面试知识点 - JS 原型与原型链

Create by jsliang on 2019-2-21 08:42:02
Recently revised in 2019-05-24 11:08:37

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本文涉及知识点

  • prototype
  • __proto__
  • new
  • call()/apply()/bind()
  • this

在本文中,jsliang 会讲解通过自我探索后关于上述知识点的个人理解,如有纰漏、疏忽或者误解,欢迎各位小伙伴留言指出。

如果小伙伴对文章存有疑问,想快速得到回复。
或者小伙伴对 jsliang 个人的前端文档库感兴趣,也想将自己的前端知识整理出来。
欢迎加 QQ 群一起探讨:798961601

一 目录

不折腾的前端,和咸鱼有什么区别

目录
一 目录
二 前言
三 题目
四 解题
五 知识拓展
5.1 问题少年:旅途开始
5.2 原型及原型链
5.3 new 为何物
5.4 call() 又是啥
5.5 this 指向哪
六 总结
七 参考文献
八 工具

二 前言

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广州小伙伴在帮我进行面试摸底的时候,提出了问题:能否谈谈 this 的作用?

题目的目的:

  1. 了解 this,说一下 this 的作用。
  2. Vue 的 this.变量,this 指向 Vue 的哪里。(指 Vue 的实例)
  3. Vue 里写个 setTimeout,发现 this 改变(call()apply()=>
  4. ……大致如此……

但是,我发现了我走了一条不归路,无意间我看了下 prototype

然后,我爬上了一座高山……

三 题目

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相信有的小伙伴能自信地做出下面这些题~

  • 题目 1
var A = function() {};
A.prototype.n = 1;
var b = new A();
A.prototype = {
  n: 2,
  m: 3
}
var c = new A();

console.log(b.n);
console.log(b.m);

console.log(c.n);
console.log(c.m);

请写出上面编程的输出结果是什么?

  • 题目 2
var F = function() {};

Object.prototype.a = function() {
  console.log('a');
};

Function.prototype.b = function() {
  console.log('b');
}

var f = new F();

f.a();
f.b();

F.a();
F.b();

请写出上面编程的输出结果是什么?

  • 题目 3
function Person(name) {
    this.name = name
}
let p = new Person('Tom');

问题1:1. p.proto等于什么?

问题2:Person.proto等于什么?

  • 题目 4
var foo = {},
    F = function(){};
Object.prototype.a = 'value a';
Function.prototype.b = 'value b';

console.log(foo.a);
console.log(foo.b);

console.log(F.a);
console.log(F.b);

请写出上面编程的输出结果是什么?

四 解题

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  • 题目 1 答案:
b.n -> 1
b.m -> undefined;

c.n -> 2;
c.m -> 3;
  • 题目 2 答案:
f.a() -> a
f.b() -> f.b is not a function

F.a() -> a
F.b() -> b
  • 题目 3 答案

答案1:Person.prototype

答案2:Function.prototype

  • 题目 4 答案
foo.a => value a
foo.b => undefined
F.a => value a
F.b => value b

如果小伙伴们查看完答案,仍不知道怎么回事,那么,我们扩展下自己的知识点,畅快了解更多地知识吧!

五 知识拓展

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原型和原型链估计是老生常谈的话题了,但是还是有很多小白(例如 jsliang 自己)就时常懵逼在这里。

图

首图祭祖,让暴风雨来得更猛烈些吧!

5.1 问题少年:旅途开始

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因为爱(了解来龙去脉),所以 jsliang 开始学习(百度)之旅,了解原型和原型链。

首先jsliang 去了解查看原型链 prototype

然后,在了解途中看到了 new,于是百度查看 JS 的 new 理念。

接着,接触 new 会了解还有 call(),而 call()apply() 以及箭头函数 => 又是相似的东西。

最后,当我们查找 call() 的时候,它又涉及到了 this,所以我们 “顺便” 查阅 this 吧。

5.2 原型及原型链

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首先,为什么需要原型及原型链?

我们查看一个例子:

function Person(name, age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.eat = function() {
    console.log(age + "岁的" + name + "在吃饭。");
  }
}

let p1 = new Person("jsliang", 24);
let p2 = new Person("jsliang", 24);

console.log(p1.eat === p2.eat); // false

可以看到,对于同一个函数,我们通过 new 生成出来的实例,都会开出新的一块堆区,所以上面代码中 person 1 和 person 2 的吃饭是不同的。

拥有属于自己的东西(例如房子、汽车),这样很好。但它也有不好,毕竟总共就那么点地儿(内存),你不停地建房子,到最后是不是没有空地了?(内存不足)

所以,咱要想个法子,建个类似于共享库的对象(例如把楼房建高),这样就可以在需要的时候,调用一个类似共享库的对象(社区),让实例能够沿着某个线索去找到自己归处。

而这个线索,在前端中就是原型链 prototype

function Person(name) {
  this.name = name;
}

// 通过构造函数的 Person 的 prototype 属性找到 Person 的原型对象
Person.prototype.eat = function() {
  console.log("吃饭");
}

let p1 = new Person("jsliang", 24);
let p2 = new Person("梁峻荣", 24);

console.log(p1.eat === p2.eat); // true

看!这样我们就通过分享的形式,让这两个实例对象指向相同的位置了(社区)。

然后,说到这里,我们就兴趣来了,prototype 是什么玩意?居然这么神奇!

孩子没娘,说来话长。首先我们要从 JavaScript 这玩意的诞生说起,但是放这里的话,故事主线就太长了,所以这里有个本文的剧场版《JavaScript 世界万物诞生记》,感兴趣的小伙伴可以去了解一下。这里我们还是看图,并回归本话题:

图

  • JS 说,我好寂寞。因为 JS 的本源是空的,即:null。
  • JS 说,要有神。所以它通过万能术 __proto__ 产生了 No1 这号神,即:No1.__proto__ == null
  • JS 说,神你要有自己的想法啊。所以神自己想了个方法,根据自己的原型 prototype 创建了对象 Object,即:Object.prototype == No1; No1.__proto__ == null。于是我们把 prototype 叫做原型,就好比 Object 的原型是神,男人的原型是人类一样,同时 __proto__ 叫做原型链,毕竟有了 __proto__,对象、神、JS 之间才有联系。这时候 Object.prototype.__proto__ == null
  • JS 说,神你要有更多的想法啊,我把万能术 __proto__ 借你用了。所以神根据 Object,使用 __proto__ 做了个机器 No2,即 No2.__proto__ == No1,并规定所有的东西,通过 __proto__ 可以连接机器,再找到自己,包括 Object 也是,于是 Object 成为所有对象的原型Object.__proto__.__proto__ == No1,然后 StringNumberBooleanArray 这些物种也是如此。
  • JS 说,神你的机器好厉害喔!你的机器能不能做出更多的机器啊?神咧嘴一笑:你通过万能术创造了我,我通过自己原型创造了对象。如此,那我造个机器 Function,Function.prototype == No2, Function.__proto__ == No2,即 Function.prototype == Function.__proto__ 吧!这样 No2 就成了造机器的机器,它负责管理 Object、Function、String、Number、Boolean、Array 这几个。

最后,说到这里,我们应该很了解开局祭祖的那副图,并有点豁然开朗的感觉,能清楚地了解下面几条公式了:

Object.__proto__ === Function.prototype;
Function.prototype.__proto__ === Object.prototype;
Object.prototype.__proto__ === null;

5.3 new 为何物

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这时候,我们知道 prototype 以及 __proto__ 是啥了,让我们回归之前的代码:

function Person(name) {
  this.name = name;
}

// 通过构造函数的 Person 的 prototype 属性找到 Person 的原型对象
Person.prototype.eat = function() {
  console.log("吃饭");
}

let p1 = new Person("jsliang", 24);
let p2 = new Person("梁峻荣", 24);

console.log(p1.eat === p2.eat); // true

可以看出,这里有个点,我们还不清楚,就是:new 为何物?

首先,我们来讲讲函数:函数分为构造函数和普通函数

怎么回事呢?No2 始机器 在创造机器 Function 的过程中,创造了过多的机器,为了方便区分这些机器,No1 神 将机器分为两类:创造物种类的 Function 叫做构造函数(通常面向对象),创造动作类的 Function 叫做普通函数(通常面向过程)。打个比喻:function Birl() {}function Person() {} 这类以首字母大写形式来定义的,用来定义某个类型物种的,就叫做 构造函数。而 function fly() {}function eat() {} 这类以首字母小写形式来定义的,用来定义某个动作的,就叫做普通函数。

注意,它们本质还是 Function 中出来的,只是为了方便区分,我们如此命名

然后,我们尝试制作一个会飞的鸟:

// 定义鸟类
function Bird(color) {
  this.color = color;
}

// 定义飞的动作
function fly(bird) {
  console.log(bird + " 飞起来了!");
}

接着,我们要使用鸟类这个机器创造一只鸟啊,No1 神 挠挠头,折腾了下(注意它折腾了下),跟我们说使用 new 吧,于是:

// 定义鸟类
function Bird(color) {
  this.color = color;
}

// 创造一只鸟
let bird1 = new Bird('蓝色');

// 定义飞的动作
function fly(bird) {
  console.log(bird.color + "的鸟飞起来了!");
}

fly(bird1); // 蓝色的鸟飞起来了!

说到这里,我们知道如何使用类型创造机器和动作创造机器了。

最后,我们如果有兴趣,还可以观察下 No1 神new 内部折腾了啥:

假如我们使用的是:let bird1 = new Bird('蓝色');

// 1. 首先有个类型机器
function ClassMachine() {
  console.log("类型创造机器");
}
// 2. 然后我们定义一个对象物品
let thingOne = {};
// 3. 对象物品通过万能术 __proto__ 指向了类型机器的原型(即 No 2 始机器)
thingOne.__proto__ = ClassMachine.prototype;
// 4. ???
ClassMachine.call(thingOne);
// 5. 定义了类型机器的动作
ClassMachine.prototype.action = function(){
  console.log("动作创造机器");
}
// 6. 这个对象物品执行了动作
thingOne.action();
/*
 * Console:
 * 类型创造机器
 * 动作创造机器
*/

OK,new 做了啥,No 1 神安排地明明白白了。

那么下面这个例子,我们也就清楚了:

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

Person.prototype = {
  eat:function(){
    console.log('吃饭')
  },
  sleep:function(){
    console.log('睡觉')
  }
};

let p = new Person('梁峻荣',28);

// 访问原型对象
console.log(Person.prototype);
console.log(p.__proto__); // __proto__仅用于测试,不能写在正式代码中

/* Console
  * {eat: ƒ, sleep: ƒ}
  * {eat: ƒ, sleep: ƒ}
*/

所以很多人会给出一条公式:

实例的 __proto__ 属性(原型)等于其构造函数的 prototype 属性。

现在理解地妥妥的了吧!

但是,你注意到 new 过程中的点 4 了吗?!!!

5.4 call() 又是啥

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在点 4 中,我们使用了 call() 这个方法。

那么,call() 又是啥?

首先,我们要知道 call() 方法是存在于 Funciton 中的,Function.prototype.callƒ call() { [native code] },小伙伴可以去控制台打印一下。

然后,我们观察下面的代码:

function fn1() {
  console.log(1);
  this.num = 111;
  this.sayHey = function() {
    console.log("say hey.");
  }
}
function fn2() {
  console.log(2);
  this.num = 222;
  this.sayHello = function() {
    console.log("say hello.");
  }
}
fn1.call(fn2); // 1

fn1(); // 1
fn1.num; // undefined
fn1.sayHey(); // fn1.sayHey is not a function

fn2(); // 2
fn2.num; // 111
fn2.sayHello(); // fn2.sayHello is not a function

fn2.sayHey(); //say hey.

通过 fn1.call(fn2),我们发现 fn1fn2 都被改变了,call() 就好比一个小三,破坏了 fn1fn2 和睦的家庭。

现在,fn1 除了打印自己的 console,其他的一无所有。而 fn2 拥有了 fn1 console 之外的所有东西:num 以及 sayHello

记住:在这里,call() 改变了 this 的指向。

然后,我们应该顺势看下它源码,搞懂它究竟怎么实现的,但是 jsliang 太菜,看不懂网上关于它源码流程的文章,所以咱们还是多上几个例子,搞懂 call() 能做啥吧~

  • 例子 1:
function Product(name, price) {
  this.name = name;
  this.price = price;
}

function Food(name, price) {
  Product.call(this, name, price);
  this.category = 'food';
}

let food1 = new Food('chees', 5);

food1; // Food {name: "chees", price: 5, category: "food"}

可以看出,通过在 Food 构造方法里面调用 call(),成功使 Food 拓展了 name 以及 price 这两个字段。所以:

准则一:可以使用 call() 方法调用父构造函数。

  • 例子 2:
var animals = [
  {
    species: 'Lion',
    name: 'King'
  },
  {
    species: 'Whale',
    name: 'Fail'
  }
]

for(var i = 0; i < animals.length; i++) {
  (function(i) {
    this.print = function() {
      console.log('#' + i + ' ' + this.species + ": " + this.name);
    }
    this.print();
  }).call(animals[i], i);
}

// #0 Lion: King
// #1 Whale: Fail

可以看到,在匿名函数中,我们通过 call(),成功将 animals中的 this 指向到了匿名函数中,从而循环打印出了值。

准则二:使用 call() 方法调用匿名函数。

  • 例子 3:
function greet() {
  var reply = [this.animal, 'typically sleep between', this.sleepDuration].join(' ');
  console.log(reply);
}

var obj = {
  animal: 'cats',
  sleepDuration: '12 and 16 hours'
};

greet.call(obj);  // cats typically sleep between 12 and 16 hours

准则三:使用 call() 方法调用函数并且指定上下文的 this

最后,讲到这里,小伙伴们应该知道 call() 的一些用途了。

说到 call(),我们还要讲讲跟它相似的 apply(),其实这两者都是相似的,只是 apply() 调用的方式不同,例如:

function add(a, b){
  return a + b;  
}
function sub(a, b){
  return a - b;  
}

// apply() 的用法
var a1 = add.apply(sub, [4, 2]); // sub 调用 add 的方法
var a2 = sub.apply(add, [4, 2]);

a1; // 6     
a2; // 2

// call() 的用法
var a1 = add.call(sub, 4, 2);

是的,apply() 只能调用两个参数:新 this 对象和一个数组 argArray。即:function.call(thisObj, [arg1, arg2]);

以上,我们知道 apply()call() 都是为了改变某个函数运行时的上下文而存在的(就是为了改变函数内部的 this 指向)。然后,因为这两个方法会立即调用,所以为了弥补它们的缺失,还有个方法 bind(),它不会立即调用:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1.0,maximum-scale=1.0,user-scalable=no">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>call()、apply() 以及 bind()</title>
</head>
<body>
  <div id="box">我是一个盒子!</div>

  <script>
    window.onload = function() {
      var fn = {
        num: 2,
        fun: function() {
          document.getElementById("box").onclick = (function() {
            console.log(this.num);
          }).bind(this);
          // }).call(this);
          // }).apply(this);
        }
        /*
         * 这里的 this 是 fun,所以可以正确地访问 num,
         * 如果使用 bind(),会在点击之后打印 2;
         * 如果使用 call() 或者 apply(),那么在刷新网页的时候就会打印 2
        */
      }
      fn.fun();
    }
  </script>
</body>
</html>

再回想下,为什么会有 call()apply() 呢,我们还会发现它牵扯上了 this 以及箭头函数(=>),所以下面我们来了解了解吧~

5.5 this 指向哪

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  • 在绝大多数情况下,函数的调用方式决定了 this 的值。它在全局执行环境中 this 都指向全局对象

怎么理解呢,我们举个例子:

// 在浏览器中, window 对象同时也是全局对象
conosle.log(this === window); // true

a = 'apple';
conosle.log(window.a); // apple

this.b = "banana";
console.log(window.b); // banana
console.log(b); // banana

但是,日常工作中,大多数的 this,都是在函数内部被调用的,而:

  • 在函数内部,this 的值取决于函数被调用的方式。
function showAge(age) {
  this.newAge = age;
  console.log(newAge);
}
showAge("24"); // 24

然而,问题总会有的:

  • 一般 this 指向问题,会发生在回调函数中。所以我们在写回调函数时,要注意一下 this 的指向问题。
var obj = {
  birth: 1995,
  getAge: function() {
    var b = this.birth; // 1995;
    var fn = function() {
      return this.birth; 
      // this 指向被改变了!
      // 因为这里重新定义了个 function,
      // 假设它内部有属于自己的 this1,
      // 然后 getAge 的 this 为 this2,
      // 那么,fn 当然奉行就近原则,使用自己的 this,即:this1
    };
    return fn();
  }
}

obj.getAge(); // undefined

在这里我们可以看到, fn 中的 this 指向变成 undefined 了。

当然,我们是有补救措施的。

首先,我们使用上面提及的 call()

var obj = {
  birth: 1995,
  getAge: function() {
    var b = this.birth; // 1995
    var fn = function() {
      return this.birth; 
    };
    return fn.call(obj); // 通过 call(),将 obj 的 this 指向了 fn 中
  }
}

obj.getAge(); // 1995

然后,我们使用 that 来接盘 this

var obj = {
  birth: 1995,
  getAge: function() {
    var b = this.birth; // 1995
    var that = this; // 将 this 指向丢给 that
    var fn = function() {
      return that.birth; // 通过 that 来寻找到 birth
    };
    return fn();
  }
}

obj.getAge(); // 1995

我们通过了 var that = this,成功在 fn 中引用到了 objbirth

最后,我们还可以使用箭头函数 =>

var obj = {
  birth: 1995,
  getAge: function() {
    var b = this.birth; // 1995
    var fn = () => this.birth;
    return fn();
  }
}
obj.getAge(); // 1995

讲到这里,我们再回首 new 那块我们不懂的代码:

// 1. 首先有个类型机器
function ClassMachine() {
  console.log("类型创造机器");
}
// 2. 然后我们定义一个对象物品
let thingOne = {};
// 3. 对象物品通过万能术 __proto__ 指向了类型机器的原型(即 No 2 始机器)
thingOne.__proto__ = ClassMachine.prototype;
// 4. ???
ClassMachine.call(thingOne);
// 5. 定义了类型机器的动作
ClassMachine.prototype.action = function(){
  console.log("动作创造机器");
}
// 6. 这个对象物品执行了动作
thingOne.action();
/*
 * Console:
 * 类型创造机器
 * 动作创造机器
*/

很容易理解啊,在第四步中,我们将 ClassMachinethis 变成了 thingOnethis 了!

以上,是不是感觉鬼门关走了一遭,终于成功见到了曙光!!!

六 总结

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在开始的时候,也许有的小伙伴,看着看着会迷晕了自己!

不要紧,我也是!

当我跟着自己的思路,一步一步敲下来之后,我才发觉自己仿佛打通了任督二脉,对一些题目有了自己的理解。

所以,最重要的还是 折腾 啦!

毕竟:

不折腾的前端,和咸鱼有什么区别!

七 参考资料

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下面列举本文精选参考文章,其中一些不重要的零零散散 30 来篇文章已被刷选。

八 工具

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不折腾的前端,和咸鱼有什么区别!

图

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