JavaScript的原型继承详解
JavaScript中的原型继承是一种独特而强大的机制，使得它与其他面向对象的编程语言有所不同。我们将深入JavaScript的原型继承，其工作原理和不同的实现方式。
JavaScript是一门基于对象的语言，意味着一切皆对象。其核心的三大特性包括封装、继承和多态。其中，继承是创建新对象并继承现有对象属性和方法的重要方式。不同于其他语言如C++的类继承，JavaScript的继承是基于原型的。
那么，什么是原型呢？原型可以看作是一个模板，一个对象可以根据这个模板来创建并继承其属性和方法。在JavaScript中，每个对象都有一个内部属性指向它的原型对象。当试图访问对象的某个属性时，如果该对象内部不存在这个属性，那么JavaScript会沿着原型链向上查找，直到找到该属性或到达原型链的顶端。
以一个简单的Animal对象为例，我们可以为其定义属性和方法。通过修改对象的prototype属性，我们可以为所有实例添加新的方法。例如，如果我们给Animal的原型添加了一个setName方法，那么所有Animal的实例都会拥有这个方法。
关于JavaScript的原型继承，有三种主要的实现方式：构造复制、写时复制和读遍历。构造复制是在创建实例时从原型复制出一个新的实例，这种方式虽然简单但内存消耗较大。写时复制是在第一次写对象的属性时复制一个原型的映像，之后的读写操作都在这个映像上进行，内存使用相对经济一些。读遍历则是仅在写操作时创建成员列表，读取时沿着原型链查找，这是性能最优的方式。
对于熟悉C++的读者来说，可能会疑惑JavaScript中没有class关键字和显式的构造函数怎么办。实际上，JavaScript通过构造器来模拟构造函数的功能。构造器是一个特殊的函数，用于初始化新创建的对象。虽然JavaScript中没有显式的构造函数关键字，但我们可以通过特定的命名习惯来识别构造器函数。
JavaScript的原型继承是一种强大的机制，允许我们创建和共享对象之间的属性和方法。通过深入理解原型和继承的工作原理，我们可以更好地利用这一机制来构建高效且可维护的JavaScript应用程序。希望这篇文章能够帮助你更好地理解JavaScript的原型继承机制。在JavaScript中，当我们使用`new`运算符创建对象时，实际上已经调用了构造器，并将`this`绑定到了新创建的对象上。让我们先来看一个简单的例子。
假设我们有如下的代码：
```javascript
var animal = Animal("wangwang");
```
在这里，`animal`将会是`undefined`，这是因为我们没有使用`new`关键字来调用`Animal`函数。如果不使用`new`，`this`将默认指向全局对象（在浏览器环境中通常是`window`），因此上述代码实际上是在全局对象上添加了一个名为`name`的属性，而不是创建一个新的对象。
为了解决这个问题，我们可以在`Animal`函数内部进行检查，如果函数没有被`new`关键字调用，则自动使用`new`调用自身：
```javascript
function Animal(name) {
if(!(this instanceof Animal)) {
return new Animal(name);
}
this.name = name;
}
```
这样，无论用户是否使用`new`关键字，都能正确地创建`Animal`的实例。
在JavaScript中，每个函数都有一个`prototype`属性，这个属性是一个指向原型对象的指针。当我们创建一个新的对象时，该对象的内部会包含一个指向其构造函数的原型的链接。通过原型，实现了对象的继承。让我们来看一下如何实现基于原型的继承。
假设我们有两个函数：`Animal`和`Dog`。我们希望让Dog继承Animal的功能。一种常见的方法是让Dog的原型指向一个新的Animal实例：
```javascript
function Animal(name) {
this.name = name;
}
function Dog(age) {
this.age = age;
}
Dog.prototype = new Animal("wangwang"); // 让Dog继承Animal的功能
```
这样，当我们创建一个新的Dog实例时，它不仅可以访问自己的属性，还可以通过原型链访问Animal的属性和方法。这种方式会使得Dog的原型构造函数指向Animal，我们可以通过设置Dog.prototype.constructor = Dog来修正这个问题。修正后的代码如下：
```javascript
function Animal(name) {
this.name = name;
}
function Dog(age) {
this.age = age;
}
Dog.prototype = new Animal("wangwang"); // 让Dog继承Animal的功能
Dog.prototype.constructor = Dog; // 设置构造器指向Dog函数本身
```现在，当我们创建一个新的Dog实例时，使用instanceof操作符可以得到正确的结果：dog instanceof Animal会返回false，而dog instanceof Dog会返回true。这样我们就成功地实现了基于原型的继承。原型链的维护在JavaScript编程中是一个重要的概念。下面，我们将详细阐述一种基于原型链的继承方法，同时分析其优点和缺点。
这种方法主要是通过拷贝原型来实现继承。具体来说，我们创建一个新的子类，并将父类的原型赋值给子类的原型。这样，子类就可以继承父类的属性和方法了。这种方法的好处在于无需实例化对象，从而节省了资源。它的弊端也同样明显。
这种方法会导致子类的constructor指向父类。在面向对象编程中，一个对象的实例的constructor应该指向该对象本身，而不是父类。这种情况违背了构造器的初衷，可能会导致一些预期之外的问题。通过这种方法实现的继承只能复制父类原型上声明的属性和方法，而无法复制父类实例的属性和方法。这就意味着，如果父类有一些实例特有的属性或方法，这些方法并不会被子类继承。这种方法的一个最大问题是，对子类原型的任何修改都会影响到所有使用该原型的对象实例，包括父类的实例。这无疑增加了维护复杂性和潜在的风险。
接下来，我们深入理解一下原型链的概念。在JavaScript中，每个对象都有一个内部原型链，这个原型链指向的是该对象的原型对象。每个构造函数都有一个prototype属性，这个属性指向的是构造函数的原型对象。当一个对象需要访问一个属性时，如果该对象自身没有这个属性，那么JavaScript就会在对象的原型链上寻找这个属性。这就是原型链的工作机制。
解决方案：原型链与构造器的微妙关系
在JavaScript中，我们经常使用原型链和构造器来创建和管理对象。当我们尝试对原型进行某些操作，尤其是更改构造器时，往往会面临一些挑战。
我们先看一段代码示例：`Dog.prototype = new Animal("wangwang"); Dog.prototype.constructor = Dog;` 这段代码看起来似乎没有问题，但实际上它带来了新的问题。因为通过这种方式，我们无法回溯原型链找到父对象，因为内部原型链的`.proto`属性是不可访问的。这给我们的编程工作带来了困扰。
我们还有一个解决方案，那就是保持原型的构造器属性不变，而在子类构造器函数内初始化实例的构造器属性。以下是具体的代码实现：
```javascript
function Dog(age) {
this.constructor = arguments.callee; //设置当前函数的constructor属性为本函数本身
this.age = age; //设置Dog对象的age属性
}
Dog.prototype = new Animal("wangwang"); //设置Dog的原型为Animal的一个实例
```