创建型-原型模式

柔情只为你懂 2024-03-16 20:54 38阅读 0赞

使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。原型模式是一种对象创建型模式---百科。

通俗的说就是原型模式是一种创建型设计模式，**指定某个对象（通过某种方式）得到一个新的对象，在内存中拥有新的地址**，得到的对象与原对象是是相互独立的，即得到跟原对象一样的对象

当我们需要两个一模一样的实例时，使用原型模式非常方便，如果不使用原型模式，按照构造函数的方式初始化对象，我们需要传两次一模一样的参数如：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>const dog = new BydCard('byd', '汉', '30w', '2023款')</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>const dog_copy = new BydCard('byd', '汉', '30w', '2023款')</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 使用原型模式</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>const dog_copy1 = Object.create(dog)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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## 实现思路 ##

通过目标对象得到一个全新的新对象，使新对象也具备跟目标对象一样的能力，这种一般思路有两种

1.  深拷贝
2.  指针引用：自身对象找不到，通过内部属性引用到目标对象上去找**类似链表结构的`next`指针**

其中大多数后台语言如java 有相关克隆接口规范，javaScript 是通过第二种方式来实现的。

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## javaScript 中的原型模式 ##

在原型模式下，当我们想要创建一个对象时，会先找到一个对象作为原型，然后通过**克隆原型**的方式来创建出一个与原型一样（**共享一套数据/方法**）的对象。在 JavaScript 里，**`Object.create`**方法就是**原型模式的天然实现**——准确地说，**只要我们还在借助****Prototype****来实现对象的创建和原型的继承，那么我们就是在应用原型模式。**

有的设计模式资料中会强调，原型模式就是拷贝出一个新对象，认为在 JavaScript 类里实现了**深拷贝**方法才算是应用了原型模式。事实上在 JavaScript 中，通过指针的方式也可以得到目标对象、属性、方法的共享。克隆（深度拷贝）是实现这个目的的方法，但不是唯一的方法，也不是javaScript 的目的。

通过指针来引用，然后**动态执行的时候绑定上下文 `this`**，这样就不会造成实例之间的错乱，我觉得这也是`this` 被设计成动态绑定的原因之一。

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## 原型模式-编程范式 ##

原型模式不仅是一种设计模式，它还是一种`编程范式`（programming paradigm），是 JavaScript **面向对象系统实现的根基**，原型编程范式的体现就是**基于原型链的继承**。即便现在`es6+` 推出了class 关键字，支持了类的写法。引入的 JavaScript 类本质上还是基于原型的继承的**语法糖(**class 只是一个语法糖**)**。类语法不会为 JavaScript 引入新的面向对象的继承模型。 当我们尝试用 class 去定义一个 Dog 类时：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>class Dog { </code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>constructor(name ,age) { </code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>this.name = name</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>this.age = age</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>}</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>eat() { </code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log('肉骨头真好吃')</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>}</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>}</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

其实完全等价于写了这么一个构造函数:

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>function Dog(name, age) { </code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>this.name = name</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>this.age = age</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>}</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>Dog.prototype.eat = function() { </code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log('肉骨头真好吃')</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>}</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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## 原型链核心点 ##

每个构造函数都拥有一个`prototype`属性，它指向构造函数的`原型对象`，这个原型对象中有一个 `constructor` 属性指回构造函数；每个实例都有一个内部属性`__proto__`属性，当我们使用构造函数去创建实例时，实例的`__proto__`属性就会指向构造函数的原型对象。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 输出"肉骨头真好吃"</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>dog.eat()</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 输出"[object Object]"</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>dog.toString()</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

明明没有在 dog 实例里手动定义 `eat` 方法和 `toString` 方法，它们还是被成功地调用了。**这是因为当我试图访问一个 JavaScript 实例的属性、方法时，它首先搜索这个实例本身；当发现实例没有定义对应的属性、方法时，它会转而去搜索实例的原型对象；如果原型对象中也搜索不到，它就去搜索原型对象的原型对象，这个搜索的链表就叫做****原型链。**

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Object 是所有的基类，其中`Object.prototype`指向null，这样原型链就有终点了，而不是无脑的一直下去。

`原型链其他关键点：`

1.  所有函数（普通函数，构造函数，内置的函数）都是内置函数（类）`Function` 的实例，所以存在`函数.__proto__`**`=== Function.prototype` 所有函数都可以直接调用Function原型上的方法**(`call / apply /bind`)
2.  **Function 确实很厉害**，他不仅是函数的类，还是自己的类。函数是Function 的实例，**Function 也是Function 的实例** **`Object.__proto__ === Function.prototype`**， **`Function.__proto__===Function.prototype`**
3.  对象的原型链最终指向`Object.prototype`, `object.prototype._proto_` 指向null

如下代码验证了这些结论：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>function sayHi () { </code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// console.log('hello joel')</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>}</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 所有函数都是Function 的实例即函数也是对象,</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 所以存在函数.__proto__ === Function.prototype</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(sayHi.__proto__ === Function.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Object.__proto__ === Function.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(String.__proto__ === Function.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Array.__proto__ === Function.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Number.__proto__ === Function.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Symbol.__proto__ === Function.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// Function.prototype 内部属性又指向Object的原型对象</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Function.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// Function 也是Function 的实例</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Function.__proto__ === Function.prototype)</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 对象最终指向object的原型</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(new sayHi().__proto__ instanceof Object) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(new sayHi().__proto__ === sayHi.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Array.prototype.__proto__ === Object.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(Object.__proto__.__proto__ === Object.prototype) // true</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 内置的array,string,number,object 等都是构造函数，同时也是对象</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(typeof Array) // function</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>console.log(typeof Object) // function</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>// 通过原型链找到object.prototype 上的方法</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>sayHi.valueOf() </code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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## 小结 ##

1.  原型是 JavaScript **面向对象系统实现的根基，在这里更像是一种编程范式**
2.  在JavaScript 中原型模式无处不在，只要使用原型的模型创建对象就是在使用**原型模式**

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>Object.__proto__ === Function.prototype</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>Function.__proto__=== Function.prototype</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>Function.prototype.__proto__ === Object.prototype</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><code>Object.prototype.__prto__ === null</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[Link 1]: https://www.cnblogs.com/longbensong/p/17198551.html#_labelTop
[445ff3bbb45d56c9dcdb48098a45c54b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/9f6c5b9663ed441f901d5b6ffce6c181.png