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JavaScript中對象的prototype屬性,可以返回對象類型原型的引用。這是一個相當拗口的解釋,要理解它,先要正確理解對象類型(Type)以及原型(prototype)的概念。
前面我們說,對象的類(Class)和對象實例(Instance)之間是一種“創(chuàng)建”關系,因此我們把“類”看作是對象特征的模型化,而對象看作是類特征的具體化,或者說,類(Class)是對象的一個類型(Type)。例如,在前面的例子中,p1和p2的類型都是Point,在JavaScript中,通過instanceof運算符可以驗證這一點:
p1 instanceof Point
p2 instanceof Point
但是,Point不是p1和p2的唯一類型,因為p1和p2都是對象,所以Obejct也是它們的類型,因為Object是比Point更加泛化的類,所以我們說,Obejct和Point之間有一種衍生關系,在后面我們會知道,這種關系被叫做“繼承”,它也是對象之間泛化關系的一個特例,是面向?qū)ο笾胁豢扇鄙俚囊环N基本關系。
在面向?qū)ο箢I域里,實例與類型不是唯一的一對可描述的抽象關系,在JavaScript中,另外一種重要的抽象關系是類型(Type)與原型(prototype)。這種關系是一種更高層次的抽象關系,它恰好和類型與實例的抽象關系構成了一個三層的鏈,下圖描述了這種關系:
//TODO:
在現(xiàn)實生活中,我們常常說,某個東西是以另一個東西為原型創(chuàng)作的。這兩個東西可以是同一個類型,也可以是不同類型。習語“依葫蘆畫瓢”,這里的葫蘆就是原型,而瓢就是類型,用JavaScript的prototype來表示就是“瓢.prototype =某個葫蘆”或者“瓢.prototype= new 葫蘆()”。
要深入理解原型,可以研究關于它的一種設計模式――prototype pattern,這種模式的核心是用原型實例指定創(chuàng)建對象的種類,并且通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對象。JavaScript的prototype就類似于這種方式。
關于prototype pattern的詳細內(nèi)容可以參考《設計模式》(《Design Patterns》)它不是本文討論的范圍。
注意,同類型與實例的關系不同的是,原型與類型的關系要求一個類型在一個時刻只能有一個原型(而一個實例在一個時刻顯然可以有多個類型)。對于JavaScript來說,這個限制有兩層含義,第一是每個具體的JavaScript類型有且僅有一個原型(prototype),在默認的情況下,這個原型是一個Object對象(注意不是Object類型!)。第二是,這個對象所屬的類型,必須是滿足原型關系的類型鏈。例如p1所屬的類型是Point和Object,而一個Object對象是Point的原型。假如有一個對象,它所屬的類型分別為ClassA、ClassB、ClassC和Object,那么必須滿足這四個類構成某種完整的原型鏈,例如:
//TODO:
下面這個圖描述了JavaScript中對象、類型和原型三者的關系:
//TODO:
有意思的是,JavaScript并沒有規(guī)定一個類型的原型的類型(這又是一段非常拗口的話),因此它可以是任何類型,通常是某種對象,這樣,對象-類型-原形(對象)就可能構成一個環(huán)狀結構,或者其它有意思的拓撲結構,這些結構為JavaScript帶來了五花八門的用法,其中的一些用法不但巧妙而且充滿美感。下面的一節(jié)主要介紹prototype的用法。
2 prototype使用技巧
在了解prototype的使用技巧之前,首要先弄明白prototype的特性。首先,JavaScript為每一個類型(Type)都提供了一個prototype屬性,將這個屬性指向一個對象,這個對象就成為了這個類型的“原型”,這意味著由這個類型所創(chuàng)建的所有對象都具有這個原型的特性。另外,JavaScript的對象是動態(tài)的,原型也不例外,給prototype增加或者減少屬性,將改變這個類型的原型,這種改變將直接作用到由這個原型創(chuàng)建的所有對象上,例如:
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如果給某個對象的類型的原型添加了某個名為a的屬性,而這個對象本身又有一個名為a的同名屬性,則在訪問這個對象的屬性a時,對象本身的屬性“覆蓋”了原型屬性,但是原型屬性并沒有消失,當你用delete運算符將對象本身的屬性a刪除時,對象的原型屬性就恢復了可見性。利用這個特性,可以為對象的屬性設定默認值,例如:
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上面的例子通過prototype為Point對象設定了默認值(0,0),因此p1的值為(0,0),p2的值為(1,2),通過delete p2.x, delete p2.y; 可以將p2的值恢復為(0,0)。下面是一個更有意思的例子:
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利用prototype還可以為對象的屬性設置一個只讀的getter,從而避免它被改寫。下面是一個例子:
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將this.getFirstPoint()改寫為下面這個樣子:
this.getFirstPoint = function()
{
function GETTER(){};
GETTER.prototype = m_firstPoint;
return new GETTER();
}
則可以避免這個問題,保證了m_firstPoint屬性的只讀性。
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實際上,將一個對象設置為一個類型的原型,相當于通過實例化這個類型,為對象建立只讀副本,在任何時候?qū)Ω北具M行改變,都不會影響到原始對象,而對原始對象進行改變,則會影響到副本,除非被改變的屬性已經(jīng)被副本自己的同名屬性覆蓋。用delete操作將對象自己的同名屬性刪除,則可以恢復原型屬性的可見性。下面再舉一個例子:
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注意,以上的例子說明了用prototype可以快速創(chuàng)建對象的多個副本,一般情況下,利用prototype來大量的創(chuàng)建復雜對象,要比用其他任何方法來copy對象快得多。注意到,用一個對象為原型,來創(chuàng)建大量的新對象,這正是prototype pattern的本質(zhì)。
下面是一個例子:
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除了上面所說的這些使用技巧之外,prototype因為它獨特的特性,還有其它一些用途,被用作最廣泛和最廣為人知的可能是用它來模擬繼承,關于這一點,留待下一節(jié)中去討論。
3 prototype的實質(zhì)
上面已經(jīng)說了prototype的作用,現(xiàn)在我們來透過規(guī)律揭示prototype的實質(zhì)。
我們說,prototype的行為類似于C++中的靜態(tài)域,將一個屬性添加為prototype的屬性,這個屬性將被該類型創(chuàng)建的所有實例所共享,但是這種共享是只讀的。在任何一個實例中只能夠用自己的同名屬性覆蓋這個屬性,而不能夠改變它。換句話說,對象在讀取某個屬性時,總是先檢查自身域的屬性表,如果有這個屬性,則會返回這個屬性,否則就去讀取prototype域,返回protoype域上的屬性。另外,JavaScript允許protoype域引用任何類型的對象,因此,如果對protoype域的讀取依然沒有找到這個屬性,則JavaScript將遞歸地查找prototype域所指向?qū)ο蟮膒rototype域,直到這個對象的prototype域為它本身或者出現(xiàn)循環(huán)為止,我們可以用下面的圖來描述prototype與對象實例之間的關系:
//TODO:
4 prototype的價值與局限性
從上面的分析我們理解了prototype,通過它能夠以一個對象為原型,安全地創(chuàng)建大量的實例,這就是prototype的真正含義,也是它的價值所在。后面我們會看到,利用prototype的這個特性,可以用來模擬對象的繼承,但是要知道,prototype用來模擬繼承盡管也是它的一個重要價值,但是絕對不是它的核心,換句話說,JavaScript之所以支持prototype,絕對不是僅僅用來實現(xiàn)它的對象繼承,即使沒有了prototype繼承,JavaScript的prototype機制依然是非常有用的。
由于prototype僅僅是以對象為原型給類型構建副本,因此它也具有很大的局限性。首先,它在類型的prototype域上并不是表現(xiàn)為一種值拷貝,而是一種引用拷貝,這帶來了“副作用”。改變某個原型上引用類型的屬性的屬性值(又是一個相當拗口的解釋:P),將會徹底影響到這個類型創(chuàng)建的每一個實例。有的時候這正是我們需要的(比如某一類所有對象的改變默認值),但有的時候這也是我們所不希望的(比如在類繼承的時候),下面給出了一個例子:
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JavaScript技術:不是原型繼承那么簡單??!prototype的深度探索,轉(zhuǎn)載需保留來源!
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