prototype 对象

面向对象编程很重要的一个方面，就是对象的继承。A 对象通过继承 B 对象，就能直接拥有 B 对象的所有属性和方法。这对于代码的复用是非常有用的。

大部分面向对象的编程语言，都是通过“类”（class）来实现对象的继承。JavaScript 语言的继承则是通过“原型对象”（prototype）

1.原型对象概述

1.1 构造函数的缺点

JavaScript 通过构造函数生成新对象，因此构造函数可以视为对象的模板。实例对象的属性和方法，可以定义在构造函数内部。

function Cat (name, color) {
  this.name = name;
  this.color = color;
}

var cat1 = new Cat('大毛', '白色');

cat1.name // '大毛'
cat1.color // '白色'

上面代码中，Cat函数是一个构造函数，函数内部定义了name属性和color属性，所有实例对象（上例是cat1）都会生成这两个属性，即这两个属性会定义在实例对象上面。

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

上面代码中，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。也就是说，每新建一个实例，就会新建一个meow方法。这既没有必要，又浪费系统资源，因为所有meow方法都是同样的行为，完全应该共享。

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。

下面，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。

function f() {}
typeof f.prototype // "object"

上面代码中，函数f默认具有prototype属性，指向一个对象。

对于普通函数来说，该属性基本无用。但是，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'

上面代码中，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。

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。

Animal.prototype.color = 'yellow';

cat1.color // "yellow"
cat2.color // "yellow"

上面代码中，原型对象的color属性的值变为yellow，两个实例对象的color属性立刻跟着变了。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。

cat1.color = 'black';

cat1.color // 'black'
cat2.color // 'yellow'
Animal.prototype.color // 'yellow';

上面代码中，实例对象cat1的color属性改为black，就使得它不再去原型对象读取color属性，后者的值依然为yellow。

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。

Animal.prototype.walk = function () {
  console.log(this.name + ' is walking');
};

上面代码中，Animal.prototype对象上面定义了一个walk方法，这个方法将可以在所有Animal实例对象上面调用。

（4）绑定回调函数的对象

前面的按钮点击事件的例子，可以改写如下。

var o = new Object();

o.f = function () {
  console.log(this === o);
}

var f = function (){
  o.f.apply(o);
  // 或者 o.f.call(o);
};

// jQuery 的写法
$('#button').on('click', f);

上面代码中，点击按钮以后，控制台将会显示true。由于apply方法（或者call方法）不仅绑定函数执行时所在的对象，还会立即执行函数，因此不得不把绑定语句写在一个函数体内。更简洁的写法是采用下面介绍的bind方法。

4.3 Function.prototype.bind()

bind方法用于将函数体内的this绑定到某个对象，然后返回一个新函数。

var d = new Date();
d.getTime() // 1481869925657

var print = d.getTime;
print() // Uncaught TypeError: this is not a Date object.

面代码中，我们将d.getTime方法赋给变量print，然后调用print就报错了。这是因为getTime方法内部的this，绑定Date对象的实例，赋给变量print以后，内部的this已经不指向Date对象的实例了。

bind方法可以解决这个问题。

var print = d.getTime.bind(d);
print() // 1481869925657

bind方法的参数就是所要绑定this的对象，下面是一个更清晰的例子。

var counter = {
  count: 0,
  inc: function () {
    this.count++;
  }
};

var func = counter.inc.bind(counter);
func();
counter.count // 1

上面代码中，counter.inc方法被赋值给变量func。这时必须用bind方法将inc内部的this，绑定到counter，否则就会出错。

this绑定到其他对象也是可以的。

var counter = {
  count: 0,
  inc: function () {
    this.count++;
  }
};

var obj = {
  count: 100
};
var func = counter.inc.bind(obj);
func();
obj.count // 101

上面代码中，bind方法将inc方法内部的this，绑定到obj对象。结果调用func函数以后，递增的就是obj内部的count属性。

bind还可以接受更多的参数，将这些参数绑定原函数的参数。

var add = function (x, y) {
  return x * this.m + y * this.n;
}

var obj = {
  m: 2,
  n: 2
};

var newAdd = add.bind(obj, 5);
newAdd(5) // 20

上面代码中，bind方法除了绑定this对象，还将add函数的第一个参数x绑定成5，然后返回一个新函数newAdd，这个函数只要再接受一个参数y就能运行了。

如果bind方法的第一个参数是null或undefined，等于将this绑定到全局对象，函数运行时this指向顶层对象（浏览器为window)。

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

var plus5 = add.bind(null, 5);
plus5(10) // 15

注意：

上面代码中，函数add内部并没有this，使用bind方法的主要目的是绑定参数x，以后每次运行新函数plus5，就只需要提供另一个参数y就够了。而且因为add内部没有this，所以bind的第一个参数是null，不过这里如果是其他对象，也没有影响。

bind方法有一些使用注意点。

（1）每一次返回一个新函数

bind方法每运行一次，就返回一个新函数，这会产生一些问题。比如，监听事件的时候，不能写成下面这样。

element.addEventListener('click', o.m.bind(o));

上面代码中，click事件绑定bind方法生成的一个匿名函数。这样会导致无法取消绑定，所以，下面的代码是无效的。

element.removeEventListener('click', o.m.bind(o));

正确的方法是写成下面这样：

var listener = o.m.bind(o);
element.addEventListener('click', listener);
//  ...
element.removeEventListener('click', listener);

（2）结合回调函数使用

回调函数是 JavaScript 最常用的模式之一，但是一个常见的错误是，将包含this的方法直接当作回调函数。解决方法就是使用bind方法，将counter.inc绑定counter。

var counter = {
  count: 0,
  inc: function () {
    'use strict';
    this.count++;
  }
};

function callIt(callback) {
  callback();
}

callIt(counter.inc.bind(counter));
counter.count // 1

上面代码中，callIt方法会调用回调函数。这时如果直接把counter.inc传入，调用时counter.inc内部的this就会指向全局对象。使用bind方法将counter.inc绑定counter以后，就不会有这个问题，this总是指向counter。

还有一种情况比较隐蔽，就是某些数组方法可以接受一个函数当作参数。这些函数内部的this指向，很可能也会出错。

var obj = {
  name: '张三',
  times: [1, 2, 3],
  print: function () {
    this.times.forEach(function (n) {
      console.log(this.name);
    });
  }
};

obj.print()
// 没有任何输出

上面代码中，obj.print内部this.times的this是指向obj的，这个没有问题。但是，forEach方法的回调函数内部的this.name却是指向全局对象，导致没有办法取到值。稍微改动一下，就可以看得更清楚。

obj.print = function () {
  this.times.forEach(function (n) {
    console.log(this === window);
  });
};

obj.print()
// true
// true
// true

解决这个问题，也是通过bind方法绑定this。

obj.print = function () {
  this.times.forEach(function (n) {
    console.log(this.name);
  }.bind(this));
};

obj.print()
// 张三
// 张三
// 张三

（3）结合call方法使用

利用bind方法，可以改写一些 JavaScript 原生方法的使用形式，以数组的slice方法为例。

[1, 2, 3].slice(0, 1) // [1]
// 等同于
Array.prototype.slice.call([1, 2, 3], 0, 1) // [1]

上面的代码中，数组的slice方法从[1, 2, 3]里面，按照指定位置和长度切分出另一个数组。这样做的本质是在[1, 2, 3]上面调用Array.prototype.slice方法，因此可以用call方法表达这个过程，得到同样的结果。

call方法实质上是调用Function.prototype.call方法，因此上面的表达式可以用bind方法改写。

var slice = Function.prototype.call.bind(Array.prototype.slice);
slice([1, 2, 3], 0, 1) // [1]

上面代码的含义就是，将Array.prototype.slice变成Function.prototype.call方法所在的对象，调用时就变成了Array.prototype.slice.call。类似的写法还可以用于其他数组方法。

var push = Function.prototype.call.bind(Array.prototype.push);
var pop = Function.prototype.call.bind(Array.prototype.pop);

var a = [1 ,2 ,3];
push(a, 4)
a // [1, 2, 3, 4]

pop(a)
a // [1, 2, 3]

如果再进一步，将Function.prototype.call方法绑定到Function.prototype.bind对象，就意味着bind的调用形式也可以被改写。

function f() {
  console.log(this.v);
}

var o = { v: 123 };
var bind = Function.prototype.call.bind(Function.prototype.bind);
bind(f, o)() // 123

上面代码的含义就是，将Function.prototype.bind方法绑定在Function.prototype.call上面，所以bind方法就可以直接使用，不需要在函数实例上使用。

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