[JavaScript知识库]JavaScript原型与原型链（进阶篇）

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1 intanceof运算符

instanceof运算符用于判断构造函数的prototype属性是否出现在对象的原型链中，使用方法如下：

function Cat(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}
const kat = new Cat('kat', 2)

console.log(kat instanceof Cat) // true
console.log(kat instanceof Object) // true

在这个例子中，由于kat.__proto__ === Cat.prototype，所以kat instanceof Cat输出为true；由于原型链的终点为Object.prototype，所以Object.prototype肯定在kat的原型链上，所以kat instanceof Object输出也为true。

下面是自定义instanceof的实现代码，实现思路为沿着原型链一个接一个的判断，当instance.__proto__ === constructor.prototype时返回true，否则返回false：

function myInstanceof(instance, constructor) {
  // 获取实例对象的原型
  let proto = Object.getPrototypeOf(instance)
  // 获取构造函数的prototype对象
  let prototype = constructor.prototype;

  // 判断构造函数的prototype属性是否在实例对象的原型链上
  while (true) {
    // 若!proto === null则说明已经到原型的终点Object.prototype
    if (!proto) {
      return false
    }
    // 实例对象的原型与构造函数的原型相等
    if (proto === prototype) {
      return true
    }
    // 如果没有找到，就继续在原型上找
    proto = Object.getPrototypeOf(proto)
  }
}

2 函数的原型

2.1 函数也是一种对象

在JavaScript中函数也是一种对象类型，如下面代码中创建一个add函数：

function add(x, y) {
  return x + y
}

console.log(add instanceof Object) // true

等价于使用new操作符和Function构造函数创建一个函数对象add：

let add = new Function('x', 'y', 'return x + y')

console.log(add instanceof Object) // true

上面两种写法是等价的，举这个例子是为了说明一个问题，即函数也是一个对象；同样的，构造函数也是函数，所以构造函数也是一个对象，既然是对象，那么就存在原型，所有构造函数的原型对象都是Object构造函数的实例对象，于是满足关系：

function Cat() {}
const kat = new Cat()

console.log(kat.__proto__.__proto__ === Object.prototype) // true
// kat.__proto__ === Cat.prototype
console.log(Cat.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true

上述关系可以用如下图例表示：

2.2 函数的构造函数Function

在JavaScript中的所有函数都是由Function构造函数实例化而来，因此存在如下关系：

function Cat() {}
console.log(Cat.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(Cat.__proto__ === Cat.constructor.prototype) // true

上述关系可以用如下图例表示：

3 “奇怪”的Object和Function

3.1 引例

下面例子用于和后文中的例子作为对照，例中声明构造函数Cat，并实例化对象kat，并且所有的结论在前文中已经提到：

function Cat(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}

const kat = new Cat('kat', 2)

console.log(kat.__proto__ === Cat.prototype) // true
console.log(Cat.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(Cat.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true
console.log(kat instanceof Cat) // true
console.log(kat instanceof Object) // true
console.log(Cat instanceof Cat) // false
console.log(Cat instanceof Object) // true

3.2 Object和Function

这里直接给出结论，下面四个操作的运算结果都为true：

Function instanceof Object
Object instanceof Function
Function instanceof Function
Object instanceof Object

已知instanceof运算符的原理是判断构造函数的prototype属性是否出现在对象的原型链上，根据上述结论还能推导及验证出如下关系：

1. 由Function instanceof Object，推导出Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype；
2. 由Object instanceof Function，推导出Object.__proto__ === Function.prototype；
3. 由Function instanceof Function，推导出Function.__proto__ === Function.prototype；
4. 由Object instanceof Object，推导出Object.__proto__.__proto__ === Object.prototype。

由上述第三个关系可知：Function自身是构造函数，且自身又是自身构造函数的实例，这种关系是非常“奇怪”的，和“先有鸡还是先有蛋？”这个问题一样，在3.1节的例子中对于构造函数Cat是不存在这种关系的，这种关系只存在于Function上。

3.3 即是函数，也是对象

为了解释3.2节中的问题，这里把3.2节中推导出的四个关系分为两组：

1. 对象组：
   1. Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype；
   2. Object.__proto__.__proto__ === Object.prototype。
2. 函数组：
   1. Object.__proto__ === Function.prototype；
   2. Function.__proto__ === Function.prototype。

之所以这么分组，是因为看待事物的角度不同，会导致结果的不同。

3.3.1 对象组

先看下面例子：

function Cat(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}

const kat = new Cat('kat', 2)
console.log(kat.__proto__.__proto__ === Object.prototype) // true
// Cat.__proto__ === Function.prototype
// Function.prototype.__proto__ === Object.prototype
console.log(Cat.__proto__.__proto__ === Object.prototype) // true

在这个例子中声明构造函数Cat，并实例化对象kat，前面提到构造函数Cat也是一种对象，所以满足关系：

1. kat.__proto__.__proto__ === Object.prototype；
2. Cat.__proto__.__proto__ === Object.prototype。

上述关系可以用如下图例表示：

把这个结论推广到Function和Object上，由于可以把Function和Object看作一种对象，所以满足关系：

1. Function.__proto__.__proto__ === Object.prototype；
2. Object.__proto__.__proto__ === Object.prototype。

3.3.2 函数组

先看下面例子：

function Cat() {}
console.log(Cat.__proto__ === Function.prototype) // true

在JavaScript中的所有函数都是由Function构造函数实例化而来，在这个例子中构造函数Cat是由Function构造函数实例化而来，具体见2.2节，因此满足如下关系：

1. Cat.__proto__ === Function.prototype。

把这个结论推广到Function和Object上，由于可以把Function和Object看作一种函数，所以满足关系：

1. Object.__proto__ === Function.prototype；
2. Function.__proto__ === Function.prototype。

3.4 function anonymous()

其实在3.3.1节中还有一个疑点，即：

kat.__proto__.__proto__ === Object.prototype // true
Cat.__proto__.__proto__ === Object.prototype // true

此时读者可能觉得kat.__proto__ === Cat.__proto__也是成立的，其实不然，这个问题的落脚点在于kat.__proto__和Cat.__proto__到底是什么，见下面例子：

function Cat(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}

const kat = new Cat('kat', 2)
console.dir(kat.__proto__)
console.dir(Cat.__proto__)

输出的结果如下：

对于kat.__proto__，根据前文中的结论，可以判断出kat.__proto__ === Cat.prototype，输出结果也是如此。

对于Cat.__proto__输出的是之前没有见过的函数function anonymous()，译为匿名函数，由于构造函数Cat是由构造函数Function实例化而来，所以Cat.__proto__ === Function.prototype，事实上所有构造函数的__proto__值都为function anonymous()，又由于Function.prototype === Function.__proto__，所以Function.prototype和Function.__proto__的值也为函数function anonymous()：

• 当把Function看作函数时，Function.prototype === function anonymous()，即所有由Function构造函数实例化的其他构造函数的原型都为function anonymous()；
• 当把Function看作对象时，Function.__proto__ === function anonymous()，由于Function自身是构造函数，且自身又是自身构造函数的实例，所以实例对象Function的原型为function anonymous()。

上述关系可以用如下图例表示：

根据结论“所有构造函数的原型对象都是Object构造函数的实例对象”，所以Cat.__proto__.__proto__ === Object.prototype。

4 其他内置构造函数

JavaScript中的内置构造函数参考：MDN - Global_Objects，其他内置构造函数指的是除去Function和Object之外的构造函数，这里仅列举常见的几种，如Number、String和Array，具有如下特点：

1. 和Function和Object一样，其他内置构造函数的__proto__属性也等于Function.prototype：

console.log(Number.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(String.__proto__ === Function.prototype) // true
console.log(Array.__proto__ === Function.prototype) // true

2. 其他内置构造函数不满足instanceof运算符自身与自身计算为true的特点：

console.log(Number instanceof Number) // false
console.log(String instanceof String) // false
console.log(Array instanceof Array) // false

注意区分内置构造函数和内置对象，JavaScript中的内置对象，如Math和JSON是以对象形式存在的，满足如下关系：

• Math.__proto__ === Object.prototype；
• JSON.__proto__ === Object.prototype。