwnPropertyNames(arrayAllKeys)输出的数组里并没有constructor/hasOwnPrototype等对象的方法(你肯定没发现)。 但是随便定义的数组也能用这些方法。

var num = [1];
console.log(num.hasOwnPrototype()) // false (输出布尔值而不是报错)

因为Array.prototype虽然没这些方法,但是它有原型对象(__proto__):

// 上面我们说了 Object.prototype 就是一个普通对象。
Array.prototype.__proto__ == Object.prototype

所以Array.prototype继承了对象的所有方法,当你用num.hasOwnPrototype()时,JS会先查一下它的构造函数(Array)的原型对象Array.prototype有没有有hasOwnPrototype()方法,没查到的话继续查一下Array.prototype的原型对象Array.prototype.__proto__有没有这个方法。

当我们创建一个函数时:

var f = new Function("x","return x*x;");
//当然你也可以这么创建 f = function(x){ return x*x }
console.log(f.arguments) // arguments 方法从哪里来的?
console.log(f.call(window)) // call 方法从哪里来的?
console.log(Function.prototype) // function() {} (一个空的函数)
console.log(Object.getOwnPropertyNames(Function.prototype)); 
/* 输出
["length", "name", "arguments", "caller", "constructor", "bind", "toString", "call", "apply"]
*/

我们再复习第八小节这句话:

所有函数对象proto都指向Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)。

嗯,我们验证了它就是空函数。不过不要忽略前半句。我们枚举出了它的所有的方法,所以所有的函数对象都能用,比如:

一. 普通对象与函数对象

函数对象

如果你还没搞懂啥是函数对象,那我也不知道怎么拯救你了。

还有,我建议你可以再复习下为什么:

Function.prototype是唯一一个typeof XXX.prototype为“function”的prototype。

我猜你肯定忘了。

九. 复习一下

第八小节我们总结了:所有函数对象的__proto__都指向Function.prototype,它是一个空函数(Empty function)。

但是你可别忘了在第三小节我们总结的:所有对象的__proto__都指向其构造器的prototype。

咦,我找了半天怎么没找到这句话……我们下面再复习下这句话。

先看看JS内置构造器:

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:

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的原型对象prototype。

每个对象都有一个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:

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

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:

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:

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:

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(๑ˇ3ˇ๑)

十. 原型链(再复习一下:)

下面这个示例你应该能明白了!

function Person(){}
var person1 = new Person();
console.log(person1.__proto__ === Person.prototype); // true
console.log(Person.prototype.__proto__ === Object.prototype) //true
console.log(Object.prototype.__proto__) //null
Person.__proto__ == Function.prototype; //true
console.log(Function.prototype)// function(){} (空函数)
var num = new Array()
console.log(num.__proto__ == Array.prototype) // true
console.log( Array.prototype.__proto__ == Object.prototype) // true
console.log(Array.prototype) // [] (空数组)
console.log(Object.prototype.__proto__) //null
console.log(Array.__proto__ == Function.prototype)// true

疑点解惑:

Object.__proto__ === Function.prototype // true Object是函数对象,是通过new Function()创建的,所以Object.__proto__指向Function.prototype。(参照第八小节:「所有函数对象的__proto__都指向Function.prototype」)。

Function.__proto__ === Function.prototype // true Function也是对象函数,也是通过new Function()创建,所以Function.__proto__指向Function.prototype。

自己是由自己创建的,好像不符合逻辑,但仔细想想,现实世界也有些类似,你是怎么来的,你妈生的,你妈怎么来的,你姥姥生的,……类人猿进化来的,那类人猿从哪来,一直追溯下去……,就是无,(NULL生万物) 正如《道德经》里所说“无,名天地之始”。

Function.prototype.__proto__ === Object.prototype //true

其实这一点我也有点困惑,不过也可以试着解释一下。 Function.prototype是个函数对象,理论上他的__proto__应该指向Function.prototype,就是他自己,自己指向自己,没有意义。 JS一直强调万物皆对象,函数对象也是对象,给他认个祖宗,指向Object.prototype。Object.prototype.__proto__ === null,保证原型链能够正常结束。

十一 总结

  • 原型和原型链是JS实现继承的一种模型。
  • 原型链的形成是真正是靠__proto__而非prototype。

要深入理解这句话,我们再举个例子,看看前面你真的理解了吗?

 var animal = function(){};
 var dog = function(){};
 animal.price = 2000;
 dog.prototype = animal;
 var tidy = new dog();
 console.log(dog.price) //undefined
 console.log(tidy.price) // 2000

这里解释一下:

 var dog = function(){};
 dog.prototype.price = 2000;
 var tidy = new dog();
 console.log(tidy.price); // 2000
 console.log(dog.price); //undefined
 var dog = function(){};
 var tidy = new dog();
 tidy.price = 2000;
 console.log(dog.price); //undefined

这个明白吧?想一想我们上面说过这句话:

实例(tidy)和原型对象(dog.prototype)存在一个连接。不过,要明确的真正重要的一点就是,这个连接存在于实例(tidy)与构造函数的原型对象(dog.prototype)之间,而不是存在于实例(tidy)与构造函数(dog)之间。

聪明的你肯定想通了吧。

到此这篇关于全面讲解JavaScript原型与原型链的文章就介绍到这了,更多相关JavaScript原型与原型链内容请搜索本站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持本站!

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