Javascript中的原型链分析

0x00 前言

Javascript中的prototype是一个十分重要的概念，但是网上的教程一般分析得比较绕，结果越看越晕，反而变得更加难以理解了。

本文尝试由浅入深，从实验入手，来深入地理解这一概念。

0x01 函数与对象

函数是JS中最为重要的一个概念，下面是创建函数最简单的方法：

function func(){
    return 0;
}
  COPY

通过Chrome开发者工具，可以得到以下输出：

> typeof func
< "function"
> func instanceof Function
< true
> func instanceof Object
< true
  COPY

可以看出，func是Function的一个实例，同时也是Object的一个实例。这点可以理解成Function本质上也是Object的一种。

> typeof Function
< "function"
> typeof Object
< "function"
  COPY

再来看这段输出，按照通常OOP语言的理解，Function和Object的类型应该是class之类的值，但偏偏这里返回的是function。这是为什么呢？

我们知道，js中class的概念是在ES6中才出现的，可以通过以下代码创建一个class：

class MyClass {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    show(){
        console.log(this.name);
    }
}
var obj = new MyClass('drunkdream');
obj.show();
  COPY

现在来测试一下obj实例的相关情况：

> typeof obj
< "object"
> obj instanceof MyClass
< true
> obj instanceof Object
< true
> typeof MyClass
< "function"
> MyClass instanceof Function
< true
  COPY

可以看出，obj的确是MyClass的一个实例。但是，奇怪的是：MyClass的类型竟然是function，这点和其它语言的确不太一样。

这是因为：

js中并没有真正的class的概念，class仅仅是function的一种语法糖而已。

来看下在ES5中一般怎么构造一个class的。

function MyClass(name) {
    this.name = name;
}
MyClass.prototype.show = function () {
    console.log(this.name);
}
  COPY

这种写法可以实现和上面那段代码相同的功能，但是很明显，MyClass真的是一个function。也就是说：new一个function得到的其实是一个对象。这和其它语言差异是比较大的。

而prototype在其中就是扮演了添加类的成员函数的作用。

其实，将上面的代码改成：

function MyClass(name) {
    this.name = name;
    this.show = function () {
        console.log(this.name);
    }
}
  COPY

这样的形式对于使用者也是完全没有问题的，差别只是每次实例化都会创建出一个show函数，显然这种写法是不好的。

0x02 prototype与proto

那prototype到底是个什么样的存在呢？

> MyClass.prototype
< {show: ƒ, constructor: ƒ}
    show: ƒ ()
    constructor: ƒ MyClass(name)
    __proto__: Object
> typeof MyClass.prototype
< "object"
> MyClass.prototype.constructor === MyClass
< true
> MyClass.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__()
  COPY

上面这段看起来有点绕，需要仔细思索一下。

可以看出，prototype本质上是一个对象，必须要包含constructor构造函数和__proto__对象。

constructor其实就是MyClass函数本身，而__proto__对象看起来就有些神秘了。不过从__proto__.constructor可以看出，它其实就是Object。是不是觉得__proto__指向的是当前类的基类呢？

我们再来测试一下：

> class MyClass1 extends String{}
> MyClass1.prototype.__proto__.constructor == String
< true
  COPY

看来的确是这样的，只不过由于js中的类本质上都是function，而每个function都有一个原型，通过这种方式将原型链接起来，就起到了类继承的作用。

0x03 将对象变成函数

下面是网上找的一段代码：

function classcallable(cls) {
    /*
     * Replicate the __call__ magic method of python and let class instances
     * be callable.
     */
    var new_cls = function () {
        var obj = Object.create(cls.prototype);
        // create callable
        // we use func.__call__ because call might be defined in
        // init which hasn't been called yet.
        var func = function () {
            return func.__call__.apply(func, arguments);
        };
        func.__proto__ = obj;
        // apply init late so it is bound to func and not cls
        cls.apply(func, arguments);
        return func;
    }
    new_cls.prototype = cls.prototype;
    return new_cls
}
  COPY

它可以将一个类实例类型从object变成function。

var s = new String();
console.log(typeof s);
var s = new classcallable(String)();
console.log(typeof s);
  COPY

输出结果为：

object
function
  COPY

也就是说，使用classcallable之后创建的对象，可以当做函数来调用。我们分析一下这里面的原因。

在js中是允许在类的构造函数中返回一个function的，可以使用以下代码进行测试：

function MyClass(flag){
    var func = function(){
        console.log("call func");
    }
    if(flag === 1)
        return func;
    else
        return 0;
}
console.log(typeof new MyClass(0));
console.log(typeof new MyClass(1));
  COPY

输出结果为：

object
function
  COPY

因此，只要修改构造函数的返回值，就可以改变创建出的实例类型，这里正是用了这种方法。