JavaScript之彻底理解原型与原型链

本文已参与「掘力星计划」，赢取创作大礼包，挑战创作激励金。

前言

原型与原型链知识历来都是面试中考察的重点，说难不算太难，但要完全理解还是得下一定的功夫。先来看一道面试题开开胃口吧:

function User() {}
User.prototype.sayHello = function() {}
var u1 = new User();
var u2 = new User();
console.log(u1.sayHello === u2.sayHello); 
console.log(User.prototype.constructor); 
console.log(User.prototype === Function.prototype); 
console.log(User.__proto__ === Function.prototype); 
console.log(User.__proto__ === Function.__proto__); 
console.log(u1.__proto__ === u2.__proto__); 
console.log(u1.__proto__ === User.__proto__); 
console.log(Function.__proto__ === Object.__proto__); 
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype.__proto__); 
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype); 
复制代码

基础铺垫

JavaScript所有的对象本质上都是通过new 函数创建的，包括对象字面量的形式定义对象(相当于new Object()的语法糖)。
所有的函数本质上都是通过new Function创建的，包括Object、Array等
所有的函数都是对象。

`prototype`

每个函数都有一个属性prototype，它就是原型，默认情况下它是一个普通Object对象，这个对象是调用该构造函数所创建的实例的原型。函数原型.jfif

`contructor属性`

JavaScript同样存在由原型指向构造函数的属性：constructor，即Func.prototype.constructor --> Func constructor.jfif

`proto`

JavaScript中所有对象(除了null)都具有一个__proto__属性，该属性指向该对象的原型。

function User() {}
var u1 = new User();
// u1.__proto__ -> User.prototype
console.log(u1.__proto__ === User.prototype) // true
复制代码

显而易见，实例的__proto__属性指向了构造函数的原型，那么多个实例的__proto__会指向同一个原型吗？

var u2 = new User();
console.log(u1.__proto__ === u2.__proto__) // true
复制代码

如果多个实例的__proto__都指向构造函数的原型，那么实例如果能通过一种方式，访问原型上的方法，属性等，就可以在原型进行编程，实现继承的效果。

我们继续更新一下原型与原型链的关系图：隐式原型.jfif

原型链

实例对象在查找属性时，如果查找不到，就会沿着__proto__去与对象关联的原型上查找，如果还查找不到，就去找原型的原型，直至查到最顶层，这也就是原型链的概念。

就借助面试题，举几个原型链的例子：

举例

u1.sayHello()： u1上是没有sayHello方法的，因此访问u1.__proto__(User.prototype)，成功访问到sayHello方法
u2.toString() u2，User.prototype都没有toString方法，User.prototype也是一个普通对象，因此继续寻找User.prototype.__proto__(Object.prototype)，成功调用到toString方法

提高

学完上面那些，大多数面试题都可以做出来了，例如下面这种

function A() {}
function B(a) {
    this.a = a;
}
function C(a) {
    if (a) {
        this.a = a;
    }
}
A.prototype.a = 1;
B.prototype.a = 1;
C.prototype.a = 1;

console.log(new A().a); //1
console.log(new B().a); //undefined
console.log(new C(2).a); //2
复制代码

但距离解决文章的最初的面试题还欠缺些什么，比如Function.__proto__ === Object.__proto__、Function.prototype.__proto__ === Object.prototype.__proto__等，接着我们来一一攻克它。

`Objcet.proto` 、 `Object.prototype`、`Object.prototype.proto`

Object是构造函数，在第二部分我们讲过所有的函数都是通过new Function创建了，因此Object相当于Function的实例，即Object.__proto__ --> Function.prototype。
Object.prototype是Object构造函数的原型，处于原型链的顶端，Object.prototype.__proto__已经没有可以指向的上层原型，因此其值为null

// 总结：
Object.__proto__ --> Function.prototype
Object.prototype.__proto__ --> null
复制代码

`Function.proto`、`Function.prototype`、`Function.prototype.proto`

Function.prototype是Function的原型，是所有函数实例的原型，例如上面讲的Object.__proto__
Function.prototype是一个普通对象，因此Function.prototype.__proto__ --> Object.prototype
Function.__proto__: __proto__指向创造它的构造函数的原型，那谁创造了Function那？
- 猜想：函数对象也是对象，那Function.__proto__会指向Object.prototype吗？上文提到，Object.__proto__ --> Function.prototype。如果Function.__proto__ -> Object.prototype，感觉总是怪怪的，到底谁创造了谁，于是我去做了一下测试：
实践证明只存在Object.__proto__ --> Function.prototype
- 苦思冥想没得出结果，难道Function函数是猴子不成，从石头缝里面蹦出来的？于是我进行了一同乱七八糟的测试，没想到找出了端倪。
通过上面我们可以得出：Function.__proto__ --> Function.prototype

Function函数不通过任何东西创建，JS引擎启动时，添加到内存中

总结

最后将原型与原型链方面的知识凝结成一张图：原型链.jfif

所有函数(包括Function)的__proto__指向Function.prototype
自定义对象实例的__proto__指向构造函数的原型
函数的prototype的__proto__指向Object.prototype
Object.prototype.__proto__ --> null

后语

知识的海洋往往比想象中还要辽阔，原型与原型链这边也反复的学过多次，我认为应该学的比较全面，比较完善了。但遇到这个面试题后，我才发现我所学的只不过是一根枝干，JS里面真的有很多深层次的宝藏等待挖掘。学海无涯，与君共勉。

最后再附赠个简单的面试题，提高一下自信：

var F = function () {}
Object.prototype.a = function () {}
Function.prototype.b = function () {}

var f = new F();

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

// 原型链
// f.__proto__ --> F.prototype --> Object.prototype
// F.__proto__ --> Function.prototype --> Object.prototype
复制代码

本文部分图源：渡一教育的学习资料