彻底理解JavaScript原型链 —__proto__的默认指向

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彻底理解JavaScript原型链 —__proto__的默认指向

JavaScript的原型链系统着实让人头痛,在查阅了各种资料之后,终于总结出了基于几条通用规则和少数例外情况的js原型链逻辑,下面就让我们来一起看看是怎样的一个原理。

虽然JavaScript里一切皆对象,但为了理解原型链系统,我们需要将JavaScript的对象分为对象函数两大类。在此基础上,JavaScript的原型链逻辑遵从以下通用规则:

通用规则

  1. 对象__proto__属性,函数prototype属性;
  2. 对象函数生成;
  3. 生成对象时,对象__proto__属性指向函数prototype属性。

在没有手动修改__proto__属性的指向时,以上三条便是JavaScript默认原型链指向逻辑。

下面我们来从最一般的情况开始,逐步深入的详细解释一下:

1. 一般情况

创建空对象时,实际上我们是用Object函数来生成对象的:
>var o = {}
>o.__proto__ === Object.prototype
true

我们也可以显式的使用Object函数来创建对象:
>var o = Object()
o.__proto__ === Object.prototype
true

当我们使用函数来创建自定义的对象时,上面的规则同样适用:
>function MyObj(){}
>typeof MyObj
"function"
>var mo = new MyObj()
>mo.__proto__ === MyObj.prototype
true

2. 函数对象

既然JavaScript里“一切皆对象”,那函数自然也是对象的一种。对于函数作为对象来说,上面的规则同样适用:

函数对象都是由Function函数生成的:
>function fn(){}
>fn.__proto__ === Function.prototype
true

我们可以看到,把函数当做对象时,生成它的函数就是 Function函数。那Function函数本身呢?同样适用!

Function函数本身作为对象时,生成它的函数是他自身!
>Function.__proto__ === Function.prototype
true

同样我们知道,Object函数也是一个函数对象,那么它是否符合上面的规则呢?当然!

Object函数既然是函数,那生成它的函数自然是Function函数咯:
>Object.__proto__ === Function.prototype
true

3. prototype是谁?

好了,现在我们知道,对象的__proto__属性是从生成它的函数的prototype那里得来的,那我们不禁要问,函数的prototype又是谁?

一般函数默认的prototype是系统自动生成的一个对象:
>function fn(){}
>typeof fn.prototype
"object"
>fn.prototype
{constructor: ƒ}
    constructor: ƒ fn()
    __proto__: Object

>fn.prototype.constructor === fn
true
>fn.prototype.__proto__ === Object.prototype
true

一般函数默认的prototype是一个类型为"object"的对象,它有两个属性:constructor__proto__。其中constructor属性指向这个函数自身,__proto__属性指向Object.prototype,这说明一般函数的prototype属性是由Object函数生成的。

4. 特殊情况

前面我们特别强调了是一般函数,那不一般的函数是谁呢?当然是Object函数和Function函数!
先来看Object.prototype:

>typeof Object.prototype
"object"
>Object.prototype
{constructor: ƒ, __defineGetter__: ƒ, __defineSetter__: ƒ, hasOwnProperty: ƒ, __lookupGetter__: ƒ, …}
    constructor: ƒ Object()
    hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty()
    isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf()
    propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable()
    toLocaleString: ƒ toLocaleString()
    toString: ƒ toString()
    valueOf: ƒ valueOf()
    __defineGetter__: ƒ __defineGetter__()
    __defineSetter__: ƒ __defineSetter__()
    __lookupGetter__: ƒ __lookupGetter__()
    __lookupSetter__: ƒ __lookupSetter__()
    get __proto__: ƒ __proto__()
    set __proto__: ƒ __proto__()

可以看到Object函数的prototype属性也是一个类型为"object"的对象,但和一般函数的默认prototype属性不一样的是,它多了一大堆方法,这些方法都是JavaScript对象的系统默认方法。
再仔细看,好像少了什么,对了,Object函数的prototype属性里没有__proto__属性,我们试着把它的__proto__属性打出来看看:

>Object.prototype.__proto__
null

这就是Object函数特殊情况了:Object.prototype.__proto__ === null,我们知道,这就是JavaScript原型链的终点了。
为什么要这样设定呢?
typeof Object.prototype === "object",说明它是一个Object对象,如果它由Object函数生成,于是按照我们上面的通用规则,就该是Object.prototype.__proto__ === Object.prototype
啊哈,问题出现了,Object.prototype.__proto__属性指向了它自身,这样以__proto__属性构成的原型链就再也没有终点了!所以为了让原型链有终点,在原型链的最顶端,JavaScript规定了Object.prototype.__proto__ === null

好,现在再来看Function函数吧:

>typeof Function.prototype
"function"

一上来就不走寻常路,Function函数的prototype属性是一个"function"类型的对象,而不像其他函数是类型为"object"的对象。那是个什么样的函数呢?

>Function.prototype
ƒ () { [native code] }

函数内部是[native code],也就是系统编译好的二进制代码函数,这就暂时没法深究了。现在让我们来看看我们最关心的__proto__属性:

>Function.prototype.__proto__
{constructor: ƒ, __defineGetter__: ƒ, __defineSetter__: ƒ, hasOwnProperty: ƒ, __lookupGetter__: ƒ, …}
    constructor: ƒ Object()
    hasOwnProperty: ƒ hasOwnProperty()
    isPrototypeOf: ƒ isPrototypeOf()
    propertyIsEnumerable: ƒ propertyIsEnumerable()
    toLocaleString: ƒ toLocaleString()
    toString: ƒ toString()
    valueOf: ƒ valueOf()
    __defineGetter__: ƒ __defineGetter__()
    __defineSetter__: ƒ __defineSetter__()
    __lookupGetter__: ƒ __lookupGetter__()
    __lookupSetter__: ƒ __lookupSetter__()
    get __proto__: ƒ __proto__()
    set __proto__: ƒ __proto__()

怎么有种似曾相识的感觉呢?看起来很像是Object.prototype,让我们来试试:

>Function.prototype.__proto__ === Object.prototype
true

果然就是它!
按照我们最开始提出的通用规则,一个"function"类型的对象,应该是由Function函数生成的,那它的prototype属性应该指向Function.prototype,也就是Function.prototype.__proto__ === Function.prototype。和Object函数同样的问题出现了:循环引用。所以JavaScript规定Function.prototype.__proto__ === Object.prototype,这样既避免了出现循环引用,又让__proto__构成的原型链指向了唯一的终点:Object.prototype.__proto__ === null

5. 总结

至此,我们从最一般的对象一直追溯到了Object函数和Function函数,并找在原型链的顶端发现了两个例外情况,也知道了这两个例外个规定是为了让__proto__构成的原型链存在一个唯一的终点。

现在我们再来看这张JavaScript原型链的图,是不是一目了然了呢?

 

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