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JavaScript原型鏈以及Object,Function之間的關系

zacklee / 2531人閱讀

摘要:由于一般所有的原型鏈最終都會指向頂端的,所以它們都是的。好了現在了,成了所有對象原型鏈的。

JavaScript里任何東西都是對象,任何一個對象內部都有另一個對象叫__proto__,即原型,它可以包含任何東西讓對象繼承。當然__proto__本身也是一個對象,它自己也有自己的__proto__,這樣一級一級向上,就構成了一個__proto__鏈,即原型鏈。當然原型鏈不會無限向上,它有個終點,可以稱為原型鏈的頂端,或者root,它是一個特殊的對象,它的__proto__為null。

obj.__proto__.__proto__......__proto__ === null;

但是對象并不是憑空產生的,它一般是某一個class,或者確切說是構造函數的實例。JavaScript和其它面向對象的語言不太一樣,它沒有所謂的class,而是用函數來模擬class。定義了一個函數,實際上就定義了一個class,函數本身就是class的constructor,例如:

function foo() {}
var a = new foo();

這里創建了一個對象a,是foo的一個實例。既然a是一個對象,它就有原型__proto__,那a的__proto__是怎么設定的?這里就引出了prototype,它是函數才有的一個屬性,也是一個對象,一個函數創建的實例的__proto__就指向這個函數的prototype。所以a的__proto__被設定為foo.prototype,即:

a.__proto__ === foo.prototype;

當然foo.prototype也是個對象,它自然也有__proto__,默認指向Object.prototype,即:

foo.prototype.__proto__ === Object.prototype;

而Object.prototype已經沒有原型了,它的__proto__是null。這是JavaScript里一個很特殊的對象,它就是原型鏈的頂端

以上就構成了由對象a開始的原型鏈:

a.__proto__ === foo.prototype;
a.__proto__.__proto__ === Object.prototype;

JavaScript因此而推斷出:

a instanceof foo === true;
a instanceof Object === true;

注意,這就是JavaScript判斷一個對象是否instanceof某個函數的依據,即對象a的原型鏈上有沒有一個__proto__是這個函數的prototype,如果有,那么a就是這個函數的instance。由于一般所有的原型鏈最終都會指向頂端的Object.prototype,所以它們都是Object的instance。

prototype和__proto__有什么作用

我們可以設定

foo.prototype = {
  x : 2,
  y : 3,
}

這里用字面量創建一個對象賦給了foo.prototype,這樣foo所創建出來的任何對象的__proto__就都指向了它,因此它們就可以訪問里面的field,或者說可以認為它們繼承了這些field,例如:

var a = new foo();
a.x === 2;
a.y === 3;

不只是foo.prototype,繼續往上foo.prototype的__proto__,以及原型鏈上所有的__proto__都會被這個對象繼承。一般的對象的很多常用方法如toString,都是從原型鏈頂端的Object.prototype里繼承來的。

函數也是對象

上面說了,JavaScript里任何東西都是對象,包括函數,可以稱為函數對象。所以foo也是對象,那foo的原型__proto__是什么?它是誰的instance?

JavaScript里定義了一個特殊的函數叫Function,可以稱作是所有函數的爸爸,所有的函數都是它的實例,因此你可以認為,定義foo的時候發生了這樣的事情:

var foo = new Function(args, function_body);

于是我們有:

foo.__proto__ === Function.prototype;
foo instanceof Function === true;

注意這里的Function.prototype,這也是JavaScript里一個特殊的對象,Chrome的console里要是輸入Function.prototype,根本什么也打印不出來,什么native code,就是說它是內部實現的。

這個原型鏈還沒到頂,Function.prototype仍然有原型__proto__,指向Object.prototype,所以我們最終有:

foo.__proto__.__proto__ === Object.prototype;
foo instanceof Object === true;

現在有個問題來了,那Function自己呢?它其實也是個函數,也是個對象,它的__proto__指向誰?答案是它自己的prototype,即:

Function.__proto__ === Function.prototype;
Function instanceof Function === true;
Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype;
Function instanceof Object === true;

總結一下:所有的函數都是Function的instance,Function自己也是它自己的instance,不過后者嚴格來說并不準確,Function并不是它自己創造自己的,而應該看作JavaScript里原生的一個函數對象,只不過它的__proto__指向了它自己的prototype而已。

Function和Object的關系

這是JavaScript比較奇葩的一個地方,也是不太讓人容易接受的一點。

我們知道一般任何對象都是Object的instance,因為原型鏈的頂端都指向Object.prototype。那么Object本身是什么?Object也是個函數,而任何函數都是Function的實例對象,比如Array,String,當然Object也包括在內,它也是Function的實例,即:

Object.__proto__ === Function.prototype;
Object instanceof Function === true

同時,Function是個對象,它的原型是Function.__proto__,指向Function.prototype,并且這個原型鏈向上繼續指向Object.prototype,即:

Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype;
Function instanceof Object === true

這樣就有了一個JavaScript里經常說到的蛋雞問題:

Object instanceof Function === true
Function instanceof Object === true

到底誰先誰后,誰主誰次?關于這一點網上已經有很多解釋,這里首先陳述我的觀點,是先有Function,它是主;后有Object,是次。以下是我個人的理解,可能并不準確。要看待這個問題,我們可以從JavaScript創造世界開始想象:

我們知道Object.prototype是原型鏈的root。但首先,現在世界上還沒有Object,更沒有Object.prototype。現在只有個特殊的對象,姑且稱它為root_prototype,里面定義了些基本的field和method比如toString之類的,以后我們要讓所有的原型鏈都最終指向它。注意它沒有原型,它的__proto__是null,這也是它和所有其它JavaScript對象的區別,使它與眾不同,能有資格成為原型鏈的root。

然后定義Function。先看Function的prototype,我們只要知道這是一個特殊的對象,它的原型__proto__指向剛才的root_prototype,就是說Function.prototype.__proto__ === root_prototype,這樣它就算連上了原型鏈的root。

上面已經講過了,Function也是個對象,也有__proto__,指向Function自己的prototype,所以說白了Function也是個奇葩,是JavaScript里規定的一個特殊的東西。而Function.prototype的原型__proto__繼續指向root_prototype,所以Function也連上了原型鏈root。

所有的函數,什么Array之類的,包括Object也是函數,都是繼承Function的,就是說,任意函數foo.__proto__ === Function.prototype,所以我們自然有Object instanceof Function。

然后再看Object,它本來就是個函數而已,和其它函數沒什么區別,都繼承了Function。可是現在最關鍵的一步是,強行設定讓Object.prototype = root_prototype,這樣Object.prototype就成了原型鏈的root!注意這里的邏輯,是先有了root_prototype,然后規定Object.prototype等于它,這一步是人為規定的,這就是Object的特殊之處。你要是規定bar.prototype也等于root_prototype,那bar.prototype也成了原型鏈的的頂端。所以JavaScript里__proto__這個東西其實是很隨意的,放在哪個函數的prototype里,哪個函數就成了你爹。

好了現在Object.prototype === root_prototype了,成了所有對象原型鏈的root。那么由第3步的結論,Function也是對象,是連上了root_prototype的,而現在root_prototype給Object.prototype了,那Function自然就是instanceof Object。

總結一下:
- 首先沒雞沒蛋,先有一個特殊對象root_prototype,它是上帝。
- 接下來應該是先有Function,并且定義它的prototype和__proto__,都連上了root_prototype。
- 然后才有了Object,它是Function的instance,繼承了Function。這時候Object仍然只是個普通的函數。
- 然后規定Object.prototype = root_prototype,這時候Object才開始顯得特殊,成為了原型鏈的頂端,否則它和其它函數根本沒什么區別。
- 于是所有的東西,包括Function,都成了Object的instance了。

這里要強調Object和其它函數的不同之處。Object之所以特殊,就是因為Object的prototype被設定為了root_prototype,僅此而已;而其它函數例如foo,它的prototype只是一個普通的對象,這個對象的__proto__默認情況下指向root_prototype。至于為什么這樣設定,為什么Object會特殊化,大概只是因為Object這個名字起得好,而foo,bar沒那么特殊。所以說白了Object函數只是一個盛放root_prototype的容器而已,從而使它晉升為一個特殊的函數。

另外值得注意的是,obj instanceof function 并不意味著obj就是這個function創建出來的,只不過是obj的原型鏈上有function.prototype而已。

所以所謂的 Object instanceof Function 和 Function instanceof Object 的蛋雞問題,前者應該來說是自然而然、不容置疑的,可以認為Object函數是Function創造出來的;而后者說白了只是因為強行規定了Object函數的特殊性,而導致的一個推論,而Function并非是Object創建的。

當然這些概念繞來繞去討論其實我感覺沒什么很大意義,無非只是自圓其說而已。大家寫代碼時也不會太糾結這些問題,重點還是要把原型鏈搞清楚。

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