JavaScript 高级—构造函数和原型（构造函数和原型、继承、ES5 中的新增方法）

最新推荐文章于 2022-11-15 22:02:29 发布

Just-Lsy

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分类专栏：笔记文章标签： javascript html css 前端 jquery

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本文深入探讨JavaScript中的构造函数、原型及其关系，包括静态成员和实例成员、原型链、成员查找机制、原型对象的constructor属性以及ES5中的数组和对象方法，如forEach、map、filter等。同时，介绍了如何通过构造函数和原型模拟继承，以及ES6类的本质和与ES5构造函数的区别。

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目标：

能够使用构造函数创建对象
能够说出原型的作用
能够说出访问对象成员的规则
能够使用ES5新增的一些方法

1. 构造函数和原型

1.1 概述

在典型的 OOP 的语言中（如 Java），都存在类的概念，类就是对象的模板，对象就是类的实例，但在 ES6之前， JS 中并没用引入类的概念。

ES6，全称 ECMAScript 6.0 ，2015.06 发版。但是目前浏览器的 JavaScript 是 ES5 版本，大多数高版本的浏览器也支持 ES6，不过只实现了 ES6 的部分特性和功能。在 ES6 之前，对象不是基于类创建的，而是用一种称为 构建函数 的特殊函数来定义对象和它们的特征。

创建对象可以通过以下三种方式：

对象字面量
new Object()
自定义构造函数

1.2 构造函数

构造函数 是一种特殊的函数，主要用来初始化对象，即为对象成员变量赋初始值，它总与 new 一起使用。我们可以把对象中一些公共的属性和方法抽取出来，然后封装到这个函数里面。

在 JS 中，使用构造函数时要注意以下两点：

构造函数用于创建某一类对象，其首字母要大写
构造函数要和 new 一起使用才有意义

new 在执行时会做四件事情：

在内存中创建一个新的空对象。
让 this 指向这个新的对象。
执行构造函数里面的代码，给这个新对象添加属性和方法。
返回这个新对象（所以构造函数里面不需要 return）。

1.3 静态成员和实例成员

JavaScript 的构造函数中可以添加一些成员，可以在构造函数本身上添加，也可以在构造函数内部的 this 上添加。通过这两种方式添加的成员，就分别称为 静态成员 和 实例成员。

静态成员：在构造函数本上添加的成员称为 静态成员，只能由构造函数本身来访问

实例成员：在构造函数内部创建的对象成员称为 实例成员，只能由实例化的对象来访问

<script>
        // 构造函数中的属性和方法我们称为成员, 成员可以添加
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
            this.sing = function () {
                console.log('我会唱歌');
            }
        }
        var ldh = new Star('刘德华', 18);

        // 1.实例成员就是构造函数内部通过this添加的成员 uname age sing 就是实例成员
        // 实例成员只能通过实例化的对象(ldh)来访问
        console.log(ldh.uname);
        ldh.sing();
        console.log(Star.uname);//undefined (不可以通过构造函数来访问实例成员)

        // 2. 静态成员 在构造函数本身上添加的成员  sex 就是静态成员
        Star.sex = '男';
        // 静态成员只能通过构造函数来访问
        console.log(Star.sex); //男
        console.log(ldh.sex);//undefined (不能通过对象来访问)
    </script>

1.4 构造函数的问题

构造函数方法很好用，但是 存在浪费内存的问题。

<script>
        // 构造函数的问题
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
            this.sing = function () {
                console.log('我会唱歌');
            }
        }
        var ldh = new Star('刘德华', 18);
        var zxy = new Star('张学友', 18);
        console.log(ldh.sing === zxy.sing); //false
    </script>

函数内容一样的函数（sing()），会在内存中产生两份，占两份空间。我们希望 所有的对象使用同一个函数，这样就比较节省内存，于是就有了构造函数原型 prototype。

1.5 构造函数原型 prototype

构造函数通过原型分配的函数是所有对象所 共享的。

JavaScript 规定，每一个构造函数都有一个 prototype 属性，指向另一个对象。注意这个 prototype 就是一个对象，这个对象的所有属性和方法，都会被构造函数所拥有。

我们可以 把那些不变的方法，直接定义在 prototype 对象上，这样所有对象的实例就可以共享这些方法。

关键概念理解：

原型是一个对象，我们也称为 prototype 为原型对象。
原型的作用：共享方法。

<script>
        // 构造函数的问题
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
            // this.sing = function () {
            //     console.log('我会唱歌');
            // } //把这个方法放到Star的原型对象里面，共享方法
        }
        Star.prototype.sing = function () {
            console.log('我会唱歌');
        }
        var ldh = new Star('刘德华', 18);
        var zxy = new Star('张学友', 18);
        console.log(ldh.sing === zxy.sing); //true
        // console.dir(Star);
        ldh.sing(); //我会唱歌
        zxy.sing(); //我会唱歌
        // 一般情况下，公共的属性定义到构造函数里面，公共的方法放到原型对象里面
    </script>

上述代码将输出 true，因为 sing 方法已被共享。

1.6 对象原型 proto

对象都会有一个属性 __proto__ 指向构造函数的 prototype 原型对象，之所以我们对象可以使用构造函数 prototype 原型对象的属性和方法，就是因为对象有 __proto__ 原型的存在。

__proto__ 对象原型和构造函数的原型对象 prototype 是等价的。(左右两边都各有两条下划线)

__proto__ 对象原型的意义就在于为对象的查找机制提供一个方向，或者说一条路线，但是 它是一个非标准属性，因此实际开发中，不可以使用这个属性，它只是内部指向原型对象 prototype。

Warning：

Object.prototype.__proto__ 已废弃: 该特性已经从 Web 标准中删除，虽然一些浏览器目前仍然支持它，但也许会在未来的某个时间停止支持，请尽量不要使用该特性。为了更好的支持，建议只使用 Object.getPrototypeOf()。 ——MDN

以后要得到某实例对象的原型，尽量使用 Object.getPrototypeOf()。

案例：

<Script>
        // 构造函数的问题
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
        }
        Star.prototype.sing = function () {
            console.log('我会唱歌');
        }
        var ldh = new Star('刘德华', 18);
        var zxy = new Star('张学友', 18);
        ldh.sing(); //我会唱歌
        console.log(ldh);// 对象身上系统自己添加一个 __proto__ 指向我们构造函数的原型对象 prototype
        console.log(ldh.__proto__ === Star.prototype); //true
        // 方法的查找规则: 首先先看ldh 对象身上是否有 sing 方法,如果有就执行这个对象上的sing
        // 如果没有sing 这个方法,因为有__proto__ 的存在,就去构造函数原型对象prototype身上去查找sing这个方法
    </Script>

1.7 constructor 构造函数

对象原型（__proto__）和构造函数（prototype）原型对象里面都有一个属性 constructor 属性，constructor 我们称为构造函数，因为它指回构造函数本身。 constructor 主要用于记录该对象引用于哪个构造函数，它可以让原型对象重新指向原来的构造函数。

一般情况下，对象的方法都在构造函数的原型对象中设置。如果有多个对象的方法，我们可以 给原型对象采取对象形式赋值，但是这样就会覆盖构造函数原型对象原来的内容，这样修改后的原型对象 constructor 就不再指向当前构造函数了。此时，我们 可以在修改后的原型对象中，添加一个 constructor 指向原来的构造函数。

<script>
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
        }
        // 很多情况下,我们需要手动的利用constructor 这个属性指回 原来的构造函数
        // Star.prototype.sing = function () {
        //     console.log('我会唱歌');
        // }
        // Star.prototype.movie = function() {
        //     console.log('我会演电影');
        // }

        Star.prototype = {
            // 如果我们修改了原来的原型对象,给原型对象赋值的是一个对象,则必须手动的利用constructor指回原来的构造函数
            constructor: Star,   // 添加一个 constructor 指向原来的构造函数
            sing: function () {
                console.log("我会唱歌");
            },
            movie: function () {
                console.log("我会演电影");
            }
        }
        var ldh = new Star('刘德华', 18);
        var zxy = new Star('张学友', 20);
        console.log(Star.prototype);
        console.log(ldh.__proto__);
        console.log(Star.prototype.constructor);
        console.log(ldh.__proto__.constructor);

    </script>

1.8 构造函数、实例、原型对象三者之间的关系

关于实例对象能指向构造函数的解释：实例对象通过 ldh.__proto__ （Obj.getPrototypeOf(ldh)）指向原型 prototype，而 prototype 能通过 prototype.constructor 指向原来的构造函数。

原型链：

    <script>
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
        }
        Star.prototype.sing = function () {
            console.log('我会唱歌');
        }
        var ldh = new Star('刘德华', 18);
        // 1. 只要是对象就有__proto__ 原型, 指向原型对象
        console.log(Star.prototype);
        console.log(Star.prototype.__proto__ === Object.prototype);//true
        // 2.我们Star原型对象里面的__proto__原型指向的是 Object.prototype
        console.log(Object.prototype.__proto__);//null
         // 3. 我们Object.prototype原型对象里面的__proto__原型  指向为 null
    </script>

1.9 JavaScript 的成员查找机制（规则）

当访问一个对象的属性（包括方法）时，首先查找这个对象自身有没有该属性。
如果没有就查找它的原型（也就是 __proto__ 指向的 prototype 原型对象）。
如果还没有就查找原型对象的原型（Object）的原型对象）。
依此类推一直找到 Object 为止（null）。
__proto__ 对象原型的 意义就在于为对象成员查找机制提供一个方向，或者说一条路线。

<script>
        // 构造函数
        function Star(uname, age) {
            this.uname = uname;
            this.age = age;
        }
        // 原型对象
        Star.prototype.sing = function () {
            console.log('我会唱歌');
        }
        Star.prototype.sex = '女';  //2
        // Object.prototype.sex = '男';  //3
        // 实例
        var ldh = new Star('刘德华', 18);
        ldh.sex = '男';  //1
        console.log(ldh.sex);
        //查找成员，先从自身找（如1），如果没有就往原型对象找（如2），再没有就往Objiect找（如3），还是没有就返回结果undefined
        // 如果本身有这个成员了就优先使用自己的
        console.log(Object.prototype); //有toString这个方法
        console.log(ldh); //没有toString这个方法
        console.log(Star.prototype); //也没有toString这个方法
        console.log(ldh.toString);//有，会一步一步往上找
    </script>

1.10 原型对象this指向

构造函数中的 this 指向我们实例对象. 原型对象里面放的是方法, 这个方法里面的 this 指向的是这个方法的调用者, 也就是这个实例对象。（指向的都是实例对象！）

1.11 扩展内置对象

可以通过原型对象，对原来的内置对象进行扩展自定义的方法。比如给数组增加自定义求偶数和的功能。

Tip：注意：数组和字符串内置对象不能给原型对象覆盖操作 Array.prototype = {} ，只能是 Array.prototype.xxx = function(){} 的方式。

举例：给数组增加自定义求偶数和的功能。

<script>
        // 原型对象的应用 扩展内置对象方法
        Array.prototype.sum = function () {
            var sum = 0;
            for (var i = 0; i < this.length; i++) {
                sum += this[i];
            }
            return sum;
        }

        // Array.prototype = {
        //     sum: function () {
        //         var sum = 0;
        //         for (var i = 0; i < this.length; i++) {
        //             sum += this[i];
        //         }
        //         return sum;
        //     }
        // }    //这样写会报错
        var arr = [1, 2, 3];
        console.log(arr.sum()); //6
        console.log(Array.prototype);
        var arr1 = new Array(11, 22, 33);
        console.log(arr1.sum());//66
    </script>

2. 继承

ES6之前并没有给我们提供 extends 继承。我们可以通过 构造函数+原型对象 模拟实现继承，被称为 组合继承。

2.1 call()

功能：调用这个函数, 并且修改函数运行时的 this 指向。

fun.call(thisArg, arg1, arg2, ...)

fun：被调用并被修改函数运行时 this 指向的函数
thisArg：当前调用函数 this 的指向对象
arg1, arg2：传递的其他参数

举例：

<script>
        // call方法
        function fn(x, y) {
            console.log('我想喝奶茶');
            console.log(this);//指向window,但想要这个this指向o
            console.log(x + y); //3
        }
        var o = {
            name: 'andy'
        }
        // fu(); //调用函数
        // 1.call 可以调用函数
        fn.call();
        // 2. call() 可以改变这个函数的this指向 此时这个函数的this 就指向了o这个对象
        fn.call(o, 1, 2);  //(o改变指向，1指向x，2指向y)
    </script>

2.2 借用构造函数继承父类型属性

核心原理： 通过 call() 把父类型的 this 指向子类型的 this ，这样就可以实现子类型继承父类型的属性。

<script>
        // 借用父构造函数继承属性
        // 1. 父构造函数
        function Father(uname, age) {
            // this 指向父构造函数的对象实例
            this.uname = uname;
            this.age = age;
        }
        // 2 .子构造函数
        function Son(uname, age, score) {
            // this 指向子构造函数的对象实例
            Father.call(this, uname, age)
            this.score = score;
        }
        var son = new Son('刘德华', 18, 100)
        console.log(son);
    </script>

2.3 借用原型对象继承父类型方法

有了上述方法还不够，一般不能继承父类的方法，因为 一般情况下，对象的方法都在构造函数的原型对象中设置，通过构造函数无法继承父类方法。

这个时候 原型对象 就起了作用。我们可以令子类构造函数的原型对象等于父类构造函数的原型对象，这样子类也可以使用父类构造函数的原型对象上的成员方法了。即：

childFoo.prototype = parentFoo.prototype;

但是这样又产生了一个问题：这样指定之后，子类构造函数和父类构造函数的对象原型 prototype 就 指向同一个内存地址了。也就是说，你在子类原型对象上绑定其特有的成员方法，父类上也会有，显然这是不合理的。

解决方法：利用父类的实例对象。核心原理：

将子类所共享的方法提取出来，然后让：
```
子类的 prototype 原型对象 = new 父类();
```
本质：子类原型对象等于是实例化父类，因为父类实例化之后 另外开辟空间，就不会影响原来父类原型对象
将子类的 constructor 重新指向子类的构造函数

举例：

<script>
        // 借用父构造函数继承属性
        // 1. 父构造函数
        function Father(uname, age) {
            // this 指向父构造函数的对象实例
            this.uname = uname;
            this.age = age;
        }

        // 父原型对象
        Father.prototype.money = function () {
            console.log(100000);
        }

        // 2 .子构造函数
        function Son(uname, age, score) {
            // this 指向子构造函数的对象实例
            Father.call(this, uname, age)
            this.score = score;
        }

        // Son.prototype = Father.prototype;//这样直接赋值会有问题,如果修改了子原型对象,父原型对象也会跟着一起变化
        Son.prototype = new Father();
        // 如果利用对象的形式修改了原型对象,别忘了利用constructor 指回原来的构造函数
        Son.prototype.constructor = Son;

        // 子原型对象。这个是子构造函数专门的方法，父构造函数是没有的
        Son.prototype.exam = function () {
            console.log('孩子要考试');
        }
        var son = new Son('刘德华', 18, 100)
        console.log(son);
        console.log(Father.prototype);
        console.log(Son.prototype.constructor);//原本该指向Son的，但是因为修改了子原型对象，所以指向了Father，因此要利用constructor 指回原来的构造函数
    </script>

运行上述代码，观察（最后一行输出）到父类的原型对象上没有 exam 成员方法。

2.4 类的本质

回忆下之前学的，在 ES5 之前通过 构造函数 + 原型 实现面向对象编程。其中，这种面向对象有这些特点：

构造函数有原型对象 prototype
构造函数原型对象 prototype 里面有 constructor 指向构造函数本身
构造函数可以通过原型对象添加方法
构造函数创建的实例对象有 __proto__ 原型指向构造函数的原型对象

而在 ES6 中，我们可以用 class 实现面向对象，那么这两者有什么联系呢？

实质上，ES6 的类的本质还是 function。对应的，ES6 的 class 声明的类有以下特点：

类有原型对象 prototype
类有原型对象 prototype，里面也有 constructor 指向类的本身
类的所有方法都定义在类的 prototype 属性上
类创建的实例，里面也有 __proto__ 指向类的prototype 原型对象

所以 ES6 的类它的绝大部分功能，ES5 都可以做到，新的 class写法只是让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法而已

ES6 的类其实就是一种语法糖。 语法糖：语法糖就是一种便捷写法。简单理解, 有两种方法可以实现同样的功能, 但是一种写法更加清晰、方便,那么这个方法就是语法糖

可运行以下代码自行体验：

class Foo { };
let foo = new Foo();
foo.__proto__ = {
    constructor: Foo,
    test1: function () {
        console.log('test1');
    },
    test2: function () {
        console.log('test2');
    }
}
console.log(Foo.prototype);
console.log(foo.__proto__);
console.log(Foo.prototype == foo.__proto__);
foo.test1();
foo.test2();
console.log(foo.__proto__.constructor.prototype.__proto__.__proto__);

3. ES5 中的新增方法

3.1 概述

ES5 中给我们新增了一些方法，可以很方便的操作数组或者字符串，这些方法主要包括：

数组方法
字符串方法
对象方法

3.2 数组方法

迭代（遍历）方法：forEach()、map()、filter()、some()、every()

3.2.1 forEach

forEach 方法用于遍历数组，不对原数组进行修改。

array.forEach(function(currentValue, index, arr), thisArg);

该方法接收一个函数 function 参数，其中，该函数内又有三个参数：

currentValue：数组当前项的值
index：数组当前项的索引
arr：数组对象本身

一般可以省略后面回调函数中后两个参数和 thisArg 参数，即：

array.forEach(function(currentValue));

实例：

<script>
        // forEach 迭代(遍历) 数组va
        var arr = [1, 2, 3];
        var sum = 0;
        arr.forEach(function (value, index, array) {
            console.log('每一个数组元素' + value);
            console.log('每一个数组元素索引号' + index);
            console.log('数组本身' + array);
            sum += value;
            console.log(sum);  //6
        })
    </script>

3.2.2 map

map() 方法遍历一个数组，首先创建一个新数组，新数组中的每个元素是是调用一次所提供的函数参数后的返回值，然后 返回这个新数组。

let newArray = array.map(function (currentValue, index, arr));

map 方法接收一个 function 参数，该函数有三个参数：

currentValue：数组当前项的值
index：数组当前项的索引
arr：方法调用的数组对象本身

3.2.3 filter

array.filter(function(currentValue, index, arr));

filter() 方法创建一个新的数组，新数组中的元素是通过检查指定数组中符合条件的所有元素，主要 用于筛选数组，注意它 返回一个新数组。

currentValue: 数组当前项的值
index：数组当前项的索引
arr：数组对象本身

<script>
        // filter 筛选数组
        var arr = [12, 64, 4, 88, 3, 7, 11];
        var newArr = arr.filter(function (value, index) {
            // 从数组里筛选大于等于12的数
            // return value >= 20;
            // 筛选偶数
            return value % 2 === 0;
        })
        console.log(newArr);
    </script>

3.2.4 some

array.some(function(currentValue, index, arr));

some() 方法用于检测数组中的元素是否满足指定条件。通俗点：查找数组中是否有满足条件的元素。注意 它返回值是布尔值，如果查找到这个元素，就返回 true，如果查找不到就返回 false。

currentValue: 数组当前项的值
index：数组当前项的索引
arr：数组对象本身

<script>
        // some 查找数组中是否有满足条件的元素 
        var arr = [10, 30, 4];
        var flag = arr.some(function (value) {
            // return value === 30; //true
            return value < 4; //false
        })
        console.log(flag);
        var arr1 = ['pink', 'red', 'blue'];
        var flag1 = arr1.some(function (value) {
            return value == 'pink';
        })
        console.log(flag1);
        // 1. filter 也是查找满足条件的元素 返回的是一个数组 而且是把所有满足条件的元素返回回来
        // 2. some 也是查找满足条件的元素是否存在  返回的是一个布尔值 如果查找到第一个满足条件的元素就终止循环
    </script>

3.3 字符串方法 trim()

trim() 方法会从一个字符串的两端删除空白字符。

str.trim()

trim() 方法并不影响原字符串本身，它返回的是一个新的字符串。

<body>
    <input type="text"> <button>点击</button>
    <div></div>
    <script>
        // trim 方法去除字符串两侧空格
        var str = '   andy   ';
        console.log(str);
        var str1 = str.trim();
        console.log(str1);

        var input = document.querySelector('input');
        var btn = document.querySelector('button');
        var div = document.querySelector('div');
        btn.onclick = function () {
            var str2 = input.value.trim();
            if (str2 === '') {
                alert('请输入内容')
            } else {
                console.log(str2);
                console.log(str2.length);
                div.innerHTML = str2;
            }
        }
    </script>
</body>

3.4 对象方法

3.4.1 Object.keys()

Object.keys() 用于获取对象自身所有的属性，返回一个数组。

Object.keys(obj)

效果类似 for...in
返回一个由属性名组成的数组

3.4.2 Object.defineProperty()

Object.defineProperty() 定义对象中新属性或修改原有的属性。

Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)

参数：
obj：必需。目标对象
prop：必需。需定义或修改的属性的名字
descriptor：必需。目标属性所拥有的特性

Object.defineProperty() 第三个参数 descriptor 说明： 以对象形式 { } 书写。

// descriptor 对象的参数值均为默认值
Object.defineProperty(obj, prop, {
    value: undefined,
    writable: false,
    enumerable: false,
    configurable: false
})

value：设置属性的值默认为 undefined
writable：值是否可以重写。true | false 默认为 false不允许被重写
enumerable：目标属性是否可以被枚举。true | false 默认为 false不允许遍历
configurable：目标属性是否可以被删除或是否可以再次修改特性 true | false，默认为 false

Tip

descriptor 对象的参数默认值说明，使用 defineProperty 新增一个对象属性，该属性只读，不可迭代，不可再被修改特性。

<script>
        // Object.defineProperty() 定义新属性或修改原有的属性
        var obj = {
            id: 1,
            pname: '小米',
            price: 1999
        };
        // 1. 以前的对象添加和修改属性的方式
        // obj.num = 1000;
        // console.log(obj);

        // 2. Object.defineProperty() 定义新属性或修改原有的属性
        Object.defineProperty(obj, 'num', {
            value: 1000
        })
        console.log(obj);
        Object.defineProperty(obj, 'price', {
            value: 9.9
        })
        console.log(obj);
        Object.defineProperty(obj, 'id', {
            // 如果值为false 不允许修改这个属性值 默认值也是false
            writable: false
        })
        obj.id = 2;
        console.log(obj);

        Object.defineProperty(obj, 'address', {
            value: '中国',
            // 如果值为false 不允许修改这个属性值 默认值也是false
            writable: false,
            // enumerable 如果值为false 则不允许遍历, 默认的值是 false
            enumerable: false,
            // configurable 如果为false 则不允许删除这个属性 不允许在修改第三个参数里面的特性 默认为false
            configurable: false
        })
        console.log(obj);
        console.log(Object.keys(obj)); //没有遍历到address
        delete obj.address;
        console.log(obj);// address没有被删除
        delete obj.pname;
        console.log(obj); //pname被删除
        Object.defineProperty(obj, 'address', {
            value: '中国',
            writable: true,
            enumerable: true,
            configurable: true
        })
        console.log(obj.address);//报错，因为前面已经设置了不允许再修改第三个参数里面的特性，所以再进行修改会报错
    </script>