【前端芝士樹】Javascript的原型、原型鏈以及繼承機制

前端的面試中經常會遇到這個問題，自己也是一直似懂非懂，趁這個機會整理一下

0. 為什么會出現原型和原型鏈的概念

1994年，網景公司（Netscape）發布了Navigator瀏覽器0.9版，但是剛開始的Js沒有繼承機制，更別提像同時期興盛的C++和Java這樣擁有面向對象的概念。在實際的開發過程中，工程師們發現沒有繼承機制很難解決一些問題，必須有一種機制能將所有的對象關聯起來。

Brendan Eich鑒于以上情況，但不想把Js設計得過為復雜，于是引入了new關鍵詞 和 constructor構造函數來簡化對象的設計，引入了prototype函數對象來包含所有實例對象的構造函數的屬性和方法，引入了proto和原型鏈的概念解決繼承的問題。

1. Javscript 函數和函數對象

var o1 = {}; 
var o2 =new Object();
var o3 = new f1();function f1(){}; 
var f2 = function(){};
var f3 = new Function('str','console.log(str)');

凡是直接或者間接通過 new Function() 創建的對象都是函數對象，其他的都是普通對象。

在上面的程序中，o1、o2、o3都是普通對象，f1、f2、f3都是函數對象。

2. 構造函數

function Person(name, age, job) {this.name = name;this.age = age;this.job = job;this.sayName = function() { alert(this.name) } 
}
var person1 = new Person('Zaxlct', 28, 'Software Engineer');
var person2 = new Person('Mick', 23, 'Doctor');

person1 和 person2 都是 構造函數 Person 的實例。
實例的構造函數屬性（constructor）指向構造函數。

3. 原型對象

Person.prototype = {name:  'Zaxlct',age: 28,job: 'Software Engineer',sayName: function() {alert(this.name);}
}

每個函數對象都有一個 prototype 屬性，這個屬性就是函數的原型對象。

每個對象都有 proto 屬性，但只有函數對象才有 prototype 屬性

在默認情況下，所有的原型對象都會自動獲得一個 constructor（構造函數）屬性，這個屬性（是一個指針）指向 prototype 屬性所在的函數（Person）

Person.prototype.constructor == Person

而在Person這個對象進行實例化的時候，實際上是創建了一個它的實例對象并賦值給它的 prototype，所以得出以下結論：

原型對象（Person.prototype）是 構造函數（Person）的一個實例。

4. _proto_

JS 在創建對象（不論是普通對象還是函數對象）的時候，都有一個叫做__proto__ 的內置屬性，用于指向創建它的構造函數的原型對象，也就是prototype。

Person.prototype.constructor == Person;
person1.__proto__ == Person.prototype;
person1.constructor == Person;

看下面一段代碼

Person.prototype.__proto__ === Object.prototype;

Person.prototype 是一個普通對象，我們無需關注它有哪些屬性，只要記住它是一個普通對象。
因為一個 普通對象的構造函數 === Object
所以 Person.prototype.__proto__ === Object.prototype

5. 原型鏈

原型鏈的形成是真正是靠__proto__ 而非prototype。

person1.__proto__ === Person.prototype;
Person.prototype.__proto__ === Object.prototype;
Object.prototype.__proto__ === null;
//Object.prototype.__proto__ === null，保證原型鏈能夠正常結束。Person.__proto__ === Function.prototype;
Object.__proto__ === Function.prototype;
Function.prototype.__proto__ === Object.prototype;

前面三項已經形成了一個原型鏈，那么后面代碼中Person和Object的__proto__都是Function.prototype呢？

所有函數對象的proto都指向Function.prototype，它是一個空函數（Empty function）

Number.__proto__ === Function.prototype  // true
Number.constructor == Function //trueBoolean.__proto__ === Function.prototype // true
Boolean.constructor == Function //trueString.__proto__ === Function.prototype  // true
String.constructor == Function //trueObject.__proto__ === Function.prototype  // true
Object.constructor == Function // trueFunction.__proto__ === Function.prototype // true
Function.constructor == Function //trueArray.__proto__ === Function.prototype   // true
Array.constructor == Function //trueRegExp.__proto__ === Function.prototype  // true
RegExp.constructor == Function //trueError.__proto__ === Function.prototype   // true
Error.constructor == Function //trueDate.__proto__ === Function.prototype    // true
Date.constructor == Function //true

所有的構造器都來自于 Function.prototype，甚至包括根構造器Object及Function自身。所有構造器都繼承了·Function.prototype·的屬性及方法。如length、call、apply、bind

所以我們再舉一個原型鏈的例子

let num = new Number();
num.__proto__ === Number.prototype;
Number.prototype.__proto__ === Function.prototype;
Funtion.prototype.__proto__ === Object.prototype;
Object.prototype.__proto__ === null;

也可看下圖的實現，更直觀。

ok, 所以明白為什么Number、String、Array這樣的對象實例能繼承到Object的屬性以及原型鏈是怎么一回事了吧。

參考文章
最詳盡的 JS 原型與原型鏈終極詳解，沒有「可能是」。
三張圖搞懂JavaScript的原型對象與原型鏈 - 水乙 - 博客園
Javascript繼承機制的設計思想 - 阮一峰的網絡日志