游戏开发之旅-JavaScript原型类构建

本节是第四讲的第十五小节，上一节我们为大家介绍了JavaScript面向对象编程(OOP)的基础概念，本节为大家介绍原型链的原理以及如何构造原型类。

基于原型的语言(Prototype-Based Language)

JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言 (prototype-based language)——每个对象拥有一个原型对象，对象以其原型为模板、从原型继承方法和属性。原型对象也可能拥有原型，并从中继承方法和属性，一层一层、以此类推。这种关系常被称为原型链 (prototype chain)，它解释了为何一个对象会拥有定义在其他对象中的属性和方法。

准确地说，这些属性和方法定义在Object的构造器函数(constructor functions)之上的prototype属性上，而非对象实例本身。

在传统的 OOP 中，首先定义“类”，此后创建对象实例时，类中定义的所有属性和方法都被复制到实例中。在 JavaScript 中并不如此复制——而是在对象实例和它的构造器之间建立一个链接（它是__proto__属性，是从构造函数的prototype属性派生的），之后通过上溯原型链，在构造器中找到这些属性和方法。

Note: 理解对象的原型（可以通过Object.getPrototypeOf(obj)或者已被弃用的__proto__属性获得）与构造函数的prototype属性之间的区别是很重要的。前者是每个实例上都有的属性，后者是构造函数的属性。也就是说，Object.getPrototypeOf(new Foobar())和Foobar.prototype指向着同一个对象。

使用Javascript中的原型

在javascript中，函数可以有属性。 每个函数都有一个特殊的属性叫作原型（prototype） ，正如下面所展示的。

function doSomething(){}

console.log( doSomething.prototype );

在JavaScript控制台看到的结果如下：

{

constructor: f doSomething(),

__proto__: {

constructor: f Object(),

hasOwnProperty: f hasOwnProperty(),

isPrototypeOf: f isPrototypeOf(),

propertyIsEnumerable: f propertyIsEnumerable(),

toLocaleString: f toLocaleString(),

toString: f toString(),

valueOf: f valueOf()

}}

现在，我们可以添加一些属性到 doSomething 的原型上面，

function doSomething(){}

doSomething.prototype.foo = "bar";

console.log( doSomething.prototype );

得到结果如下所示：

{

foo: "bar",

constructor: f doSomething(),

__proto__: {

constructor: f Object(),

hasOwnProperty: f hasOwnProperty(),

isPrototypeOf: f isPrototypeOf(),

propertyIsEnumerable: f propertyIsEnumerable(),

toLocaleString: f toLocaleString(),

toString: f toString(),

valueOf: f valueOf()

}}

然后，我们可以使用 new 运算符来在现在的这个原型基础之上，创建一个 doSomething 的实例。正确使用 new 运算符的方法就是在正常调用函数时，在函数名的前面加上一个 new 前缀. 通过这种方法，在调用函数前加一个 new ，它就会返回一个这个函数的实例化对象. 然后，就可以在这个对象上面添加一些属性。

function doSomething(){}

doSomething.prototype.foo = "bar"; // add a property onto the prototype

var doSomeInstancing = new doSomething();

doSomeInstancing.prop = "some value"; // add a property onto the object

console.log( doSomeInstancing );

得到结果如下所示：

{

prop: "some value",

__proto__: {

foo: "bar",

constructor: f doSomething(),

__proto__: {

constructor: f Object(),

hasOwnProperty: f hasOwnProperty(),

isPrototypeOf: f isPrototypeOf(),

propertyIsEnumerable: f propertyIsEnumerable(),

toLocaleString: f toLocaleString(),

toString: f toString(),

valueOf: f valueOf()

}

}

}

当你访问 doSomeInstancing 的一个属性, 浏览器首先查找 doSomeInstancing 是否有这个属性. 如果 doSomeInstancing 没有这个属性, 然后浏览器就会在 doSomeInstancing 的 __proto__ 中查找这个属性(也就是 doSomething.prototype). 如果 doSomeInstancing 的 __proto__ 有这个属性, 那么 doSomeInstancing 的 __proto__ 上的这个属性就会被使用. 否则, 如果 doSomeInstancing 的 __proto__ 没有这个属性, 浏览器就会去查找 doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ ，看它是否有这个属性. 默认情况下, 所有函数的原型属性的 __proto__ 就是 window.Object.prototype. 所以 doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ (也就是 doSomething.prototype 的 __proto__ (也就是 Object.prototype)) 会被查找是否有这个属性. 如果没有在它里面找到这个属性, 然后就会在 doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ 的 __proto__ 里面查找. 然而这有一个问题: doSomeInstancing 的 __proto__ 的 __proto__ 的 __proto__ 不存在. 最后, 原型链上面的所有的 __proto__ 都被找完了, 浏览器所有已经声明了的 __proto__ 上都不存在这个属性，然后就得出结论，这个属性是 undefined.

function doSomething(){}

doSomething.prototype.foo = "bar";

var doSomeInstancing = new doSomething();

doSomeInstancing.prop = "some value";

console.log("doSomeInstancing.prop: " + doSomeInstancing.prop);

console.log("doSomeInstancing.foo: " + doSomeInstancing.foo);

console.log("doSomething.prop: " + doSomething.prop);

console.log("doSomething.foo: " + doSomething.foo);

console.log("doSomething.prototype.prop: " + doSomething.prototype.prop);

console.log("doSomething.prototype.foo: " + doSomething.prototype.foo);

得出的结果如下：

doSomeInstancing.prop: some value

doSomeInstancing.foo: bar

doSomething.prop: undefined

doSomething.foo: undefined

doSomething.prototype.prop: undefined

doSomething.prototype.foo: bar

理解原型对象

function Person(first, last, age, gender, interests) {

// 属性与方法定义

};

var person1 = new Person('Bob', 'Smith', 32, 'male', ['music', 'skiing']);

person1.valueOf();

浏览器首先检查，person1 对象是否具有可用的 valueOf() 方法。

如果没有，则浏览器检查 person1 对象的原型对象（即 Person构造函数的prototype属性所指向的对象）是否具有可用的 valueof() 方法。

如果也没有，则浏览器检查 Person() 构造函数的prototype属性所指向的对象的原型对象（即 Object构造函数的prototype属性所指向的对象）是否具有可用的 valueOf() 方法。这里有这个方法，于是该方法被调用。

note：必须重申，原型链中的方法和属性没有被复制到其他对象——它们被访问需要通过前面所说的“原型链”的方式。

note：没有官方的方法用于直接访问一个对象的原型对象——原型链中的“连接”被定义在一个内部属性中，在 JavaScript 语言标准中用 [[prototype]] 表示（参见 ECMAScript）。然而，大多数现代浏览器还是提供了一个名为 __proto__ （前后各有2个下划线）的属性，其包含了对象的原型。

prototype 属性：继承成员被定义的地方

Object 构造函数的属性

Object.length 值为 1。

Object.prototype 可以为所有 Object 类型的对象添加属性。

Object 构造函数的方法

Object.assign() 通过复制一个或多个对象来创建一个新的对象。

Object.create() 使用指定的原型对象和属性创建一个新对象。

Object.defineProperty() 给对象添加一个属性并指定该属性的配置。

Object.defineProperties() 给对象添加多个属性并分别指定它们的配置

Object.entries() 返回给定对象自身可枚举属性的 [key, value] 数组。

Object.freeze() 冻结对象：其他代码不能删除或更改任何属性。

Object.getOwnPropertyDescriptor() 返回对象指定的属性配置。

Object.getOwnPropertyNames() 返回一个数组，它包含了指定对象所有的可枚举或不可枚举的属性名。

Object.getOwnPropertySymbols() 返回一个数组，它包含了指定对象自身所有的符号属性。

Object.getPrototypeOf() 返回指定对象的原型对象。

Object.is() 比较两个值是否相同。所有 NaN 值都相等（这与==和===不同）。

Object.isExtensible() 判断对象是否可扩展。

Object.isFrozen() 判断对象是否已经冻结。

Object.isSealed() 判断对象是否已经密封。

Object.keys() 返回一个包含所有给定对象自身可枚举属性名称的数组。

Object.preventExtensions() 防止对象的任何扩展。

Object.seal() 防止其他代码删除对象的属性。

Object.setPrototypeOf() 设置对象的原型（即内部 [[Prototype]] 属性）。

Object.values() 返回给定对象自身可枚举值的数组。

那些继承的属性和方法在哪儿定义呢？Object如上所示——大大超过我们在 person1 对象中看到的继承成员的数量。某些属性或方法被继承了，而另一些没有——为什么呢？

原因在于，继承的属性和方法是定义在 prototype 属性之上的（你可以称之为子命名空间 (sub namespace) ）——那些以 Object.prototype. 开头的属性，而非仅仅以 Object. 开头的属性。prototype 属性的值是一个对象，我们希望被原型链下游的对象继承的属性和方法，都被储存在其中。

于是 Object.prototype.watch()、Object.prototype.valueOf() 等等成员，适用于任何继承自 Object() 的对象类型，包括使用构造器创建的新的对象实例。

Object.is()、Object.keys()，以及其他不在 prototype 对象内的成员，不会被“对象实例”或“继承自 Object() 的对象类型”所继承。这些方法/属性仅能被 Object() 构造器自身使用。

note：JavaScript中的所有对象都来自 Object；所有对象从Object.prototype继承方法和属性，尽管它们可能被覆盖。例如，其他构造函数的原型将覆盖 constructor 属性并提供自己的 toString() 方法。Object 原型对象的更改将传播到所有对象，除非受到这些更改的属性和方法将沿原型链进一步覆盖。

constructor 属性

每个实例对象都从原型中继承了一个constructor属性，该属性指向了用于构造此实例对象的构造函数。例如，在控制台中尝试下面的指令:person1.constructor;person2.constructor;都将返回 Person() 构造器，因为该构造器包含这些实例的原始定义。

一个小技巧是，你可以在 constructor 属性的末尾添加一对圆括号（括号中包含所需的参数），从而用这个构造器创建另一个对象实例。毕竟构造器是一个函数，故可以通过圆括号调用；只需在前面添加 new 关键字，便能将此函数作为构造器使用。

var person3 = new person1.constructor('Karen', 'Stephenson', 26, 'female', ['playing drums', 'mountain climbing']);

通常你不会去用这种方法创建新的实例；但如果你刚好因为某些原因没有原始构造器的引用，那么这种方法就很有用了。

此外，constructor 属性还有其他用途。比如，想要获得某个对象实例的构造器的名字，可以这么用：

instanceName.constructor.name 具体地，像这样：person1.constructor.name

修改原型

Person.prototype.fullName = this.name.first + ' ' + this.name.last;

这么做是无效的，因为本例中 this 引用全局范围，而非函数范围。访问这个属性只会得到 undefined undefined。但这个语句若放在 先前定义在 prototype 上的方法中则有效，因为此时语句位于函数范围内，从而能够成功地转换为对象实例范围。你可能会在 prototype 上定义常属性 (constant property) （指那些你永远无需改变的属性），但一般来说，在构造器内定义属性更好。

以下是JavaScript原型类的定义模式：

// 构造器及其属性定义

function Test(a,b,c,d) {

// 属性定义

};

// 定义第一个方法

Test.prototype.x = function () { ... }

// 定义第二个方法

Test.prototype.y = function () { ... }

事实上，一种极其常见的对象定义模式是，在构造器（函数体）中定义属性、在 prototype 属性上定义方法。如此，构造器只包含属性定义，而方法则分装在不同的代码块，代码更具可读性。

以上内容部分摘自视频课程04网页游戏编程JavaScript-15原型类构建，更多示例请参见网站示例。跟着张员外讲编程，学习更轻松，不花钱还能学习真本领。