JavaScript 原型继承

Jan 17 2014
技术

原文:JavaSccript Prototype

1. Inheritance, the __proto__
2. Object.create, Object.getPrototypeOf
3. The prototype
4. Crossbrowser Object.create(proto)
5. hasOwnProperty
6. Looping with/without inherited properties
7. Summary

在JavaScript中,“一切都是对象,函数是第一型”,Function和Object都是函数的实例。其实整个Javascript的核心体系结构都是围绕着这两个构造函数来构建的。

大多数编程语言中,都有类和对象,一个类可以继承其他类。
在JavaScript中,继承是基于原型的(prototype-based),这意味着JavaScript中没有类,取而代之的是一个对象继承另一个对象。:)

1. 继承, the proto

在JavaScript中,当一个对象rabbit继承另一了对象animal时,这意味着rabbit对象中将会有一个特殊的属性:rabbit.__proto__ = animal;

当访问rabbit对象时,如果解释器在rabbit中不能找到属性,那么它会顺着__proto__链往上在animal对象中寻找
栗子中的__proto__属性仅在Chrome和FireFox中可以访问,请看一个栗子:

var animal = { eats: true }
var rabbit = { jumps: true }

rabbit.__proto__ = animal  // inherit

alert(rabbit.eats) // true

eats属性是从animal对象中访问的。

如果在rabbit对象中已经发现了属性,那么就不会去检查proto属性啦。

再来一个栗子,当子类中也有eats属性时,父类中的就不会访问了。

var animal = { eats: true }
var fedUpRabbit = { eats: false}

fedUpRabbit.__proto__ = animal 

alert(fedUpRabbit.eats) // false

你也可以在animal中添加一个函数,那么在rabbit中也可以访问了。

var animal = {
  eat: function() {
    alert( "I'm full" )
    this.full = true
  }
}


var rabbit = {
  jump: function() { /* something */ }
}

rabbit.__proto__ = animal 

rabbit.eat() 

rabbit.eat()函数以如下两步执行:

  1. 首先,解释器查找rabbit.eatrabbit中没有eat函数,那么它就顺着rabbit.__proto__往上找,在animal中找到了。

  2. 函数以this = rabbit运行。this值与__proto__属性完全无关。

因此,this.full = truerabbit中:

看看这里我们有什么新发现,一个对象调用了父类函数,但是this还是指向对象本身,这就是继承。

__proto__引用的对象称作是原型(prototype),animalrabbit的原型(译者注:这就是rabbit__proto__属性引用了animalprototype属性)

读时查找,不是写时
当读取一个对象时,比如this.prop,解释器会在它的原型中查找属性。
当设置一个属性值时,比如this.prop = value,那么就没有理由去查找了,这个属性(prop)会被直接添加到这个对象中(这里是this)。delete obj.prop也类似,它只删除对象本身的属性,原型中的属性保持原封不动。

关于proto
如果你在阅读指南,这里我们叫的__proto__,在指南中表示为[[Prototype]]。双方括号是很重要的,因为有另一个属性叫做prototype

2. Object.create, Object.getPrototypeOf

__proto__是一个非标准的属性,由Chrome/FireFox提供访问,在其他的浏览器中保持不可见。

所有的现代浏览器除了Opera(IE > 9)支持两个标准的函数来处理原型问题:

Object.ceate(prop[,props])
用给定了proto创建一个空对象:

var animal = { eats: true }

rabbit = Object.create(animal)

alert(rabbit.eats) // true

上面代码创建了一个空rabbit对象,并且原型设置为animal

rabbit对象创建好以后,我们可以往里添加属性了:

var animal = { eats: true }

rabbit = Object.create(animal)
rabbit.jumps = true

Object.creat函数的第二个参数props是可选的,它允许像新对象设置属性。这里就省略了,因为我们关系的继承。

Object.getPrototypeOf(obj)
返回obj.__proto__的值。这个函数是标准的,可以在不能直接访问__proto__属性的浏览器中使用了。

var animal = {
  eats: true
}

rabbit = Object.create(animal)

alert( Object.getPrototypeOf(rabbit) === animal ) // true

现代浏览器允许读取__proto__属性值,但是不能设置。

3. The prototype
有一些好的跨浏览器的方式设置__proto__属性,这将会使用构造器函数(constructor functions)。记住!任何函数创建一个对象都是通过new关键字的。

一个栗子:

function Rabbit(name) {
  this.name = name
}

var rabbit = new Rabbit('John')

alert(rabbit.name) // John

new操作将原型的属性设置到rabbit对象的的__proto__属性中了。
让我们来看看它的原理,例如,new Rabbit 对象,而Rabbit是继承animal 的。

var animal = { eats: true }

function Rabbit(name) {
  this.name = name
}

Rabbit.prototype = animal

var rabbit = new Rabbit('John')

alert( rabbit.eats ) // true, because rabbit.__proto__ == animal

Rabbit.prototype = animal 字面量意味着:对所有由new Rabbit创建的对象设__proto__ = animal

4。 跨浏览器 Object.create(proto)
Object.create(prop)函数功能的强大的,因为它允许从给定的对象直接继承。它可以由如下代码模拟:

function inherit(proto) {
  function F() {}
  F.prototype = proto
  return new F
}

inherit(animal) 与Object.create(animal)是完全等同的,返回一个空的对象,并且object.__proto__ = animal

一个栗子:

var animal = { eats: true }

var rabbit = inherit(animal)

alert(rabbit.eats) // true
alert(rabbit.hasOwnProperty('eats')) // false, from prototype

来看一下它的原理是什么:

function inherit(proto) {
  function F() {}     // (1)
  F.prototype = proto // (2)
  return new F()      // (3)
}

1. 创建了一个新函数,函数没有向this设置任何属性,以此`new F` 会创建一个空对象。
2. `F.prototype`被设置为proto
3. `new` F创建了一个空对象,对象的`__proto__ = F.prototype` 
4. Bingo! 我们得到了一个继承`proto`的空对象

这个函数广泛适用于各种库和框架之中。

你的函数接受了一个带有options 的对象

/* options contains menu settings: width, height etc */
function Menu(options) {
  // ...
}

你想设置某些options

function Menu(options) {
  options.width = options.width || 300 // set default value
  // ...
}

。。。但是改变参数值可能会产生一些错误的结果,因为options可能会在外部代码中使用。一个解决办法就是克隆options对象,复制所有的属性到一个新的对象中,在新对象中修改,

怎样用继承来解决这个问题呢? P.S. options可以添加设设置,但是不能被删除。

Solution
你可以继承options,并且在它的子类的中修改或者添加新的属性。

function inherit(proto) {
  function F() {}
  F.prototype = proto
  return new F
}

function Menu(options) {
  var opts = inherit(options)
  opts.width = opts.width || 300
  // ...
}

所有的操作只在子对象中有效,当Menu方法结束时,外部代码仍然可以使用没有修改的过的options对象。delete操作在这里非常重要,如果width是一个prototype中的属性,delete opts.width不会产生任何作用

5. hasOwnProperty

所有的对象都有hasOwnProperty函数,它可以用来检测一个属性是否对象自身还是属于原型

一个栗子:

function Rabbit(name) {
  this.name = name
}

Rabbit.prototype = { eats: true }

var rabbit = new Rabbit('John')

alert( rabbit.hasOwnProperty('eats') ) // false, in prototype

alert( rabbit.hasOwnProperty('name') ) // true, in object

6. Looping with/without inherited properties

for..in循环输出一个对象的所有属性,包括自身的和原型的。

function Rabbit(name) {
  this.name = name
}

Rabbit.prototype = { eats: true }

var rabbit = new Rabbit('John')

for(var p in rabbit) {
  alert (p + " = " + rabbit[p]) // outputs both "name" and "eats"
}

hasOwnProperty可以过滤得到属于对象自己的属性:

function Rabbit(name) {
  this.name = name
}

Rabbit.prototype = { eats: true }

var rabbit = new Rabbit('John')

for(var p in rabbit) {
  if (!rabbit.hasOwnProperty(p)) continue // filter out "eats"
  alert (p + " = " + rabbit[p]) // outputs only "name"
}

7. Summary

JavaScript是通过一个特殊的属性proto来实现继承的

  • 当访问一个对象的属性时,如果解释器不能在对象中找到,它就会去对象的原型中继续寻找 对函数属性来说,this指向这个对象,而不是它的原型。
    赋值obj.prop = value, 删除delete obj.prop

管理proto:

  • Chrome和FireFox可以直接访问对象的__proto__属性,大多数现代浏览器支持用Object.getPrototypeOf(obj)只读访问。
    Object.create(proto) 可以用给定的proto生成空的子对象,或者通过如下代码达到相同的功能:
function inherit(proto) {
     function F() {}     
     F.prototype = proto
     return new F()    
   }

其他方法:

  • for..in循环输出一个对象的所有属性(包括自身的和原型的)和对象的原型链。
    如果一个属性prop属于对象obj那么obj.hasOwnProperty(prop)返回true,否则返回false。

参考:
http://www.benben.cc/blog/?p=320
http://www.douban.com/note/184109636/