深入理解 new 操作符


和其他高級語言一樣 JavaScript 也有 new 操作符,我們知道 new 可以用來實例化一個類,從而在內存中分配一個實例對象。 但在 JavaScript 中,萬物皆對象,為什么還要通過 new 來產生對象? 帶着這個問題,我們一步步來分析和理解 new 的一些特性:

認識 new 操作符

function Animal(name){
    this.name = name;
}
 Animal.color = "black";
 Animal.prototype.say = function(){
    console.log("I'm " + this.name);
 };
 var cat = new Animal("cat");

 console.log(
     cat.name,  //cat
     cat.height //undefined
 );
 cat.say(); //I'm cat

 console.log(
     Animal.name, //Animal
     Animal.color //back
 );
 Animal.say(); //Animal.say is not a function

代碼解讀如下:

  L1-3: 創建了一個函數Animal,並在其 this 上定義了屬性:name,name的值是函數被執行時的形參。

  L4 : 在 Animal 對象(Animal本身是一個函數對象)上定義了一個靜態屬性:color,並賦值“black”

  L5-7:在 Animal 函數的原型對象 prototype 上定義了一個 say() 方法,say方法輸出了 this 的 name 值。

  L8: 通過 new 關鍵字創建了一個新對象 cat

  L10-14: cat 對象嘗試訪問 name 和 color 屬性,並調用 say 方法。

  L16-20: Animal 對象嘗試訪問 name 和 color 屬性,並調用 say 方法。

剖析 new 的內部原理

 第8行代碼是關鍵: 

var cat = new Animal("cat");

Animal 本身是一個普通函數,但當通過new來創建對象時,Animal 就是構造函數。

JS引擎執行這句代碼時,在內部做了很多工作,用偽代碼模擬其內部流程如下:

new Animal('cat') = {
    var obj = {};
    obj.__proto__ = Animal.prototype;
    var result = Animal.call(obj,"cat");
    return typeof result === 'object'? result : obj;
}

將上述流程分為 4 個步驟來理解:

【1】創建一個空對象 obj;

【2】把 obj 的__proto__ 指向構造函數 Animal 的原型對象 prototype,此時便建立了 obj 對象的原型鏈:obj->Animal.prototype->Object.prototype->null

【3】在 obj 對象的執行環境調用 Animal 函數並傳遞參數 “ cat ” 。 相當於 var result = obj.Animal("cat")。

         當這句執行完之后,obj 便產生了屬性 name 並賦值為 "cat"。關於 call 的用法請參考:深入理解 call、apply 和 bind

【4】考察第 3 步的返回值,如果無返回值 或者 返回一個非對象值,則將 obj 作為新對象返回;否則會將 result 作為新對象返回。

根據以上過程,我們發現 cat 其實就是【4】的返回值,因此我們對 cat 對象的認知就多了一些:

  • cat 的原型鏈是:cat->Animal.prototype->Object.prototype->null
  • cat上新增了一個屬性:name

分析完了 cat 的產生過程,我們再分析一下輸出結果:

  • cat.name - 在【3】中,obj 對象就產生了 name 屬性。因此 cat.name 就是這里的 obj.name
  • cat.color - cat 對象先查找自身的 color,沒有找到便會沿着原型鏈查找,在上述例子中,我們僅在 Animal 對象上定義了 color,並沒有在其原型鏈上定義,因此找不到。
  • cat.say -  cat會先查找自身的 say 方法,沒有找到便會沿着原型鏈查找,在上述例子中,我們在 Animal 的 prototype 上定義了say,因此在原型鏈上找到了say 方法。

另外,在 say 方法中還訪問 this.name,這里的 this 指的是其調用者 obj,因此輸出的是 obj.name 的值。

對於Animal來說,它本身也是一個對象,因此它在訪問屬性和方法時也遵守上述查找規則,所以:

  • Animal.color >  " black "
  • Animal.name >  " Animal " 
  • Animal.say() >   Animal.say is not a function

需要注意的是,Animal 先查找自身的 name,找到了 name,但這個 name 並不是我們定義的 name,而是函數對象內置的屬性,一般情況下,函數對象在產生時會內置 name 屬性並將函數名作為賦值(僅函數對象)。

另外,Animal 在自身沒有找到 say() 方法,也會沿着其原型鏈查找,Animal 的原型鏈如下所示:

 Animal 的原型鏈: Animal->Function.prototype->Object.prototype->null

 由於 Animal 的原型鏈上也沒有定義 say 方法,因此返回異常提示。

探索 new 的意義

對 new 運算符有了較深入的理解之后,我們再回到開篇提到的問題:在JavaScript 中,萬物皆對象,為什么還要通過 new 來產生對象?

要弄明白這個問題,我們首先要搞清楚 cat 和 Animal 的關系:

【1】cat 繼承了 Animal 對象

通過上面的分析我們發現, cat 通過原型鏈繼承了 Animal 中的部分屬性,因此我們可以簡單的認為:Animal 和 cat 是繼承關系。

【2】cat 是 Animal 的實例

cat 是通過 new 產生的對象,那么 cat 到底是不是 Animal 的實例對象? 我們先來了解一下JS是如何來定義實例對象

A instanceof B

如果上述表達式為 true,JavaScript 認為 A 是 B 的實例對象,我們用這個方法來判斷一下 cat 和 Animal 。

cat instanceof Animal; //true

從結果看,cat 確實是 Animal 實例,要想更加證實這個結果,我們再來了解一下 instanceof 的內部原理:

var L = A.__proto__;
var R = B.prototype;
if(L === R)
    return true;

如果 A 的__proto__ 等價於 B 的 prototype,就返回 true 。

在 new 的執行過程【2】中,cat 的 __proto__ 指向了Animal 的 prototype,所以 cat 和 Animal 符合 instanceof 的判斷結果。

因此,通過 new 創建的 對象 和 構造函數 之間建立了一條原型鏈,原型鏈的建立,讓原本孤立的對象有了依賴關系和繼承能力,讓JavaScript 對象能以更合適的方式來映射真實世界里的對象,這是面向對象的本質。

實戰演練 

下面是一個經典例子,涉及 new 、this、以及原型鏈相關問題,請看代碼:

function Foo(){
    getName = function(){
        console.log(1)
    }
    return this;
}
Foo.getName = function(){
    console.log(2)
}
Foo.prototype.getName = function(){
    console.log(3)
}
var getName = function(){
    console.log(4)
}
function getName(){
    console.log(5)
}
// ouput:
Foo.getName(); 
getName(); 
Foo().getName(); 
getName(); 
new Foo.getName(); 
new Foo().getName(); 
new new Foo().getName();

    

原創發布 by @一像素  2015.12

 


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