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JavaScript中原型链(proto)与原型(prototype)

在JavaScript中，理解原型链（__proto__）和原型（prototype）对于深入掌握面向对象编程至关重要。本文将通过示例代码，详细解析__proto__和prototype之间的关系，以及它们在对象和构造函数之间的作用。

一、基本概念

1. 构造函数与实例对象

• 构造函数：在JavaScript中，函数可以作为构造函数使用，通过new关键字创建实例对象。
• 实例对象：由构造函数创建的对象，继承了构造函数的属性和方法。

2. 原型（prototype）

• prototype：每个函数（包括构造函数）都有一个prototype属性，指向一个对象，这个对象被称为原型对象。
• 原型对象：存储共享的属性和方法，供所有实例对象访问。

3. 原型链（__proto__）

• proto：每个对象都有一个__proto__属性，指向创建该对象的构造函数的原型对象。
• 原型链：通过__proto__属性，将对象、构造函数和原型对象连接起来，形成一个链式结构。

二、示例代码解析

下面通过一段示例代码，逐步解析__proto__和prototype之间的关系。

function Person(name, age){this.name = name;this.age = age;
}const person = new Person('Tom', 18);// 构造函数的prototype就是实例对象的__proto__
console.log(Person.prototype === person.__proto__); // true// 实例对象的constructor指向构造函数
console.log(person.constructor === Person); // true// 实例对象的__proto__对象上的constructor指向的又是Person构造函数
console.log(person.__proto__.constructor === Person); // true// 实例对象的__proto__对象的__proto__指向的是Object构造函数的prototype
console.log(person.__proto__.__proto__ === Object.prototype); // true// 每一个构造函数也是一个对象，所以也都有__proto__属性，指向的是Function构造函数的prototype
console.log(Person.__proto__ === Function.prototype); // true// Function构造函数的prototype的constructor指向Function构造函数
console.log(Function.prototype.constructor === Function); // true// Function的prototype的__proto__指向Object的prototype
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype); // true// 因为所有构造函数的__proto__都是指向Function的prototype，所以Function构造函数的prototype和__proto__是相等的
console.log(Function.__proto__ === Function.prototype); // true

1. 实例对象与构造函数的关系

console.log(Person.prototype === person.__proto__); // true

• 解析：
  • Person.prototype是构造函数Person的原型对象。
  • person.__proto__是实例对象person的原型，指向Person.prototype。
  • 因此，Person.prototype === person.__proto__返回true。

2. 实例对象的constructor属性

console.log(person.constructor === Person); // true

• 解析：
  • 实例对象person的constructor属性指向其构造函数Person。
  • 因此，person.constructor === Person返回true。

3. 原型对象的constructor属性

console.log(person.__proto__.constructor === Person); // true

• 解析：
  • person.__proto__是Person.prototype，它有一个constructor属性，指向构造函数Person。
  • 因此，person.__proto__.constructor === Person返回true。

4. 原型链向上查找

console.log(person.__proto__.__proto__ === Object.prototype); // true

• 解析：
  • person.__proto__是Person.prototype。
  • Person.prototype.__proto__指向Object.prototype。
  • 因此，person.__proto__.__proto__ === Object.prototype返回true。

5. 构造函数也是对象

console.log(Person.__proto__ === Function.prototype); // true

• 解析：
  • 构造函数Person本身是一个函数对象，所以它的__proto__属性指向Function.prototype。
  • 因此，Person.__proto__ === Function.prototype返回true。

6. Function构造函数的关系

console.log(Function.prototype.constructor === Function); // true
console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype); // true
console.log(Function.__proto__ === Function.prototype); // true

• 解析：
  • Function.prototype是Function构造函数的原型对象。
  • Function.prototype.constructor指向Function自身。
  • Function.prototype.__proto__指向Object.prototype，因为函数也是对象。
  • Function.__proto__指向Function.prototype，因为Function也是函数，是自己的构造函数。
  • 因此，上述三个console.log均返回true。

三、原型链查找属性的过程

console.log(person.__proto__); // Person {}
console.log(person.__proto__.__proto__); // Object {}
console.log(person.__proto__.__proto__.__proto__); // null

• 解析：
  • person.__proto__是Person.prototype。
  • person.__proto__.__proto__是Object.prototype。
  • person.__proto__.__proto__.__proto__为null，表示原型链的顶端。

四、总结

1. 关于__proto__和prototype

• __proto__：

  • 是每个对象都有的内置属性，指向其构造函数的原型对象。
  • 用于实现对象的原型链，在查找属性时，如果对象自身没有，会沿着__proto__向上查找。

• prototype：

  • 是构造函数的属性，指向原型对象。
  • 原型对象上定义的方法和属性会被构造函数的所有实例共享。

2. 关于构造函数和实例对象

• 实例对象的__proto__：

  • 指向构造函数的prototype属性。

• 实例对象的constructor：

  • 通过__proto__找到原型对象，原型对象的constructor指向构造函数。

• 构造函数的__proto__：

  • 因为构造函数本身是一个函数对象，所以它的__proto__指向Function.prototype。

3. 关于原型链的查找过程

• 当访问对象的属性时，JavaScript引擎会先查找对象自身的属性。
• 如果找不到，会沿着__proto__属性指向的原型对象继续查找。
• 这个过程会一直持续，直到找到属性或到达原型链的顶端（null）。

4. 关于Function和Object

• Function构造函数：

  • 是所有函数的构造函数，包括Function自身。
  • Function.__proto__ === Function.prototype，因为Function是一个函数，其__proto__指向Function.prototype。

• Object构造函数：

  • 是所有对象的构造函数，包括Function.prototype。
  • Function.prototype.__proto__ === Object.prototype。

五、深入思考

• 为什么Function.__proto__ === Function.prototype？

  • 因为Function是所有函数的构造函数，包括它自己。Function作为一个函数对象，其__proto__指向Function.prototype。

• 为什么Object.__proto__ === Function.prototype？

  • Object是一个函数（构造函数），所以其__proto__指向Function.prototype。

• 为什么Function.prototype.__proto__ === Object.prototype？

  • Function.prototype是一个对象，因此其__proto__指向Object.prototype。