理解原型對(duì)象

無(wú)論什么時(shí)候，只要?jiǎng)?chuàng)建了一個(gè)新函數(shù)，就會(huì)根據(jù)一組特定的規(guī)則為該函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)prototype屬性，這個(gè)屬性指向函數(shù)的原型對(duì)象。在默認(rèn)情況下，所有原型對(duì)象都會(huì)自動(dòng)獲得一個(gè)constructor（構(gòu)造函數(shù)）屬性，這個(gè)屬性包含一個(gè)指向prototype 屬性所在函數(shù)的指針。

function Person() {}
Person.prototype.name = "Nicholas";
Person.prototype.age = 29;
Person.prototype.job = "Software Engineer";
Person.prototype.sayName = function() {
    alert(this.name);
};
var person1 = new Person();

就拿前面的例子來(lái)說(shuō)，Person.prototype. constructor 指向Person。而通過(guò)這個(gè)構(gòu)造函數(shù)，我們還可繼續(xù)為原型對(duì)象添加其他屬性和方法。

更簡(jiǎn)單的原型語(yǔ)法

前面例子中每添加一個(gè)屬性和方法就要敲一遍Person.prototype。為減少不必要的輸入，也為了從視覺(jué)上更好地封裝原型的功能，更常見(jiàn)的做法是用一個(gè)包含所有屬性和方法的對(duì)象字面量來(lái)重寫(xiě)整個(gè)原型對(duì)象，如下面的例子所示。

function Person() {}
Person.prototype = {
    name: "Nicholas",
    age: 29,
    job: "Software Engineer",
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};

在上面的代碼中，我們將Person.prototype 設(shè)置為等于一個(gè)以對(duì)象字面量形式創(chuàng)建的新對(duì)象。

最終結(jié)果相同，但有一個(gè)例外：constructor 屬性不再指向Person 了。前面曾經(jīng)介紹過(guò)，每創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，就會(huì)同時(shí)創(chuàng)建它的prototype 對(duì)象，這個(gè)對(duì)象也會(huì)自動(dòng)獲得constructor 屬性。而我們?cè)谶@里使用的語(yǔ)法，本質(zhì)上完全重寫(xiě)了默認(rèn)的prototype 對(duì)象，因此constructor 屬性也就變成了新對(duì)象的constructor 屬性（指向Object 構(gòu)造函數(shù)），不再指向Person 函數(shù)。此時(shí)，盡管instanceof操作符還能返回正確的結(jié)果，但通過(guò)constructor 已經(jīng)無(wú)法確定對(duì)象的類(lèi)型了，如下所示。

var friend = new Person();
alert(friend instanceof Object); //true
alert(friend instanceof Person); //true
alert(friend.constructor == Person); //false
alert(friend.constructor == Object); //true

在此，用instanceof 操作符測(cè)試Object 和Person 仍然返回true，但constructor 屬性則等于Object 而不等于Person 了。如果constructor 的值真的很重要，可以像下面這樣特意將它設(shè)置回適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

function Person() {}
Person.prototype = {
    constructor: Person,
    name: "Nicholas",
    age: 29,
    job: "Software Engineer",
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};

以上代碼特意包含了一個(gè)constructor 屬性，并將它的值設(shè)置為Person，從而確保了通過(guò)該屬性能夠訪問(wèn)到適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

注意：
以這種方式重設(shè)constructor 屬性會(huì)導(dǎo)致它的[[Enumerable]]特性被設(shè)置為true。默認(rèn)情況下，原生的constructor 屬性是不可枚舉的（枚舉：就是遍歷對(duì)象的時(shí)候，此屬性可以和普通屬性一樣，被直接獲取。），因此如果你使用兼容ECMAScript 5 的JavaScript 引擎，可以試一試Object.defineProperty()。

function Person() {}
Person.prototype = {
    name: "Nicholas",
    age: 29,
    job: "Software Engineer",
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};
 
//重設(shè)構(gòu)造函數(shù)，只適用于ECMAScript 5 兼容的瀏覽器
Object.defineProperty(Person.prototype, "constructor", {
    enumerable: false,
    value: Person
});

原型的動(dòng)態(tài)性

由于在原型中查找值的過(guò)程是一次搜索，因此我們對(duì)原型對(duì)象所做的任何修改都能夠立即從實(shí)例上反映出來(lái)——即使是先創(chuàng)建了實(shí)例后修改原型也照樣如此。請(qǐng)看下面的例子。

var friend = new Person();
Person.prototype.sayHi = function(){
    alert("hi");
};
friend.sayHi(); //"hi"（沒(méi)有問(wèn)題！）

以上代碼先創(chuàng)建了Person 的一個(gè)實(shí)例，并將其保存在person 中。然后，下一條語(yǔ)句在Person.prototype 中添加了一個(gè)方法sayHi()。即使person 實(shí)例是在添加新方法之前創(chuàng)建的，但它仍然可以訪問(wèn)這個(gè)新方法。其原因可以歸結(jié)為實(shí)例與原型之間的松散連接關(guān)系。當(dāng)我們調(diào)用person.sayHi()時(shí)，首先會(huì)在實(shí)例中搜索名為sayHi 的屬性，在沒(méi)找到的情況下，會(huì)繼續(xù)搜索原型。因?yàn)閷?shí)例與原型之間的連接只不過(guò)是一個(gè)指針，而非一個(gè)副本，因此就可以在原型中找到新的sayHi 屬性并返回保存在那里的函數(shù)。

盡管可以隨時(shí)為原型添加屬性和方法，并且修改能夠立即在所有對(duì)象實(shí)例中反映出來(lái)，但如果是重寫(xiě)整個(gè)原型對(duì)象，那么情況就不一樣了。我們知道，調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)會(huì)為實(shí)例添加一個(gè)指向最初原型的[[Prototype]]指針，而把原型修改為另外一個(gè)對(duì)象就等于切斷了構(gòu)造函數(shù)與最初原型之間的聯(lián)系。請(qǐng)記住：實(shí)例中的指針僅指向原型，而不指向構(gòu)造函數(shù)。看下面的例子。

function Person() {}
var friend = new Person();
Person.prototype = {
    constructor: Person,
    name: "Nicholas",
    age: 29,
    job: "Software Engineer",
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};
friend.sayName(); //error

在這個(gè)例子中，我們先創(chuàng)建了Person 的一個(gè)實(shí)例，然后又重寫(xiě)了其原型對(duì)象。然后在調(diào)用friend.sayName()時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，因?yàn)閒riend 指向的原型中不包含以該名字命名的屬性。

image.png

原型對(duì)象的問(wèn)題

原型模式也不是沒(méi)有缺點(diǎn)。首先，它省略了為構(gòu)造函數(shù)傳遞初始化參數(shù)這一環(huán)節(jié)，結(jié)果所有實(shí)例在默認(rèn)情況下都將取得相同的屬性值。雖然這會(huì)在某種程度上帶來(lái)一些不方便，但還不是原型的最大問(wèn)題。

原型模式的最大問(wèn)題是由其共享的本性所導(dǎo)致的。

原型中所有屬性是被很多實(shí)例共享的，這種共享對(duì)于函數(shù)非常合適。對(duì)于那些包含基本值的屬性倒也說(shuō)得過(guò)去，畢竟（如前面的例子所示），通過(guò)在實(shí)例上添加一個(gè)同名屬性，可以隱藏原型中的對(duì)應(yīng)屬性。然而，對(duì)于包含引用類(lèi)型值的屬性來(lái)說(shuō)，問(wèn)題就比較突出了。來(lái)看下面的例子。

function Person() {}
Person.prototype = {
    constructor: Person,
    name: "Nicholas",
    age: 29,
    job: "Software Engineer",
    friends: ["Shelby", "Court"],
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
person1.friends.push("Van");
alert(person1.friends); //"Shelby,Court,Van"
alert(person2.friends); //"Shelby,Court,Van"
alert(person1.friends === person2.friends); //true

在此，Person.prototype 對(duì)象有一個(gè)名為friends 的屬性，該屬性包含一個(gè)字符串?dāng)?shù)組。然后，創(chuàng)建了Person 的兩個(gè)實(shí)例。接著，修改了person1.friends 引用的數(shù)組，向數(shù)組中添加了一個(gè)字符串。由于friends 數(shù)組存在于Person.prototype 而非person1 中，所以剛剛提到的修改也會(huì)通過(guò)person2.friends（與person1.friends 指向同一個(gè)數(shù)組）反映出來(lái)。假如我們的初衷就是像這樣在所有實(shí)例中共享一個(gè)數(shù)組，那么對(duì)這個(gè)結(jié)果我沒(méi)有話可說(shuō)。可是，實(shí)例一般都是要有屬于自己的全部屬性的。而這個(gè)問(wèn)題正是我們很少看到有人單獨(dú)使用原型模式的原因所在。

組合使用構(gòu)造函數(shù)模式和原型模式

創(chuàng)建自定義類(lèi)型的最常見(jiàn)方式，就是組合使用構(gòu)造函數(shù)模式與原型模式。構(gòu)造函數(shù)模式用于定義實(shí)例屬性，而原型模式用于定義方法和共享的屬性。結(jié)果，每個(gè)實(shí)例都會(huì)有自己的一份實(shí)例屬性的副本，但同時(shí)又共享著對(duì)方法的引用，最大限度地節(jié)省了內(nèi)存。另外，這種混成模式還支持向構(gòu)造函數(shù)傳遞參數(shù)；可謂是集兩種模式之長(zhǎng)。下面的代碼重寫(xiě)了前面的例子。

function Person(name, age, job) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.friends = ["Shelby", "Court"];
}
Person.prototype = {
    constructor: Person,
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
}
var person1 = new Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
var person2 = new Person("Greg", 27, "Doctor");
person1.friends.push("Van");
alert(person1.friends); //"Shelby,Count,Van"
alert(person2.friends); //"Shelby,Count"
alert(person1.friends === person2.friends); //false
alert(person1.sayName === person2.sayName); //true

在這個(gè)例子中，實(shí)例屬性都是在構(gòu)造函數(shù)中定義的，而由所有實(shí)例共享的屬性constructor 和方法sayName()則是在原型中定義的。而修改了person1.friends（向其中添加一個(gè)新字符串），并不會(huì)影響到person2.friends，因?yàn)樗鼈兎謩e引用了不同的數(shù)組。

這種構(gòu)造函數(shù)與原型混成的模式，是目前在ECMAScript 中使用最廣泛、認(rèn)同度最高的一種創(chuàng)建自定義類(lèi)型的方法。可以說(shuō)，這是用來(lái)定義引用類(lèi)型的一種默認(rèn)模式。

動(dòng)態(tài)原型模式

有其他OO 語(yǔ)言經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)人員在看到獨(dú)立的構(gòu)造函數(shù)和原型時(shí)，很可能會(huì)感到非常困惑。動(dòng)態(tài)原型模式正是致力于解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方案，它把所有信息都封裝在了構(gòu)造函數(shù)中，而通過(guò)在構(gòu)造函數(shù)中初始化原型（僅在必要的情況下），又保持了同時(shí)使用構(gòu)造函數(shù)和原型的優(yōu)點(diǎn)。換句話說(shuō)，可以通過(guò)檢查某個(gè)應(yīng)該存在的方法是否有效，來(lái)決定是否需要初始化原型。來(lái)看一個(gè)例子。

function Person(name, age, job) {
    //屬性
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    //方法
    if (typeof this.sayName != "function") {
        Person.prototype.sayName = function() {
            alert(this.name);
        };
    }
}
var friend = new Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
friend.sayName();

注意構(gòu)造函數(shù)代碼中加粗的部分。這里只在sayName()方法不存在的情況下，才會(huì)將它添加到原型中。這段代碼只會(huì)在初次調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)才會(huì)執(zhí)行。此后，原型已經(jīng)完成初始化，不需要再做什么修改了。不過(guò)要記住，這里對(duì)原型所做的修改，能夠立即在所有實(shí)例中得到反映。因此，這種方法確實(shí)可以說(shuō)非常完美。其中，if 語(yǔ)句檢查的可以是初始化之后應(yīng)該存在的任何屬性或方法——不必用一大堆if 語(yǔ)句檢查每個(gè)屬性和每個(gè)方法；只要檢查其中一個(gè)即可。對(duì)于采用這種模式創(chuàng)建的對(duì)象，還可以使用instanceof 操作符確定它的類(lèi)型。

使用動(dòng)態(tài)原型模式時(shí)，不能使用對(duì)象字面量重寫(xiě)原型。前面已經(jīng)解釋過(guò)了，如果在已經(jīng)創(chuàng)建了實(shí)例的情況下重寫(xiě)原型，那么就會(huì)切斷現(xiàn)有實(shí)例與新原型之間的聯(lián)系

寄生構(gòu)造函數(shù)模式

通常，在前述的幾種模式都不適用的情況下，可以使用寄生（parasitic）構(gòu)造函數(shù)模式。這種模式的基本思想是創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)的作用僅僅是封裝創(chuàng)建對(duì)象的代碼，然后再返回新創(chuàng)建的對(duì)象；但從表面上看，這個(gè)函數(shù)又很像是典型的構(gòu)造函數(shù)。下面是一個(gè)例子。

function Person(name, age, job) {
    var o = new Object();
    o.name = name;
    o.age = age;
    o.job = job;
    o.sayName = function() {
        alert(this.name);
    };
    return o;
}
var friend = new Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
friend.sayName(); //"Nicholas"

在這個(gè)例子中，Person 函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)新對(duì)象，并以相應(yīng)的屬性和方法初始化該對(duì)象，然后又返回了這個(gè)對(duì)象。除了使用new 操作符并把使用的包裝函數(shù)叫做構(gòu)造函數(shù)之外，這個(gè)模式跟工廠模式其實(shí)是一模一樣的。構(gòu)造函數(shù)在不返回值的情況下，默認(rèn)會(huì)返回新對(duì)象實(shí)例。而通過(guò)在構(gòu)造函數(shù)的末尾添加一個(gè)return 語(yǔ)句，可以重寫(xiě)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)時(shí)返回的值。

這個(gè)模式可以在特殊的情況下用來(lái)為對(duì)象創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)。假設(shè)我們想創(chuàng)建一個(gè)具有額外方法的特殊數(shù)組。由于不能直接修改Array 構(gòu)造函數(shù)，因此可以使用這個(gè)模式。

function SpecialArray() {
    //創(chuàng)建數(shù)組
    var values = new Array();
    //添加值
    values.push.apply(values, arguments);
    //添加方法
    values.toPipedString = function() {
        return this.join("|");
    };
    //返回?cái)?shù)組
    return values;
}
var colors = new SpecialArray("red", "blue", "green");
alert(colors.toPipedString()); //"red|blue|green"

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)名叫SpecialArray 的構(gòu)造函數(shù)。在這個(gè)函數(shù)內(nèi)部，首先創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)組，然后push()方法（用構(gòu)造函數(shù)接收到的所有參數(shù)）初始化了數(shù)組的值。隨后，又給數(shù)組實(shí)例添加了一個(gè)toPipedString()方法，該方法返回以豎線分割的數(shù)組值。最后，將數(shù)組以函數(shù)值的形式返回。接著，我們調(diào)用了SpecialArray 構(gòu)造函數(shù)，向其中傳入了用于初始化數(shù)組的值，此后又調(diào)用了toPipedString()方法。

關(guān)于寄生構(gòu)造函數(shù)模式，有一點(diǎn)需要說(shuō)明：首先，返回的對(duì)象與構(gòu)造函數(shù)或者與構(gòu)造函數(shù)的原型屬性之間沒(méi)有關(guān)系；也就是說(shuō)，構(gòu)造函數(shù)返回的對(duì)象與在構(gòu)造函數(shù)外部創(chuàng)建的對(duì)象沒(méi)有什么不同。為此，不能依賴(lài)instanceof 操作符來(lái)確定對(duì)象類(lèi)型。由于存在上述問(wèn)題，我們建議在可以使用其他模式的情況下，不要使用這種模式。

穩(wěn)妥構(gòu)造函數(shù)模式

道格拉斯·克羅克福德（Douglas Crockford）發(fā)明了JavaScript 中的穩(wěn)妥對(duì)象（durable objects）這個(gè)概念。所謂穩(wěn)妥對(duì)象，指的是沒(méi)有公共屬性，而且其方法也不引用this 的對(duì)象。穩(wěn)妥對(duì)象最適合在一些安全的環(huán)境中（這些環(huán)境中會(huì)禁止使用this 和new），或者在防止數(shù)據(jù)被其他應(yīng)用程序（如Mashup程序）改動(dòng)時(shí)使用。穩(wěn)妥構(gòu)造函數(shù)遵循與寄生構(gòu)造函數(shù)類(lèi)似的模式，但有兩點(diǎn)不同：一是新創(chuàng)建對(duì)象的實(shí)例方法不引用this；二是不使用new 操作符調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。按照穩(wěn)妥構(gòu)造函數(shù)的要求，可以將前面的Person 構(gòu)造函數(shù)重寫(xiě)如下。

function Person(name, age, job) {
    //創(chuàng)建要返回的對(duì)象
    var o = new Object();
    //可以在這里定義私有變量和函數(shù)
    //添加方法
    o.sayName = function() {
        alert(name);
    };
    //返回對(duì)象
    return o;
}

注意:
在以這種模式創(chuàng)建的對(duì)象中，除了使用sayName()方法之外，沒(méi)有其他辦法訪問(wèn)name 的值。

可以像下面使用穩(wěn)妥的Person 構(gòu)造函數(shù)。

var friend = Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
friend.sayName(); //"Nicholas"

這樣，變量friend 中保存的是一個(gè)穩(wěn)妥對(duì)象，而除了調(diào)用sayName()方法外，沒(méi)有別的方式可以訪問(wèn)其數(shù)據(jù)成員。即使有其他代碼會(huì)給這個(gè)對(duì)象添加方法或數(shù)據(jù)成員，但也不可能有別的辦法訪問(wèn)傳入到構(gòu)造函數(shù)中的原始數(shù)據(jù)。穩(wěn)妥構(gòu)造函數(shù)模式提供的這種安全性，使得它非常適合在某些安全執(zhí)行環(huán)境——例如，ADsafe（www.adsafe.org）和Caja（http://code.google.com/p/google-caja/）提供的環(huán)境——下使用。

與寄生構(gòu)造函數(shù)模式類(lèi)似，使用穩(wěn)妥構(gòu)造函數(shù)模式創(chuàng)建的對(duì)象與構(gòu)造函數(shù)之間也沒(méi)有什么關(guān)系，因此instanceof 操作符對(duì)這種對(duì)象也沒(méi)有意義。