前言

寫C++、Java、Objective-C等語言的猿人們，在接觸JavaScript時(shí)一定被__proto__和prototype搞得暈頭轉(zhuǎn)向。筆者正在自學(xué)JavaScript，本文為JS對(duì)象學(xué)習(xí)小結(jié)，從傳統(tǒng)“類繼承”的角度來對(duì)比“原型繼承”。修仙不易，且修且珍惜。
JS在設(shè)計(jì)之初并沒有類這個(gè)概念，ES6新增的class關(guān)鍵字仍是基于原型繼承，而非真正的類繼承。既然沒有class，JS對(duì)象是如何創(chuàng)建的？

對(duì)比

大部分面向?qū)ο笳Z言是通過class extend other class來完成繼承的。即，用class創(chuàng)建對(duì)象，對(duì)象的屬性及方法通過class的繼承關(guān)系來查找。在這種模式下，對(duì)象的信息是以class為載體的。
JavaScript同樣是一門面向?qū)ο笳Z言，但它摒棄了class設(shè)計(jì)模式，采用更輕便的object link other object模式完成繼承。為什么說這種模式更輕便？先從對(duì)象說起。

• 什么是對(duì)象？
  你也許會(huì)說，class的實(shí)例就是對(duì)象。如果拋開class不談，什么是對(duì)象？
  對(duì)象是某一可以操縱屬性及方法的具體事物。既然如此，對(duì)象和class并沒有什么必然聯(lián)系，所以class不是必需的，只是我們已經(jīng)習(xí)慣了class的存在。

• 如何創(chuàng)建對(duì)象？

var creature = {
    name: "creature",
    age: 0,
    eat: function() {
        console.log(this.name + " is eating")
    }
}

creature.age  // 0
creature.eat()  // creature is eating

只要在大括號(hào)中以鍵值對(duì)的方式就可以描述屬性及方法對(duì)應(yīng)的信息，通過點(diǎn)語法可以操縱對(duì)象的屬性及方法。由于對(duì)象和class無關(guān)，因此可以任意給對(duì)象增加或刪除屬性與方法（Objective-C中的對(duì)象雖然和class關(guān)聯(lián)，但是由于runtime的存在，仍然可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)改變class信息，這是由語言特性決定的。JavaScript與Objective-C屬于動(dòng)態(tài)語言，而C++與Java屬于靜態(tài)語言）

對(duì)象的屬性及方法的刪除與添加操作起來也很方便：

JavaScript動(dòng)態(tài)性

• 什么是繼承？
  你也許會(huì)說，讓子類具有父類屬性與方法的過程就是繼承。OK... 拋開class這個(gè)概念不談呢？
  繼承是讓某一事物具備另一事物能力的過程。那么在沒有class概念的情況下，JS如何實(shí)現(xiàn)繼承特性？

• 如何實(shí)現(xiàn)繼承？
  回到上文的object link other object，JS中的繼承是通過公共屬性__proto__關(guān)聯(lián)對(duì)象實(shí)現(xiàn)的：

var creature = {
    name: "creature",
    age: 0,
    eat: function() {
        console.log(this.name + " is eating")
    }
}

var animal = {
    name: "animal",
    age: 10,
    __proto__: creature
}

var plant = {
    name: "plant",
    age: 100,
    __proto__: creature
}

animal.age  // 10
animal.eat()  // animal is eating
plant.age  // 100
plant.eat()  // plant is eating

對(duì)象中的公共__proto__屬性和constructor方法

• __proto__屬性
  每個(gè)對(duì)象都有__proto__屬性，將這個(gè)屬性關(guān)聯(lián)的對(duì)象稱為原型。因此，原型就是對(duì)象，也可稱為原型對(duì)象。從上面代碼塊可以看到，animal和plant的__proto__屬性關(guān)聯(lián)creature后，在未定義eat的情況下，仍然可以調(diào)用eat函數(shù)。那么JS對(duì)象是怎樣尋找屬性或者方法的？首先在當(dāng)前對(duì)象中查找，如果沒有，到當(dāng)前對(duì)象的原型中查找，如果還沒有，到當(dāng)前對(duì)象原型的原型中查找，如此遞歸直到原型為null結(jié)束。這條鏈稱為原型鏈，如果沒在原型鏈中找到對(duì)應(yīng)的屬性或方法，則返回undefined。（對(duì)比class的繼承方式，兩者尋找屬性和方法的途徑一致，只是class在“類”中遞歸查找，JS在原型中遞歸查找）

• constructor方法
  每個(gè)對(duì)象都有constructor方法，constructor默認(rèn)指向當(dāng)前對(duì)象對(duì)應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)。

  
  
  constructor

可見，通過大括號(hào)創(chuàng)建的對(duì)象其實(shí)調(diào)用了Object構(gòu)造函數(shù)。大括號(hào)創(chuàng)建對(duì)象的方式是一種語法糖，實(shí)際是通過Object構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的對(duì)象。（對(duì)比class中的構(gòu)造函數(shù)，兩者都是通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對(duì)象，只是class中的構(gòu)造函數(shù)仍然是和“類”綁定在一起的，而JS中的構(gòu)造函數(shù)是獨(dú)立存在的）

構(gòu)造函數(shù)

既然通過構(gòu)造函數(shù)可以創(chuàng)建對(duì)象，那么構(gòu)造函數(shù)有哪些特征？

1. 為區(qū)別于普通函數(shù)，通常構(gòu)造函數(shù)名首字母大寫
2. 構(gòu)造函數(shù)必須通過new命令調(diào)用
3. 構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部使用this關(guān)鍵字，this指向當(dāng)前構(gòu)造函數(shù)生成的對(duì)象
4. 構(gòu)造函數(shù)沒有return，默認(rèn)返回this

以上文中的creature對(duì)象為例，如何通過自定義構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建creature對(duì)象？

• 自定義構(gòu)造函數(shù)

function Creature(name="creature", age=0){
    this.name = name
    this.age = age
    this.eat = function() {
        console.log(this.name + " is eating")
    }
}

var creature = new Creature()
creature.age  // 0
creature.eat()  // creature is eating

基于萬物皆對(duì)象的思想理念，構(gòu)造函數(shù)本身應(yīng)該也是個(gè)對(duì)象（普通函數(shù)也是對(duì)象）。那么構(gòu)造函數(shù)是由誰創(chuàng)建的？創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)的那個(gè)事物又是由誰創(chuàng)建的？這樣遞歸下去，似乎永遠(yuǎn)都找不到源頭。構(gòu)造函數(shù)的根究竟在哪里？

• 構(gòu)造函數(shù)的constructor
  以Creature構(gòu)造函數(shù)為例，因?yàn)镃reature也是個(gè)對(duì)象，所以可以通過內(nèi)部的constructor訪問到創(chuàng)建Creature構(gòu)造函數(shù)的事物。即，Creature構(gòu)造函數(shù)的構(gòu)造函數(shù)：

  
  
  構(gòu)造函數(shù)的constructor

可見，Creature構(gòu)造函數(shù)的constructor是Function構(gòu)造函數(shù)，而Function構(gòu)造函數(shù)的constructor是它本身。這樣就解決了無限遞歸出現(xiàn)的可能，所以構(gòu)造函數(shù)的源頭就是Function構(gòu)造函數(shù)。
既然構(gòu)造函數(shù)是對(duì)象，那么構(gòu)造函數(shù)的原型又是誰？

• 構(gòu)造函數(shù)的__proto__

  
  
  構(gòu)造函數(shù)的__proto__

可見，普通函數(shù)與構(gòu)造函數(shù)的原型都指向同一個(gè)匿名函數(shù)。這個(gè)匿名函數(shù)又是由誰創(chuàng)建的？

函數(shù)的constructor

可見，不單構(gòu)造函數(shù)是由Function構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的，在不手動(dòng)指定constructor的情況下，任意函數(shù)的構(gòu)造函數(shù)都是Function構(gòu)造函數(shù)（包括Function構(gòu)造函數(shù)本身）

函數(shù)與對(duì)象

• 區(qū)別與聯(lián)系
  1.函數(shù)屬于對(duì)象
  2.對(duì)象未必是函數(shù)

雖然函數(shù)也是對(duì)象的一種，但是作為JS中的一等公民，函數(shù)還存在一個(gè)特殊屬性，prototype。

• 函數(shù)中的prototype屬性
  prototype中存儲(chǔ)的也是原型，但他不是當(dāng)前函數(shù)對(duì)象的原型（當(dāng)前函數(shù)對(duì)象的原型存儲(chǔ)在__proto__屬性中），如果僅把他當(dāng)做函數(shù)看待，可以理解為函數(shù)的原型（注意區(qū)分函數(shù)與函數(shù)對(duì)象的概念），而函數(shù)的原型就指向函數(shù)生成的對(duì)象對(duì)應(yīng)的原型：

function Creature(name="creature", age=0){
    this.name = name
    this.age = age
    this.eat = function() {
        console.log(this.name + " is eating")
    }
}

var creature = new Creature()

prototype屬性

可以看到，Creature構(gòu)造函數(shù)的prototype屬性確實(shí)指向構(gòu)造函數(shù)生成的對(duì)象creature對(duì)應(yīng)的原型。由于Creature.prototype就是creature的原型，所以Creature.prototype.constructor就是Creature構(gòu)造函數(shù)本身。

上文已經(jīng)說過，constructor的源頭是Function構(gòu)造函數(shù)，那么原型（對(duì)象）的源頭又是誰?

• 原型（對(duì)象）的源頭
  同樣，以creature對(duì)象為例：

function Creature(name="creature", age=0){
    this.name = name
    this.age = age
    this.eat = function() {
        console.log(this.name + " is eating")
    }
}

var creature = new Creature()

對(duì)象的源頭

可見，原型鏈的源頭為null。也就是說，可以將對(duì)象的__proto__屬性指向null，以此來創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。因?yàn)閚ull中不存在任何屬性和方法，所以創(chuàng)建出的對(duì)象沒有繼承到任何屬性和方法。ES6中，提供了create方法來創(chuàng)建對(duì)象。

• Object.create

  
  
  Object.create(null)

可見，通過null確實(shí)能創(chuàng)建出對(duì)象，并且這個(gè)對(duì)象沒有任何屬性或方法，是最干凈的對(duì)象。上文說過，通過大括號(hào)語法糖創(chuàng)建對(duì)象，其實(shí)會(huì)調(diào)用Object構(gòu)造函數(shù)，這也是為什么我們創(chuàng)建出的絕大多數(shù)對(duì)象都擁有某些共同屬性和方法。

• ES6中獲取對(duì)象原型的方法
  ES6提供了新的方法來獲取和設(shè)置原型：getPrototypeOf，setPrototypeOf，這樣我們不必直接操縱__proto__屬性：
  
  getPrototypeOf

以getPrototypeOf這個(gè)方法為例，他是通過Object構(gòu)造函數(shù)調(diào)用的，所以必然存在于Object構(gòu)造函數(shù)或者他的原型鏈中。因?yàn)槭切略龇椒ǎ⑶覂H能通過Object構(gòu)造函數(shù)調(diào)用，猜測getPrototypeOf方法應(yīng)該直接屬于Object構(gòu)造函數(shù)，而非繼承自某個(gè)原型。那么，如何查看Object構(gòu)造函數(shù)的屬性及方法？

• 查看Object構(gòu)造函數(shù)的屬性與方法
  通過上文我們已經(jīng)知道Object.prototype.constructor === Object，因此可以這樣來查看：
  
  Object構(gòu)造函數(shù)的屬性及方法

可以看到，除getPrototypeOf與setPrototypeOf這兩個(gè)方法外，之前提到的create方法，以及函數(shù)特有的屬性prototype都在Object構(gòu)造函數(shù)中。除此之外，Object構(gòu)造函數(shù)中還提供了很多方便快捷的方法，這里不再贅述。

再次對(duì)比原型繼承與類繼承，其實(shí)兩者很相似，越是通用的能力越沉到下層，越是特有的能力越浮在上層，只是JS擺脫了“類”這個(gè)枷鎖。那么ES6中的class究竟是怎么回事？

ES6中的class

先來感受一下ES6中class的強(qiáng)大：

class Programmer {
    constructor(name) {
        this.name = name
    }
    sayHello() {
        console.log("Hello, I'm " + this.name)
    }
}
var p = new Programmer("Jack")
p.sayHello()  // Hello, I'm Jack

class SeniorProgrammer extends Programmer {
    constructor(name, skill) {
        super(name)
        this.skill = skill
    }
    level = "senior"
    static keyboard() {}
}
ar sp = new SeniorProgrammer("Rose", "assembly")
sp.name  // Rose
sp.skill  // assembly
sp.sayHello()  // Hello, I'm Rose
sp.level  // senior

整個(gè)世界都更美好了有沒有！雖然寫法用法一樣，然而這里的class真的是我們熟知的class嗎？

class SeniorProgrammer

可以看到，class SeniorProgrammer的原型為class Programmer，而class Programmer的原型為匿名函數(shù)，匿名函數(shù)的原型為Object構(gòu)造函數(shù)。因此，這里的繼承其實(shí)還是基于原型繼承，而非類繼承。

• class本質(zhì)

class == function

可見，JS中的class并非真正的“類”，是由函數(shù)包裝成的，而函數(shù)是對(duì)象的一種。

既然class是對(duì)象，那么他的構(gòu)造函數(shù)和原型又是誰？

class的構(gòu)造函數(shù)及原型

class的構(gòu)造函數(shù)也是Function構(gòu)造函數(shù)。如果class存在extends，那么class的原型為其extends對(duì)應(yīng)的class。如果不存在extends，那么class的原型為Object構(gòu)造函數(shù)的原型。

既然JS中的class仍然是以原型方式實(shí)現(xiàn)繼承的，并且class本身是個(gè)函數(shù)，那么class中定義的屬性及方法存儲(chǔ)在哪里？

• 存儲(chǔ)位置

存儲(chǔ)位置

寫在constructor中由this.生成的屬性都存儲(chǔ)在class創(chuàng)建的對(duì)象中，寫在constructor之外的屬性仍存儲(chǔ)在由class創(chuàng)建的對(duì)象中，但是寫在constructor之外的函數(shù)存儲(chǔ)在class的原型中，static修飾的函數(shù)存儲(chǔ)在類本身中。JS的class內(nèi)部方法存儲(chǔ)在原型中這點(diǎn)和“類繼承”的面型對(duì)象很相似，這樣不用每通過類創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象就新開辟一塊空間用來存儲(chǔ)方法函數(shù)。

這里有一點(diǎn)值得關(guān)注，由于JS中的class其實(shí)是function，并非我們傳統(tǒng)認(rèn)知的class，所以當(dāng)通過this.某個(gè)屬性賦值時(shí)，即使class的原型鏈有這個(gè)屬性，仍然會(huì)在當(dāng)前對(duì)象中生成新的屬性來存儲(chǔ)這個(gè)值，而非使用原型鏈上的值，這一點(diǎn)與“類繼承”區(qū)別很大。

內(nèi)置對(duì)象

作為補(bǔ)充，最后簡單說一下JS中的內(nèi)置對(duì)象（Math、JSON、Window）。

內(nèi)置對(duì)象

Math和JSON是平級(jí)的，兩者的constructor都是Object構(gòu)造函數(shù)，Object的constructor是Function構(gòu)造函數(shù)，而Window的constructor就是Function構(gòu)造函數(shù)。

Have fun！