原型模式

前言先说一说为什么要搞清楚JavaScript的原型，因为这就是JS的根。JavaScript虽然不是一门传统的面向对象语言，但它有自己的类和继承机制，最重要的就是它采用了原型的概念。与其说JS是面向对象，不如叫面向原型。JS这门语言从开发之初就是基于原型去做事情的，它是面向对象的思想，但归根结底是面向原型的原理，从操作上来说也是这样的。 我们老师以前说过，好多工作几年的人，在这个问题上都模棱两可。基础才会是决定一个程序员上限的最终指标。因为对一门语言的基础掌握得越好，就越可能通过原生的语言去开发新的东西，框架也好、插件也好。但如果基础不好，顶多也就能用用别人开发的东西，你自己是没能力去开发的。 那么要搞懂原型，涉及到的知识点就比较多了，构造函数、指针、对象、继承这些概念都会是门槛，但不要着急，一口是没法吃成大胖子的。我在翻阅研究《JavaScript高编》和各种资料后，总结出了自己对这部分的理解，尽量用连贯性和通俗易懂的方法去解释，这样方便自己的记忆，相信大家看了也不会懵逼。 原型模式原型的概念那么到底什么是原型呢？原型的英文就是“prototype”。记住这个朋友，它会伴随我们的一生，不离不弃。 维基百科的官方解释：原型模式是是面向对象编程的子系统和一种方式，特点在于通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例，而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的。维基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki... 通俗地讲，原型就是我们复印件的原件。 那么JS里的原型是什么呢？“我们创建的每个函数都有一个prototype属性，这个属性是一个指针，指向一个对象，而这个对象的用途是包含可以由特定类型的所有实例共享的属性和方法。”原型就是这句话中的prototype，说白了它就是一个对象{}，叫原型对象。 抓重点：1.每个函数才有prototype属性，即function abc(){},abc.prototype是存在的！2.prototype是一个指针，指向一个对象。（指针什么意思？下面解答）3.prototype指向的对象可以让其他实例共享其属性和方法。 这里的第二点，指针到底是个什么意思呢？比如var a = [1]，指针就是指向等号右边这个数组在计算机内存中的存储地址。所以当我们使用a的时候，a就是一个指针，它指向[1]存储的地方。说得通俗点，就是通过a这个变量，我们可以找到等号右边这个值。 prototype就是指向一个对象存储的地方，可以理解为我们去找到prototype = {}中等号右边这个值，所以最终返回的就是一个对象。 原型模式和构造函数模式的区别但是我们在JS中创建新的对象会有两种模式，一种是构造函数模式，一种就是原型模式。这个构造函数也是new一个实例，他们有什么区别呢？先看下面这段代码： /*原型模式*/function Person(){}; //新建一个空函数Person.prototype.name = 'Gomi'; //为它的原型添加属性Person.prototype.myName = function(){ console.log(this.name)};var gomi = new Person(); //复制一个Person实例var gomi2 = new Person(); //再复制一个Person实例gomi.myName === gomi2.myName //true,说明他们的this都是指向同一个原型，即Person.prototype。/*构造函数模式*/function Animal(){ this.name = 'cat', this.myName = function(){ console.log(this.name) }}; //新建一个函数，并直接在里面添加属性和值var jack = new Animal(); //同样实例化了一遍，但这时每个实例中的属性和值都是独立存在的。var jack2 = new Animal(); jack.myName === jack2.myName //false,说明他们的this指向不同，都是单独生成的新的实例，而不是依赖于同一个原型。原型和构造函数的区别就像影分身和克隆的区别。我们把原型模式看作影分身，复制原型的过程看作本体产生分身的过程，影分身的任何动作都是基于那个唯一本体的，他做什么，影分身就会做什么。而构造函数模式就是克隆，虽然克隆的时候是基于唯一本体的基因，但其实克隆出来的每个人都是一个新的独立的人了，他们虽然长得一模一样，但互相之间没有任何关联。如果本体整容了，其余的克隆人也不会变。但在本体整容后再进行克隆的人，肯定就会跟整容后一样咯。而影分身是，一旦本体整容，那么所有分身都会跟着变样。 搞清了构造函数和原型的区别后，就可以继续了。 constructor、prototype、__proto__的关系光是搞清楚构造函数和原型的区别还远远不够，我们经常会在控制台看到下面这种结构： 这是一个绝对能够搞晕你的结构，我圈出的constructor、prototype、__proto__这三者总是在出现，总是在互相嵌套。他们到底是什么关系？又代表什么意思呢？ ...

开篇：在Brendan Eich大神为JavaScript设计面向对象系统的时候，借鉴了Self 和Smalltalk这两门基于原型的语言，之所以选择基于原型的面向对象系统，并不是因为时间匆忙，它设计起来相对简单，而是因为从一开始Brendan Eich就没打算在Javascipt中加入类的概念。以类为中心的面向对象的编程语言中，类和对象的关系可以想象成铸模和铸件的关系，对象总是从类中创建而来，而在原型编程的思想中，类并不是必须的，对象未必需要从一个类中创建而来。JavaScript是一门完全面向对象的语言，如果想要更好地使用JavaScript的面向对象系统，原型和原型链就是个绕不开的话题，今天我们就一起来学习一下这方面的知识。理解三个重要的属性：prototype、proto、constructor见名知意，所谓的"链"描述的其实是一种关系，加上原型两个字，可以理解为原型之间的关系，既然是一种关系，就需要维系，就好比我们走亲访友，亲情就是一种纽带，类比在JavaScript当中——函数、对象实例、实例原型也有自身的联系，而他们之间的纽带就是下面这三个重要的属性：三个重要的属性：prototype、proto、constructorprototype我们先来看看第一个属性：prototype所谓属性，指的是一个事物的特征，就比如美女的一大特征是“大长腿”，那“大长腿"就是美女的属性，类比到JavaScript中函数，每一个函数都有一个prototype属性，这属性就是与生俱来的特质。这里需要特别强调一下，是函数，普通的对象是没有这个属性的，（这里为什么说普通对象呢，因为在JavaScript里面，一切皆为对象，所以这里的普通对象不包括函数对象）我们来看一个例子：function Person() {}// 虽然写在注释里面，但是需要注意的是// prototype 是函数才会有的属性 （哈哈哈，看来在JavaScript中函数果然是有特权的……）Person.prototype.name = “Kevin”;var person1 = new Person();var person2 = new Person();console.log(person1.name) // Kevinconsole.log(person2.name) // Kevin上面的代码中我们创建了一个构造函数Person，并且在实例原型上面添加了一个name属性赋值为"Kevin";然后分别创建了两个实例对象:person1、person2;当我们打印两个实例对象上name属性时均输出了Kevin(可以亲自试一下)。我们不禁疑惑，这个Person.prototype到底是什么，为什么在上面添加属性，在构造函数的实例化对象上都能访问到呢？其实 Person这个函数的prototype属性指向了一个对象,即:Person.prototype也是一个对象。（真是好多对象）这个对象正是调用该构造函数而创建的实例的原型。也就是这个例子中的person1和person2的原型。为了便于理解，我们将上面的这段话拆解一下：1.调用的构造函数： Person2.使用什么调用： new关键字3.得到了什么： 两个实例化对象person1、person24.实例化对象和原型是什么关系: person1和person2的原型就是 Person.prototype那什么是原型呢？可以这样理解：每一个JavaScript对象（null除外）在创建的时候就会与之关联另外一个对象，这个对象就是我们所说的原型，而每一个对象都会从原型"继承"属性。上面的代码中我们并没有直接在person1和person2中添加name属性 但是这两个对象却能够访问name属性,就是这个道理。我们用一张图表示构造函数和实例原型之间的关系:好了 构造函数和实例原型之间的关系我们已经梳理清楚了，那我们怎么表示实例与实例原型，也就是person1或者person2和Person.prototype 之间的关系呢。这时候需要请出我们理解原型链的第二个重要属性__proto____proto__这个属性有什么特征呢？其实这是每一个JavaScript对象（除了null）都具有的一个属性，叫__proto__,这个属性会指向该对象的原型，即作为实例对象和实例原型的之间的链接桥梁,这里强调，是对象，同样，因为函数也是对象，所以函数也有这个属性。我们看一个代码示例：function Person() {}var person = new Person();console.log(person.proto === Person.prototype); //true;有了第二个属性的帮助，我们就能更加全面的理解这张关系图了：通过上面的关系图我们可以看到,构造函数Person 和实例对象person 分别通过prototype和__proto__ 和实例原型Person.prototype进行关联，根据箭头指向我们不禁要有疑问：实例原型是否有属性指向构造函数或者实例呢？这时候该请出我们的第三个属性了：constructorconstructor实例原型指向实例的属性倒是没有,因为一个构造函数可能会生成很多个实例，但是原型指向构造函数的属性倒是有的，这就是我们的constructor——每一个原型都有一个constructor属性指向关联的构造函数。我们再来看一个示例：function Person() {}console.log(Person === Person.prototype.constructor); // true好了到这里我们再完善下关系图：通过对三个属性的介绍，我们总结一下：function Person() {}var person = new Person();console.log(person.proto == Person.prototype) // trueconsole.log(Person.prototype.constructor == Person) // true// 顺便学习一个ES5的方法,可以获得对象的原型console.log(Object.getPrototypeOf(person) === Person.prototype) // true上述代码中我们我们执行了以下操作：1.声明了构造函数 Person;2.使用new操作符调用 Person 实例化了一个person 对象;3.判断实例化对象通过__proto__是否指向实例原型;4.判断实例原型通过constructor是否能找到对应的构造函数;5.使用Object.getPrototypeOf方法传入一个对象 找到对应的原型对象;了解了构造函数。实例原型、和实例对象之间的关系，接下来我们讲讲实例和原型的关系：实例与原型当读取实例的属性时，如果找不到，就会查找与对象关联的原型中的属性，如果还查不到，就去找原型的原型，一直找到最顶层为止。我们再举一个例子： function Person() { } Person.prototype.name = ‘Kevin’; var person = new Person(); person.name = ‘Daisy’; console.log(person.name) // Daisy delete person.name; console.log(person.name) // Kevin在上面这个例子中，我们给实例person添加了name 属性，当我们打印person.name的时候，结果自然为Daisy但是当我们删除了person下面的name属性后，读取person.name，依然能够成功输出Kevin，实际情况是从 person 对象中找不到 name 属性就会从 person 的原型也就是 person.proto ，也就是 Person.prototype中查找，幸运的是我们找到了 name 属性，结果为 Kevin。但是我们不禁有疑问，如果万一没有找到该怎么办？我们来看下一层的关系 原型的原型原型的原型我们前面提到过，原型也是一个对象，那么既然是对象，那肯定就有创建它的构造函数，这个构造函数就是Object(); var obj = new Object(); obj.name = ‘Kevin’; console.log(obj.name); // Kevin;其实原型对象就是通过Object构造函数生成的，结合之前我们所说的，实例__proto__指向构造函数的prototype 所以我们再丰富一下我们的关系图；到了这里我们对于 构造函数、实例对象、实例原型之间的关系又有了进一步的认识。说了这么多，终于可以介绍原型链了。原型链那Object.prototype 的原型呢？Object是根节点的对象，再往上查找就是null，我们可以打印： console.log(Object.prototype.proto === null) // true然而 null 究竟代表了什么呢？引用阮一峰老师的 《undefined与null的区别》 就是：null 表示“没有对象”，即该处不应该有值。所以 Object.prototype.proto 的值为 null 跟 Object.prototype 没有原型，其实表达了一个意思。所以查找属性的时候查到 Object.prototype 就可以停止查找了。我们可以将null 也加入最后的关系图中，这样就比较完整了。上图中相互关联的原型组成的链状结构就是原型链，也就是红色的这条线补充最后，补充三点大家可能不会注意到的地方：constructor首先是constructor，我们看一个例子：function Person() {}var person = new Person();console.log(person.constructor === Person); // true当获取person.constructor时，其实 person 中并没有constructor 属性,当不能读取到constructor属性时，会从 person 的原型也就是 Person.prototype中读取，正好原型中有该属性，所以：person.constructor === Person.prototype.constructor__proto__其次是 proto ，绝大部分浏览器都支持这个非标准的方法访问原型，然而它并不存在于 Person.prototype 中，实际上，它是来自于 Object.prototype ，与其说是一个属性，不如说是一个 getter/setter，当使用 obj.proto 时，可以理解成返回了 Object.getPrototypeOf(obj)。真的是继承吗？最后是关于继承，前面我们讲到“每一个对象都会从原型‘继承’属性”，实际上，继承是一个十分具有迷惑性的说法，引用《你不知道的JavaScript》中的话，就是：继承意味着复制操作，然而 JavaScript 默认并不会复制对象的属性，相反，JavaScript 只是在两个对象之间创建一个关联，这样，一个对象就可以通过委托访问另一个对象的属性和函数，所以与其叫继承，委托的说法反而更准确些。参考：1、《Javascript设计模式与开发实践》2、JavaScript深入之从原型到原型链后记：欢迎大家关注我的微信公众号,更多优质文章第一时间推送: ...

个人公众号原文：创建型模式：原型模式五大创建型模式之五：原型模式。简介姓名 ：原型模式英文名 ：Prototype Pattern价值观 ：效率第一个人介绍 ：Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance,and create new objects by copying this prototype.用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。（来自《设计模式之禅》）又到了一个系列的最后一篇文章了，今天是创建型模式的最后一篇。什么是创建型模式呢？创建型模式是对类的实例化过程进行抽象，使对象的创建和使用分离，从而使代码更加灵活。我们平时使用最多的一种创建对象方式就是 new ABC()，直接通过构造方法来创建一个对象。通过原型模式来创建对象则不用调用构造方法，就可以创建一个对象。下面来揭开它的面纱。你要的故事前几天有出版社的老师邀请写书，鉴于深知自己水平还不足以出书，所以没有合作，还在努力学习，以后有能力有机会再考虑这方面的事情。今天的故事就从出书讲起。我们知道一本新书发版的时候，会复印很多册，如果销售得好，会有很多个印刷版本。我们来了解复印一批书籍这个过程是怎么实现的。小明写下了下面这段代码。public class NoPrototypeTest { public static void main(String[] args) { for (int i = 1; i <= 10; i ++) { Book book = new Book(“娱乐至死”, “尼尔波兹曼”, “社会科学”, “XXXX”); System.out.println(“复印书籍：” + book.getName() + “，第 " + i + " 本”); } }}class Book { private String name; private String author; private String type; private String content; public Book(String name, String author, String type, String content) { this.name = name; this.author = author; this.type = type; this.content = content; System.out.println(“实例化书籍：” + this.name); } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getAuthor() { return author; } public void setAuthor(String author) { this.author = author; } public String getType() { return type; } public void setType(String type) { this.type = type; } public String getContent() { return content; } public void setContent(String content) { this.content = content; }}// 打印结果：实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 1 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 2 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 3 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 4 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 5 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 6 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 7 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 8 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 9 本实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 10 本上面小明的代码复印了 10 本《娱乐至死》，代码逻辑没有问题，有个问题就是复印一本就实例化一次书籍，这个实例化可以减少么？使用原型模式可以实现。小明根据这些提示，重新修改了代码。public class PrototypeTest { public static void main(String[] args) { Book2 book1 = new ConcreteBook(“娱乐至死”, “尼尔波兹曼”, “社会科学”, “XXXX”); System.out.println(“复印书籍：” + book1.getName() + “，第 " + 1 + " 本”); for (int i = 2; i <= 10; i ++) { Book2 book2 = (Book2) book1.clone(); System.out.println(“复印书籍：” + book2.getName() + “，第 " + i + " 本”); } }}/** * 抽象类 /abstract class Book2 implements Cloneable { private String name; private String author; private String type; private String content; public Book2(String name, String author, String type, String content) { this.name = name; this.author = author; this.type = type; this.content = content; System.out.println(“实例化书籍：” + this.name); } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getAuthor() { return author; } public void setAuthor(String author) { this.author = author; } public String getType() { return type; } public void setType(String type) { this.type = type; } public String getContent() { return content; } public void setContent(String content) { this.content = content; } @Override protected Object clone() { try { return super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return null; }}/* * 具体类 */class ConcreteBook extends Book2 { public ConcreteBook(String name, String author, String type, String content) { super(name, author, type, content); }}打印结果：实例化书籍：娱乐至死复印书籍：娱乐至死，第 1 本复印书籍：娱乐至死，第 2 本复印书籍：娱乐至死，第 3 本复印书籍：娱乐至死，第 4 本复印书籍：娱乐至死，第 5 本复印书籍：娱乐至死，第 6 本复印书籍：娱乐至死，第 7 本复印书籍：娱乐至死，第 8 本复印书籍：娱乐至死，第 9 本复印书籍：娱乐至死，第 10 本看，打印结果和第一次实现的结果完全不一样，这一次只实例化了一次，后面复印的书籍都没有实例化。我们看看代码的变化，代码中最最主要的就是 Book2 实现了 Cloneable 接口，这个接口有个 clone() 方法，通过实现这个方法，可以实现对象的拷贝，就是不用调用构造方法，直接通过对内存的拷贝来创建一个新的对象。这就是原型模式的实现方式，通过原型模式可以提高创建对象的效率。代码：Prototype Pattern总结通过原型模式，绕过构造方法创建对象，利用内存直接拷贝对象，提高对象的创建性效率。在有大量的对象创建或者类初始化消耗多资源的场景下可以利用原型模式来优化。当然在实现的过程中，要注意浅拷贝与深拷贝的问题，防止写出 bug，文章主要介绍原型模式，就不详细说这个问题了，留给大家去扩展了解。参考资料：《大话设计模式》、《Java设计模式》、《设计模式之禅》、《研磨设计模式》、《Head First 设计模式》推荐阅读：创建型模式：单例模式创建型模式：工厂方法创建型模式：抽象工厂创建型模式：原型模式公众号之设计模式系列文章希望文章对您有所帮助，设计模式系列会持续更新，感兴趣的同学可以关注公众号：LieBrother，第一时间获取文章推送阅读，也可以一起交流，交个朋友。 ...