前言

本系列是之前的学习积累，主要针对JS教程入门时进行学习的记录整理。使用到的参考资料有菜鸟教程、阮一峰JS入门教程系列、网道等多个网站。内容主要基于 ECMAScript 5.1 版本，这是学习 JavaScript 语法的基础。

对象的继承

传统上，JavaScript 语言的继承不通过 class，而是通过“原型对象”（prototype）实现，本章介绍 JavaScript 的原型链继承。

ES新引入的class机制放到后面再做记录。

1. 原型对象

1.1 构造函数的缺陷

通过构造函数为实例对象定义属性，虽然很方便，但是有一个缺点。同一个构造函数的多个实例之间，无法共享属性，从而造成对系统资源的浪费。

function Cat(name, color) {
  this.name = name;
  this.color = color;
  this.meow = function () {
    console.log('喵喵');
  };
}

var cat1 = new Cat('大毛', '白色');
var cat2 = new Cat('二毛', '黑色');

cat1.meow === cat2.meow
// false

cat1和cat2是同一个构造函数的两个实例，它们都具有meow方法。由于meow方法是生成在每个实例对象上面，所以两个实例就生成了两次。

这个问题的解决方法，就是 JavaScript 的原型对象（prototype）。

1.2 prototype属性的作用

JavaScript 继承机制的设计思想就是，原型对象的所有属性和方法，都能被实例对象共享。也就是说，如果属性和方法定义在原型上，那么所有实例对象就能共享，不仅节省了内存，还体现了实例对象之间的联系。

先看怎么为对象指定原型。JavaScript 规定，每个函数都有一个prototype属性，指向一个对象。

对于构造函数来说，生成实例的时候，该属性会自动成为实例对象的原型。

function Animal(name) {
  this.name = name;
}
Animal.prototype.color = 'white';

var cat1 = new Animal('大毛');
var cat2 = new Animal('二毛');

cat1.color // 'white'
cat2.color // 'white'

构造函数Animal的prototype属性，就是实例对象cat1和cat2的原型对象。原型对象上添加一个color属性，结果，实例对象都共享了该属性。（照这么说构造函数Animal使用prototype属性实际上生成了一个对象，称作原型对象？）

原型对象的属性不是实例对象自身的属性。只要修改原型对象，变动就立刻会体现在所有实例对象上。这是因为实例对象其实没有color属性，都是读取原型对象的color属性。也就是说，当实例对象本身没有某个属性或方法的时候，它会到原型对象去寻找该属性或方法。这就是原型对象的特殊之处。

如果实例对象自身就有某个属性或方法，它就不会再去原型对象寻找这个属性或方法。

总结一下，原型对象的作用，就是定义所有实例对象共享的属性和方法。这也是它被称为原型对象的原因，而实例对象可以视作从原型对象衍生出来的子对象。

1.3 原型链（敲敲小黑板）

JavaScript 规定，所有对象都有自己的原型对象（prototype）。一方面，任何一个对象，都可以充当其他对象的原型；另一方面，由于原型对象也是对象，所以它也有自己的原型。

因此，就会形成一个“原型链”（prototype chain）：对象到原型，再到原型的原型……

如果一层层地上溯，所有对象的原型最终都可以上溯到Object.prototype，即Object构造函数的prototype属性。也就是说，所有对象都继承了Object.prototype的属性。这就是所有对象都有valueOf和toString方法的原因，因为这是从Object.prototype继承的。

Object.prototype对象有没有它的原型呢？回答是Object.prototype的原型是null。null没有任何属性和方法，也没有自己的原型。因此，原型链的尽头就是null。

//Object.getPrototypeOf方法返回参数对象的原型
Object.getPrototypeOf(Object.prototype)
// null

读取对象的某个属性时，JavaScript 引擎先寻找对象本身的属性，如果找不到，就到它的原型去找，如果还是找不到，就到原型的原型去找。如果直到最顶层的Object.prototype还是找不到，则返回undefined。

如果对象自身和它的原型，都定义了一个同名属性，那么优先读取对象自身的属性，这叫做“覆盖”（overriding）

注意，一级级向上，在整个原型链上寻找某个属性，对性能是有影响的。所寻找的属性在越上层的原型对象，对性能的影响越大。如果寻找某个不存在的属性，将会遍历整个原型链。

如果让构造函数的prototype属性指向一个数组，就意味着实例对象可以调用数组方法。

var MyArray = function () {};

MyArray.prototype = new Array();//prototype属性指向一个数组
MyArray.prototype.constructor = MyArray;

var mine = new MyArray();
mine.push(1, 2, 3);
mine.length // 3
mine instanceof Array // true 用来比较一个对象是否为某个构造函数的实例

1.4 constructor属性（敲敲小黑板）

prototype对象有一个constructor属性，默认指向prototype对象所在的构造函数。

function P() {}
P.prototype.constructor === P // true

由于constructor属性定义在prototype对象上面，意味着可以被所有实例对象继承。（所以大家都有constructor属性啦）

function P() {}
var p = new P();

p.constructor === P // true
p.constructor === P.prototype.constructor // true
p.hasOwnProperty('constructor') // false

p是构造函数P的实例对象，但是p自身没有constructor属性，该属性其实是读取原型链上面的P.prototype.constructor属性。

constructor属性的作用是，可以得知某个实例对象，到底是哪一个构造函数产生的。

另一方面，有了constructor属性，就可以从一个实例对象新建另一个实例。

function Constr() {}
var x = new Constr();

var y = new x.constructor();
y instanceof Constr // true

x是构造函数Constr的实例，可以从x.constructor间接调用构造函数。

这使得在实例方法中，调用自身的构造函数成为可能

//createCopy方法调用构造函数，新建另一个实例。
Constr.prototype.createCopy = function () {
  return new this.constructor();
};

constructor属性表示原型对象与构造函数之间的关联关系，如果修改了原型对象（Person.prototype），一般会同时修改constructor属性，防止引用的时候出错。

function Person(name) {
  this.name = name;
}

Person.prototype.constructor === Person // true

Person.prototype = {
  method: function () {}//原型对象修改成了普通对象
};

Person.prototype.constructor === Person // false
Person.prototype.constructor === Object // true

所以，修改原型对象时，一般要同时修改constructor属性的指向。

// 坏的写法
C.prototype = {
  method1: function (...) { ... },
  // ...
};

// 好的写法
C.prototype = {
  constructor: C,//为了防止修改原型对象时属性不再指向Person
  method1: function (...) { ... },
  // ...
};

// 更好的写法
C.prototype.method1 = function (...) { ... };

要么将constructor属性重新指向原来的构造函数，要么只在原型对象上添加方法，这样可以保证instanceof运算符不会失真。

如果不能确定constructor属性是什么函数，还有一个办法：通过name属性，从实例得到构造函数的名称。

function Foo() {}
var f = new Foo();
f.constructor.name // "Foo"

2. instanceof运算符

instanceof运算符返回一个布尔值，表示对象是否为某个构造函数的实例

var v = new Vehicle();
v instanceof Vehicle // true
// 等同于
Vehicle.prototype.isPrototypeOf(v)

instanceof运算符的左边是实例对象，右边是构造函数。它会检查右边构建函数的原型对象（prototype），是否在左边对象的原型链上。

由于instanceof检查整个原型链，因此同一个实例对象，可能会对多个构造函数都返回true

var d = new Date();
d instanceof Date // true
d instanceof Object // true

instanceof的原理是检查右边构造函数的prototype属性，是否在左边对象的原型链上。有一种特殊情况，就是左边对象的原型链上，只有null对象。这时，instanceof判断会失真。

instanceof运算符的一个用处，是判断值的类型

var x = [1, 2, 3];
var y = {};
x instanceof Array // true
y instanceof Object // true

注意，instanceof运算符只能用于对象，不适用原始类型的值。

对于undefined和null，instanceof运算符总是返回false。

可以巧妙地解决，调用构造函数时，忘了加new命令的问题。

function Fubar (foo, bar) {
  if (this instanceof Fubar) {
    this._foo = foo;
    this._bar = bar;
  } else {
    return new Fubar(foo, bar);
  }
}

3. 构造函数的继承

让一个构造函数继承另一个构造函数，是非常常见的需求。这可以分成两步实现。

第一步是在子类的构造函数中，调用父类的构造函数。

function Sub(value) {
  Super.call(this);
  this.prop = value;
}

Sub是子类的构造函数，this是子类的实例。在实例上调用父类的构造函数Super，就会让子类实例具有父类实例的属性。

第二步，是让子类的原型指向父类的原型，这样子类就可以继承父类原型。

Sub.prototype = Object.create(Super.prototype);
Sub.prototype.constructor = Sub;//防止修改原型使得constructor被修改
Sub.prototype.method = '...';

另一种写法：
Sub.prototype = new Super();//这种写法也有继承的效果，但是子类会具有父类实例的方法。有时，这可能不是我们需要的，所以不推荐使用这种写法。

Sub.prototype是子类的原型，要将它赋值为Object.create(Super.prototype)，而不是直接等于Super.prototype。否则后面两行对Sub.prototype的操作，会连父类的原型Super.prototype一起修改掉。

举个例子：

function Shape() {
  this.x = 0;
  this.y = 0;
}

Shape.prototype.move = function (x, y) {
  this.x += x;
  this.y += y;
  console.info('Shape moved.');
};

// 第一步，子类继承父类的实例
function Rectangle() {
  Shape.call(this); // 调用父类构造函数
}
// 另一种写法
function Rectangle() {
  this.base = Shape;
  this.base();
}

// 第二步，子类继承父类的原型
Rectangle.prototype = Object.create(Shape.prototype);
Rectangle.prototype.constructor = Rectangle;

采用这样的写法以后，instanceof运算符会对子类和父类的构造函数，都返回true。

有时只需要单个方法的继承（而不是整体方法继承，这样不会在继承链上），这时可以采用下面的写法。

ClassB.prototype.print = function() {
  ClassA.prototype.print.call(this);
  // some code
}

子类B的print方法先调用父类A的print方法，再部署自己的代码。这就等于继承了父类A的print方法。

4. 多重继承

JavaScript 不提供多重继承功能，即不允许一个对象同时继承多个对象。但是，可以通过变通方法，实现这个功能。

function M1() {
  this.hello = 'hello';
}

function M2() {
  this.world = 'world';
}

function S() {
  M1.call(this);
  M2.call(this);
}

// 继承 M1
S.prototype = Object.create(M1.prototype);
// 继承链上加入 M2
Object.assign(S.prototype, M2.prototype);

// 指定构造函数
S.prototype.constructor = S;

var s = new S();
s.hello // 'hello'
s.world // 'world'

子类S同时继承了父类M1和M2。这种模式又称为 Mixin（混入）。

5. 模块

JavaScript 不是一种模块化编程语言，ES6 才开始支持“类”和“模块”。下面介绍传统的做法，如何利用对象实现模块的效果。

5.1 基本实现方法

模块是实现特定功能的一组属性和方法的封装。

简单的做法是把模块写成一个对象，所有的模块成员都放到这个对象里面。

var module1 = new Object({
&emsp;_count : 0,
&emsp;m1 : function (){
&emsp;&emsp;//...
&emsp;},
&emsp;m2 : function (){
  &emsp;//...
&emsp;}
});

module1.m1();

但是，这样的写法会暴露所有模块成员，内部状态可以被外部改写。比如，外部代码可以直接改变内部计数器_count的值。

5.2 封装私有变量：构造函数的写法

可以利用构造函数，封装私有变量

function StringBuilder() {
  var buffer = [];

  this.add = function (str) {
     buffer.push(str);
  };

  this.toString = function () {
    return buffer.join('');
  };

}

buffer是模块的私有变量。一旦生成实例对象，外部是无法直接访问buffer的。

但是，这种方法将私有变量封装在构造函数中，导致构造函数与实例对象是一体的，总是存在于内存之中，无法在使用完成后清除。这意味着，构造函数有双重作用，既用来塑造实例对象，又用来保存实例对象的数据，违背了构造函数与实例对象在数据上相分离的原则（即实例对象的数据，不应该保存在实例对象以外）。同时，非常耗费内存。

function StringBuilder() {
  this._buffer = [];
}

StringBuilder.prototype = {
  constructor: StringBuilder,
  add: function (str) {
    this._buffer.push(str);
  },
  toString: function () {
    return this._buffer.join('');
  }
};

将私有变量放入实例对象中，好处是看上去更自然，但是它的私有变量可以从外部读写，不是很安全。

5.3 封装私有变量：立即执行函数的写法

使用“立即执行函数”（Immediately-Invoked Function Expression，IIFE），将相关的属性和方法封装在一个函数作用域里面，可以达到不暴露私有成员的目的。

var module1 = (function () {
&emsp;var _count = 0;
&emsp;var m1 = function () {
&emsp;  //...
&emsp;};
&emsp;var m2 = function () {
&emsp;&emsp;//...
&emsp;};
&emsp;return {
&emsp;&emsp;m1 : m1,
&emsp;&emsp;m2 : m2
&emsp;};
})();

使用上面的写法，外部代码无法读取内部的_count变量。下面，再对这种写法进行加工。

5.4 模块的放大模式

如果一个模块很大，必须分成几个部分，或者一个模块需要继承另一个模块，这时就有必要采用“放大模式”（augmentation）

var module1 = (function (mod){
&emsp;mod.m3 = function () {
&emsp;&emsp;//...
&emsp;};
&emsp;return mod;
})(module1);

module1模块添加了一个新方法m3()，然后返回新的module1模块。第一个执行的部分有可能加载一个不存在空对象，这时就要采用"宽放大模式"（Loose augmentation）。

var module1 = (function (mod) {
&emsp;//...
&emsp;return mod;
})(window.module1 || {});

与"放大模式"相比，“宽放大模式”就是“立即执行函数”的参数可以是空对象。

5.5 输入全局变量

独立性是模块的重要特点，模块内部最好不与程序的其他部分直接交互。

为了在模块内部调用全局变量，必须显式地将其他变量输入模块。

var module1 = (function ($, YAHOO) {
&emsp;//...
})(jQuery, YAHOO);

module1模块需要使用 jQuery 库和 YUI 库，就把这两个库（其实是两个模块）当作参数输入module1。这样做除了保证模块的独立性，还使得模块之间的依赖关系变得明显。

立即执行函数还可以起到命名空间的作用。

(function($, window, document) {

  function go(num) {
  }

  function handleEvents() {
  }

  function initialize() {
  }

  function dieCarouselDie() {
  }

  //attach to the global scope
  window.finalCarousel = {
    init : initialize,
    destroy : dieCarouselDie
  }

})( jQuery, window, document );

finalCarousel对象输出到全局，对外暴露init和destroy接口，内部方法go、handleEvents、initialize、dieCarouselDie都是外部无法调用的。

Object对象相关的方法

1. Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法返回参数对象的原型。这是获取原型对象的标准方法。

var F = function () {};
var f = new F();
Object.getPrototypeOf(f) === F.prototype // true

几种特殊对象的原型。

// 空对象的原型是 Object.prototype
Object.getPrototypeOf({}) === Object.prototype // true

// Object.prototype 的原型是 null
Object.getPrototypeOf(Object.prototype) === null // true

// 函数的原型是 Function.prototype
function f() {}
Object.getPrototypeOf(f) === Function.prototype // true

2. Object.setPrototypeOf()

Object.setPrototypeOf方法为参数对象设置原型，返回该参数对象。它接受两个参数，第一个是现有对象，第二个是原型对象。

var a = {};
var b = {x: 1};
Object.setPrototypeOf(a, b);

Object.getPrototypeOf(a) === b // true
a.x // 1

Object.setPrototypeOf方法将对象a的原型，设置为对象b，因此a可以共享b的属性。

new命令可以使用Object.setPrototypeOf方法模拟

var F = function () {
  this.foo = 'bar';
};

var f = new F();
// 等同于
var f = Object.setPrototypeOf({}, F.prototype);//第一步，将一个空对象的原型设为构造函数的prototype属性（上例是F.prototype）
F.call(f);//第二步，将构造函数内部的this绑定这个空对象，然后执行构造函数，使得定义在this上面的方法和属性（this.foo），都转移到这个空对象上。

3. Object.create()

为了实现从一个实例对象，生成另一个实例对象，JavaScript 提供了Object.create方法，用来满足这种需求。该方法接受一个对象作为参数，然后以它为原型，返回一个实例对象。该实例完全继承原型对象的属性。

// 原型对象
var A = {
  print: function () {
    console.log('hello');
  }
};

// 实例对象
var B = Object.create(A);

Object.getPrototypeOf(B) === A // true
B.print() // hello
B.print === A.print // true

Object.create方法可以用下面的代码代替。

if (typeof Object.create !== 'function') {
  Object.create = function (obj) {
    function F() {}
    F.prototype = obj;
    return new F();
  };
}

Object.create方法的实质是新建一个空的构造函数F，然后让F.prototype属性指向参数对象obj，最后返回一个F的实例，从而实现让该实例继承obj的属性。

下面三种方式生成的新对象是等价的。

var obj1 = Object.create({});
var obj2 = Object.create(Object.prototype);
var obj3 = new Object();

想要生成一个不继承任何属性（比如没有toString和valueOf方法）的对象，可以将Object.create的参数设为null。

使用Object.create方法的时候，必须提供对象原型，即参数不能为空，或者不是对象，否则会报错。

Object.create方法生成的新对象，动态继承了原型。在原型上添加或修改任何方法，会立刻反映在新对象之上

var obj1 = { p: 1 };
var obj2 = Object.create(obj1);

obj1.p = 2;
obj2.p // 2

除了对象的原型，Object.create方法还可以接受第二个参数。该参数是一个属性描述对象，它所描述的对象属性，会添加到实例对象，作为该对象自身的属性。

var obj = Object.create({}, {
  p1: {
    value: 123,
    enumerable: true,
    configurable: true,
    writable: true,
  },
  p2: {
    value: 'abc',
    enumerable: true,
    configurable: true,
    writable: true,
  }
});

// 等同于
var obj = Object.create({});
obj.p1 = 123;
obj.p2 = 'abc';

Object.create方法生成的对象，继承了它的原型对象的构造函数

function A() {}
var a = new A();
var b = Object.create(a);

b.constructor === A // true
b instanceof A // true

4. Object.prototype.isPrototypeOf()

实例对象的isPrototypeOf方法，用来判断该对象是否为参数对象的原型。

var o1 = {};
var o2 = Object.create(o1);
var o3 = Object.create(o2);

o2.isPrototypeOf(o3) // true
o1.isPrototypeOf(o3) // true

只要实例对象处在参数对象的原型链上，isPrototypeOf方法都返回true。

由于Object.prototype处于原型链的最顶端，所以对各种实例都返回true，只有直接继承自null的对象除外。

5. `Object.prototype.proto`

实例对象的__proto__属性（前后各两个下划线），返回该对象的原型。该属性可读写。

var obj = {};
var p = {};

obj.__proto__ = p;
Object.getPrototypeOf(obj) === p // true

通过__proto__属性，将p对象设为obj对象的原型

应该尽量少用这个属性，而是用Object.getPrototypeOf()和Object.setPrototypeOf()，进行原型对象的读写操作。

原型链可以用__proto__很直观地表示

var A = {
  name: '张三'
};
var B = {
  name: '李四'
};

var proto = {
  print: function () {
    console.log(this.name);
  }
};

A.__proto__ = proto;
B.__proto__ = proto;

A.print() // 张三
B.print() // 李四

A.print === B.print // true
A.print === proto.print // true
B.print === proto.print // true

A对象和B对象的原型都是proto对象，它们都共享proto对象的print方法。也就是说，A和B的print方法，都是在调用proto对象的print方法。

6. 获取原型对象方法的比较

__proto__属性指向当前对象的原型对象，即构造函数的prototype属性。

var obj = new Object();

obj.__proto__ === Object.prototype
// true
obj.__proto__ === obj.constructor.prototype
// true

因此，获取实例对象obj的原型对象，有三种方法。

obj.__proto__
obj.constructor.prototype
Object.getPrototypeOf(obj)

前两种都不是很可靠。__proto__属性只有浏览器才需要部署，其他环境可以不部署。而obj.constructor.prototype在手动改变原型对象时，可能会失效。

var P = function () {};
var p = new P();

var C = function () {};
C.prototype = p;
var c = new C();

c.constructor.prototype === p // false

上面代码中，构造函数C的原型对象被改成了p，但是实例对象的c.constructor.prototype却没有指向p。所以，在改变原型对象时，一般要同时设置constructor属性。

C.prototype = p;
C.prototype.constructor = C;

var c = new C();
c.constructor.prototype === p // true

因此，推荐使用第三种Object.getPrototypeOf方法，获取原型对象。

7.Object.getOwnPropertyNames()

Object.getOwnPropertyNames方法返回一个数组，成员是参数对象本身的所有属性的键名，不包含继承的属性键名。

返回所有键名，不管是否可以遍历。只获取那些可以遍历的属性，使用Object.keys方法。

8. Object.prototype.hasOwnProperty()

对象实例的hasOwnProperty方法返回一个布尔值，用于判断某个属性定义在对象自身，还是定义在原型链上。

Date.hasOwnProperty('length') // true
Date.hasOwnProperty('toString') // false

Date.length（构造函数Date可以接受多少个参数）是Date自身的属性，Date.toString是继承的属性。

hasOwnProperty方法是 JavaScript 之中唯一一个处理对象属性时，不会遍历原型链的方法。

9. in 运算符和 for...in 循环

in运算符返回一个布尔值，表示一个对象是否具有某个属性。它不区分该属性是对象自身的属性，还是继承的属性。

in运算符常用于检查一个属性是否存在。

'length' in Date // true
'toString' in Date // true

获得对象的所有可遍历属性（不管是自身的还是继承的），可以使用for...in循环。

为了在for...in循环中获得对象自身的属性，可以采用hasOwnProperty方法判断一下。

for ( var name in object ) {
  if ( object.hasOwnProperty(name) ) {
    /* loop code */
  }
}

获得对象的所有属性（不管是自身的还是继承的，也不管是否可枚举），可以使用下面的函数。

function inheritedPropertyNames(obj) {
  var props = {};
  while(obj) {
    Object.getOwnPropertyNames(obj).forEach(function(p) {
      props[p] = true;
    });
    obj = Object.getPrototypeOf(obj);
  }//依次获取obj对象的每一级原型对象“自身”的属性，从而获取obj对象的“所有”属性，不管是否可遍历。
  return Object.getOwnPropertyNames(props);
}

10. 对象的拷贝

如果要拷贝一个对象，需要做到下面两件事情。

确保拷贝后的对象，与原对象具有同样的原型。
确保拷贝后的对象，与原对象具有同样的实例属性。

function copyObject(orig) {
  var copy = Object.create(Object.getPrototypeOf(orig));//拥有同样的原型
  copyOwnPropertiesFrom(copy, orig);
  return copy;
}

function copyOwnPropertiesFrom(target, source) {
  Object
    .getOwnPropertyNames(source)
    .forEach(function (propKey) {
      var desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, propKey);//得到该属性值
      Object.defineProperty(target, propKey, desc);//定义属性与属性值
    });
  return target;//拥有同样的实例属性
}

另一种更简单的写法，是利用 ES2017 才引入标准的Object.getOwnPropertyDescriptors方法。

function copyObject(orig) {
  return Object.create(
    Object.getPrototypeOf(orig),
    Object.getOwnPropertyDescriptors(orig)
  );
}

严格模式

严格模式是从 ES5 进入标准的，主要目的有以下几个。

明确禁止一些不合理、不严谨的语法，减少 JavaScript 语言的一些怪异行为。
增加更多报错的场合，消除代码运行的一些不安全之处，保证代码运行的安全。
提高编译器效率，增加运行速度。
为未来新版本的 JavaScript 语法做好铺垫。

JS学习系列10-对象的继承、Object对象相关方法、严格模式

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