对原型链上不能使用对象的理解以及JS原型链的深刻探讨

为什么不能在原型链上使用对象？以及JS原型链的深层原理是什么？

在刚刚接触JS原型链的时候都会接触到一个熟悉的名词：prototype；如果你曾经深入过prototype，你会接触到另一个名词：__proto__（注意：两边各有两条下划线，不是一条）。以下将会围绕prototype和__proto__这两个名词解释

　　一、为什么不能在原型链上使用对象：

　　先举一个非常简单的例子，我有一个类叫Humans（人类），然后我有一个对象叫Tom（一个人）和另一个对象叫Merry(另一个人)，很明显Tom和Merry都是由Humans这一个类实例化之后得到的，然后可以把这个例子写成如下代码：

function Humans() {
    this.foot = 2;
}
Humans.prototype.ability = true;var Tom = new Humans();var Merry = new Humans();

console.log(Tom.foot);//结果：2console.log(Tom.ability);//结果：trueconsole.log(Merry.foot);//结果：2console.log(Merry.ability);//结果：true

以上是一个非常简单的面向对象的例子，相信都能看懂，如果尝试修改Tom的属性ability，则

function Humans() {
    this.foot = 2;
}
Humans.prototype.ability = true;var Tom = new Humans();var Merry = new Humans();

Tom.ability = false;
console.log(Tom.foot);//结果：2console.log(Tom.ability);//结果：falseconsole.log(Merry.foot);//结果：2console.log(Merry.ability);//结果：true

以上可以看出Tom的ability属性的值改变了，但并不影响Merry的ability属性的值，这正是我们想要的结果，也是面向对象的好处，由同一个类实例化得到的各个对象之间是互不干扰的；OK，接下来给ability换成object对象又如何?代码如下：

function Humans() {    this.foot = 2;
}
Humans.prototype.ability = {
    run : '100米/10秒',
    jump : '3米'};var Tom = new Humans();var Merry = new Humans();

Tom.ability = {
    run : '50米/10秒',
    jump : '2米'};console.log(Tom.ability.run); //结果：'50米/10秒'console.log(Tom.ability.jump); //结果：'2米'console.log(Merry.ability.run); //结果：'100米/10秒'console.log(Merry.ability.jump); //结果：'3米'

以上代码就是在原型链上使用了对象，但从以上代码可以看出Tom的ability属性的改变依然丝毫不会影响Merry的ability的属性，于是乎你会觉得这样的做法并无不妥，为什么说不能在原型链上使用对象?接下来的代码就会显得很不一样，并且可以完全表达出原型链上使用对象的危险性：

function Humans() {    this.foot = 2;
}
Humans.prototype.ability = {
    run : '100米/10秒',
    jump : '3米'};var Tom = new Humans();var Merry = new Humans();

Tom.ability.run = '50米/10秒';
Tom.ability.jump = '2米';console.log(Tom.ability.run); //结果：'50米/10秒'console.log(Tom.ability.jump); //结果：'2米'console.log(Merry.ability.run); //结果：'50米/10秒'console.log(Merry.ability.jump); //结果：'2米'

没错，从以上代码的输出结果可以看出Tom的ability属性的改变影响到Merry的ability属性了，于是就可以明白在原型链上使用对象是非常危险的，很容易会打破实例化对象之间的相互独立性，这就是为什么不能在原型链上使用对象的原因?是的，但我想说的可不只如此，而是其中的原理，看完后面JS原型链的深层原理之后，相信你会完全明白。

　　在以下第二部份解释JS原型链的深层原理之前，先来明确一个概念：原型链上的属性或方法都是被实例化对象共用的，正因如此，上面的Tom.ability.run=’50米/10秒’，改动了原型连上的ability才导致另一个对象Merry受影响，既然如此，你可能会问Tom.ability = {……}不也是改动了原型链上的ability吗，为什么Merry没有受影响?答案是Tom.ability = {……}并没有改动原型链上的ability属性，而是为Tom添加了一个自有属性ability，以后访问Tom.ability的时候不再需要访问原型链上的ability，而是访问其自有属性ability，这是就近原则；OK，如果你仍有疑问，可以用纸笔记下你的疑问，继续往下看你会更加明白。

二、JS原型链的深层原理：

　　首先要引入一个名词__proto__，__proto__是什么?在我的理解里，__proto__才是真正的原型链，prototype只是一个壳。如果你使用的是chrome浏览器，那么你可以尝试使用console.log(Tom.__proto__.ability.run)，你发现这样的写法完全可行，而且事实上当只有原型链上存在ability属性的时候，Tom.ability其实是指向Tom.__proto__.ability的；当然，如果你跑到IE浏览器里尝试必然会报错，事实上IE浏览器禁止了对__proto__的访问，而chrome则是允许的，当然实际开发中，我并不建议直接就使用__proto__这一属性，但它往往在我们调试代码时发挥着重要作用。有人可能会问到底Tom.__proto__和Humans.prototype是什么关系，为了理清两者的关系，下面先列出三条法则：

　　1、对象是拥有__proto__属性的，但没有prototype；例如：有Tom.__proto__，但没有Tom.prototype。

　　2、类没有__proto__属性，但有prototype；例如：没有Humans.__proto__，但有Humans.prototype（这里必须纠正一下，同时非常感谢‘川川哥哥’提出这一处错处，确实是我在写到这一点的时候没有考虑清楚，事实上Humans也是Function的一个实例对象，因此Humans.__proto__===Function.prototype是绝对成立的，稍有特殊的是这时Function.prototype是指向一个Empty（空）函数，值得推敲）。

　　3、由同一个类实例化（new）得到的对象的__proto__是引用该类的prototype的（也就是我们说的引用传递）；例如Tom和Merry的__proto__都引用自Humans的prototype。

　　OK，上面说过Tom.ability={……}其实并没有改变原型链上的ability属性，或者说并没有改变Tom.__proto__.ability，而是为Tom添加了一个自有的ability属性，为了说明这一点，我们再次回到以上的第三个代码块，其代码如下：

function Humans() {    this.foot = 2;
}
Humans.prototype.ability = {
    run : '100米/10秒',
    jump : '3米'};var Tom = new Humans();var Merry = new Humans();

Tom.ability = {
    run : '50米/10秒',
    jump : '2米'};console.log(Tom.ability.run); //结果：'50米/10秒'console.log(Tom.ability.jump); //结果：'2米'console.log(Merry.ability.run); //结果：'100米/10秒'console.log(Merry.ability.jump); //结果：'3米'

当为Tom.ability赋予新的值后，再次访问Tom.ability时就不再指向Tom.__proto__.ability了，因为这时其实是为Tom添加了自有属性ability，可以就近取值了，你可以尝试用Chrome浏览器分别console.log(Tom.ability.run)和console.log(Tom.__proto__.ability.run)，你会发现确实存在两个不同的值，再看完下面的图后，相信你会完全明白：
于是可以有这样一个结论：当访问一个对象的属性或方法的时候，如果对象本身有这样一个属性或方法就会取其自身的属性或方法，否则会尝试到原型链（__proto__）上寻找同名的属性或方法。明白了这一点后，要解释以上第四个代码块的原理也非常容易了，其代码如下：

function Humans() {    this.foot = 2;
}
Humans.prototype.ability = {
    run : '100米/10秒',
    jump : '3米'};var Tom = new Humans();var Merry = new Humans();

Tom.ability.run = '50米/10秒';
Tom.ability.jump = '2米';console.log(Tom.ability.run); //结果：'50米/10秒'console.log(Tom.ability.jump); //结果：'2米'console.log(Merry.ability.run); //结果：'50米/10秒'console.log(Merry.ability.jump); //结果：'2米'

当Tom.ability.run=’50米/10秒’的时候，JS引擎会认为Tom.ability是存在的，因为有Tom.ability才会有Tom.ability.run，所以引擎开始寻找ability属性，首先是会从Tom的自有属性里寻找，在自有属性里并没有找到，于是到原型链里找，结果找到了，于是Tom.ability就指向了Tom.__proto__.ability了，修改Tom.ability.run的时候实际上就是修改了原型链上的ability了，因而影响到了所有由Humans实例化得到的对象，如下图：

希望上面所讲的内容足够清楚明白，下面通过类的继承对原型链作更进一步的深入：
先来看一个类的继承的例子，代码如下：

function Person() {
    this.hand = 2;    this.foot = 2;
}
Person.prototype.say = function () {
    console.log('hello');
}function Man() {
    Person.apply(this, arguments);//对象冒充
    this.head = 1;
}
Man.prototype = new Person();//原型链Man.prototype.run = function () {
    console.log('I am running');
};
Man.prototype.say = function () {
    console.log('good byte');
}var man1 = new Man();

以上代码是使用对象冒充和原型链相结合的混合方法实现类的继承，也是目前JS主流的实现类的继承的方法，如果对这种继承方法缺乏了解，可以看看这里。

　　接下来看看以上实现继承后的原型链，可以运用prototype和__proto__来解释其中的原理：

　　1、从man1 = new Man()，可以知道man1的__proto__是指向Man.prototype的，于是有:

　　公式一：man1.__proto__ === Man.prototype 为true

　　2、从上面的代码原型链继承里面看到这一句代码 Man.prototype = new Person()，作一个转换，变成：Man.prototype = a，a = new Perosn()；一个等式变成了两个等式，于是由a = new Perosn()可以推导出a.__proto__ = Person.prototype，结合Man.prototype = a，于是可以得到：

　　公式二：Man.prototype.__proto__ === Person.prototype 为true

　　由公式一和公式二我们就得出了以下结论：

　　公式三：man1.__proto__.__proto__ === Person.prototype 为true

　　公式三就是上述代码的原型链，有兴趣的话，可以尝试去推导多重继承的原型链，继承得越多，你会得到一个越长的原型链，而这就是原型链的深层原理；从公式三可以得出一个结论：当你访问一个对象的属性或方法时，会首先在自有属性寻找（man1），如果没有则到原型链找，如果在链上的第一环（第一个__proto__）没找到，则到下一环找（下一个__proto__），直到找到为止，如果到了原型链的尽头仍没找到则返回undefined（这里必须补充一点：同时非常感谢深蓝色梦想提出的疑问：尽头不是到了Object吗?是的，原型链的尽头就是Object，如果想问为什么，不妨做一个小小的实验：如果指定Object.prototype.saySorry = ‘I am sorry’，那么你会惊喜地发现console.log(man1.saySorry)是会弹出结果‘I am sorry’的）。

　　以上就是原型链的深层原理，说难其实也算容易，如果细心研究，会发现原型链上有很多惊喜。

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