[Day -26] 原型、繼承和原型鍊

2023 iThome 鐵人賽

DAY 26

自我挑戰組

重新複習JavaScript系列第 26 篇

15th鐵人賽

jeff

2023-09-26 09:44:09

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這是一個我一直沒有搞懂的主題，我也不曉得會分成幾篇，但我會盡力把他搞懂！！！

Class 與物件導向

還記得剛開始學JavaScript時，看到很多文章都在說ES6 的 class 也只是語法糖而已，那時候就在想：

有沒有class有差嗎？我學習到現在都沒有用到過，為什麼很多文章都在強調class呢？

直到我看到了<<JS 原力覺醒>>裡的介紹才知道。

以下內容節錄<<JS 原力覺醒>>的原型章節：

在物件導向語言裡面，類別（class）定義了描述某件事或某個功能的基本概念，就像一件商品或是建築物的設計圖ㄧ樣；而物件（object）則是透過類別裡所描述的的概念實現出來的東西，對比於建築設計圖，就是建築物：

類別（class） ←→ 建築設計圖
物件（object） ←→ 建築物

這是一個非常粗淺的描述，這裡提出是為了讓跟我一樣有同樣疑惑的人了解。

那JavaScript是物件導向（OOT）的語言嗎？嚴格來說不完全正確。

更準確的說法應該是：JavaScript是物件原型導向（ Object-Prototype Oriented ）的語言。

雖然JavaScript支持許多物件導向的概念，如封裝、繼承和多態，但它的實現方式與物件導向語言不同。

JavaScript不是使用類（class）和類繼承，而是使用一種名為「建構式函式（constructor functions）」的函式來定義 object 和它們的特色。

透過建構式函式，你可以更有效率地根據需要創建多個物件。因此，在JavaScript中，每個物件都有一個隱藏的屬性稱為[[ Prototype ]]，它可以用來共享屬性和方法，或者進行物件之間的複製。

Inheritance（繼承）

繼承的意思簡單來說就是指：

一個物件可以提取到其他物件中的屬性或方法（One object gets access to the properties and methods of another object.）。

繼承可以分成兩種，一種是 classical inheritance，這種方式用在 C# 或 JAVA 當中；另一種則是 JavaScript 所使用的，是屬於 prototypal inheritance。

建構式函式（Constructor Functions）

先簡單介紹建構式函示，下一篇章會有完整介紹。

建構式函式是一種特殊的function，它是用於創建object 的模板，我們可以使用它來創建具有相似屬性和方法的 object 。通常建構式函式的命名都是以大寫字母為開頭，以區分普通的function。

function Person (){
  this.firstName = 'John';
  this.lastName = 'Doe';
}

var john = new Person();
console.log(john);

我們看一下輸出：

透過 new 它會幫我們建立一個物件，然後在Person這個function裡面有了屬性名稱跟屬性值。

物件原型導向（ Object-Prototype Oriented ）

在JavaScript中，每個 object 都有一個被稱為[[ Prototype ]] 的隱藏屬性，它指向一個 object，而這個object 我們稱之為 prototype object（原型物件），它裡面包含了一些可以共享的屬性和方法。

因此所有JavaScript的 object都可以從prototype object中繼承屬性和方法，而prototype object本身可能又會有有屬於它的prototype object，而這就是我們所稱的「原型鏈（prototype chain）」。

prototype chain(原型鍊)

由於 JavaScript 使用的是 prototypal inheritance，所以必然會包含原型（prototype）的概念，讓我們看一下下面這張圖：

假設我們現在有一個object ，就稱作 obj ，而這個object 包含一個屬性（property），我們稱作 prop1。

如果現在我們想要prop1的屬性值，我只要使用 obj.prop1 的方式就可以直接讀取到 prop1的屬性值。

在前面有提到，JavaScript 裡會有一些預設的屬性和方法，因此所有的object 和 function 都有包含 prototype 這個屬性，現在我們把 prototype 叫做 proto。

這當我們打上 obj.prop2 時，JavaScript 引擎會先在 obj 這個object 的屬性裡去尋找有沒有叫作 prop2 的屬性，如果它找不到，這時候它就會再進一步往該object 的 proto 裡面去尋找。

如果打成obj.proto.prop2相信大家會比較了解，但因為prototype chain的特性我們不需要這樣打。

每一個object 裡面都包含一個 prototype，因此如果我要找prop3的話也是只要打上obj.prop3就可以了，JavaScript一樣會照上面的步驟執行。

這個從object 本身往 proto 尋找下去的鍊我們就稱作「原型鍊（prototype chain）」。

P.S.它會一直找下去直到某個對象的原型為 null 為止（也就是不再有原型指向）。

範例

我們用實際例子來加強印象：

（這個例子只是為了用來說明 prototype chain 的概念，寫code時千萬不要使用這樣的方式，因為會有效能上的問題！！！）

var person = {
    firstname: 'Default',
    lastname: 'Default',
    getFullName: function() {
        return this.firstname + ' ' + this.lastname;  
    }
}

var john = {
    firstname: 'John',
    lastname: 'Doe'
}

剛剛的講解讓我們知道所有的物件裡面都會包含原型（prototype）這個物件，在 JavaScript 中這個物件的名稱為 __proto__。

因此，我們做以下的步驟：

john.__proto__ = person;
console.log(john.getFullName());
console.log(john.firstname);

首先，我們讓john 這個物件就繼承了 person 物件。

如果原本 john 這個物件中找不到這個屬性名稱或方法時，JavaScript 引擎就會到 __proto__ 裡面去找，因此第二行的code就會輸出：John Doe。

那如果他直接在john 這個物件中找到這個屬性名稱或方法時，JavaScript 引擎就不會到 __proto__ 裡面去找，因此第三行的code就會輸出：John。

再往下走，如果這時候我在加一個新的物件：

var jane = {
    firstname: 'Jane'   
}

jane.__proto__ = person;
console.log(jane.getFullName());

輸出會是：

Jane Default

和你想的一樣吧!

因為在 Jane 這個物件裡只有 firstName 這個屬性，所以當JavaScript 引擎要尋找 getFullName() 這個方法時就會去 __proto__ 去找，而這時候的this是指向Jane（因為是Jane這個object發起調用的），因此他找到了Jane，但Jane這個object沒有lastname，因此他去看了prototype並在那裡找到了lastname，所以我們得到了這個答案！

因此，在 JavaScript 當中，所有的東西（字串、數值、布林值、函式、陣列、物件…）的 prototype 最後都是物件！