Всичко, което трябва да знаете, за да разберете прототипа на JavaScript

През повечето време прототипът на JavaScript обърква хората, които току-що са започнали да учат JavaScript - особено ако са от C ++ или Java фон.

В JavaScript наследяването работи малко по-различно в сравнение със C ++ или Java. Наследяването на JavaScript е по-широко известно като „прототипно наследяване“.

Нещата стават по-трудни за разбиране, когато срещнете classи JavaScript. Новият classсинтаксис изглежда подобен на C ++ или Java, но в действителност работи по различен начин.

В тази статия ще се опитаме да разберем „прототипно наследяване“ в JavaScript. Ние също така разглеждаме новия classсинтаксис и се опитваме да разберем какво всъщност е това. Така че нека да започнем.

Първо, ще започнем със старата училищна JavaScript функция и прототип.

Разбиране на необходимостта от прототип

Ако някога сте работили с JavaScript масиви или обекти или низове, забелязали сте, че има няколко метода, които са достъпни по подразбиране.

Например:

var arr = [1,2,3,4];arr.reverse(); // returns [4,3,2,1]
var obj = {id: 1, value: "Some value"};obj.hasOwnProperty('id'); // returns true
var str = "Hello World";str.indexOf('W'); // returns 6

Замисляли ли сте се откъде идват тези методи? Не сте дефинирали тези методи сами.

Можете ли да определите свои собствени методи като този? Можете да кажете, че можете по този начин:

var arr = [1,2,3,4];arr.test = function() { return 'Hi';}arr.test(); // will return 'Hi'

Това ще работи, но само за тази променлива, наречена arr. Да предположим, че имаме друга променлива, наречена arr2тогава, arr2.test()ще изведе грешка “TypeError: arr2.test не е функция”.

И така, как тези методи стават достъпни за всеки екземпляр на масив / низ / обект? Можете ли да създадете свои собствени методи със същото поведение? Отговорът е да. Трябва да го направите по правилния начин. За да помогне с това, идва прототипът на JavaScript.

Нека първо видим откъде идват тези функции. Помислете за кодовия фрагмент по-долу:

var arr1 = [1,2,3,4];var arr2 = Array(1,2,3,4);

Създадохме два масива по два различни начина: arr1с литерални масиви и arr2с Arrayфункция конструктор. И двете са еквивалентни помежду си с някои разлики, които нямат значение за тази статия.

Сега стигаме до конструкторската функция Array- това е предварително дефинирана конструкторска функция в JavaScript. Ако отворите инструментите за разработчици на Chrome и отидете до конзолата и напишете console.log(Array.prototype)и натиснете enter, ще видите нещо като по-долу:

Там ще видите всички методи, за които се чудехме. Така че сега стигаме откъде идват тези функции. Чувствайте се свободни да опитате с String.prototypeи Object.prototype.

Нека създадем наша собствена проста конструкторска функция:

var foo = function(name) { this.myName = name; this.tellMyName = function() { console.log(this.myName); }}
var fooObj1 = new foo('James');fooObj1.tellMyName(); // will print Jamesvar fooObj2 = new foo('Mike');fooObj2.tellMyName(); // will print Mike

Можете ли да идентифицирате основен проблем с горния код? Проблемът е, че губим памет с горния подход. Имайте предвид, че методът tellMyNameе еднакъв за всеки екземпляр на foo. Всеки път, когато създаваме екземпляр на fooметода, в tellMyNameкрайна сметка заема място в паметта на системата. Ако tellMyNameе еднакво за всички инстанции, по-добре е да го държите на едно място и да накарате всички наши инстанции да се отнасят от това място. Нека да видим как да направим това.

var foo = function(name) { this.myName = name;}
foo.prototype.tellMyName = function() { console.log(this.myName);}
var fooObj1 = new foo('James');fooObj1.tellMyName(); // will print Jamesvar fooObj2 = new foo('Mike');fooObj2.tellMyName(); // will print Mike

Нека проверим разликата с горния подход и предишния подход. С горния подход, ако сте console.dir()екземпляри, ще видите нещо подобно:

Имайте предвид, че като свойство на екземплярите имаме само myname. tellMyNameе дефиниран под __proto__. Ще стигна до това __proto__след известно време. Най-важното е да се отбележи, че сравняването tellMyNameна двата случая дава оценка на истината. Сравнението на функциите в JavaScript оценява истината само ако техните препратки са еднакви. Това доказва, че tellMyNameне консумира допълнителна памет за множество екземпляри.

Нека да видим същото с предишния подход:

Имайте предвид, че това време tellMyNameсе определя като свойство на екземплярите. Вече не е под това __proto__. Също така имайте предвид, че този път сравняването на функциите оценява на false. Това е така, защото те са на две различни места в паметта и техните препратки са различни.

Надявам се, че вече разбирате необходимостта от prototype.

Сега нека разгледаме някои подробности за прототипа.

Всяка функция на JavaScript ще има prototypeсвойство, което е от типа обект. Можете да дефинирате собствените си свойства под prototype. Когато ще използвате функцията като конструктор, всички екземпляри от нея ще наследят свойства от prototypeобекта.

Сега нека да стигнем до този __proto__имот, който видяхте по-горе. Това __proto__е просто препратка към прототипния обект, от който екземплярът е наследил. Звучи сложно? Всъщност не е толкова сложно. Нека визуализираме това с пример.

Помислете за кода по-долу. Вече знаем, че създаването на масив с литерални масиви ще наследи свойства от Array.prototype.

var arr = [1, 2, 3, 4];

Това, което току-що казах по-горе е „ Това __proto__е просто препратка към прототипния обект, от който екземплярът е наследил “. Така arr.__proto__трябва да бъде същото с Array.prototype. Нека проверим това.

Сега не би трябвало да имаме достъп до прототипния обект с __proto__. Според MDN използването __proto__е силно обезкуражено и може да не се поддържа във всички браузъри. Правилният начин да направите това:

var arr = [1, 2, 3, 4];var prototypeOfArr = Object.getPrototypeOf(arr);prototypeOfArr === Array.prototype;prototypeOfArr === arr.__proto__;

Последният ред на горния кодов фрагмент показва това __proto__и Object.getPrototypeOfвръща същото.

Сега е време за почивка. Вземете кафе или каквото ви харесва и изпробвайте горните примери сами. След като сте готови, върнете се към тази статия и ние ще продължим.

Вериги на прототипи и наследяване

In Fig: 2 above, did you notice that there is another __proto__ inside the first __proto__ object? If not then scroll up a bit to Fig: 2. Have a look and come back here. We will now discuss what that is actually. That is known as prototype chaining.

In JavaScript, we achieve Inheritance with the help of prototype chaining.

Consider this example: We all understand the term “Vehicle”. A bus could be called as a vehicle. A car could be called a vehicle. A motorbike could be called a vehicle. Bus, car, and motorbike have some common properties that's why they are called vehicle. For example, they can move from one place to another. They have wheels. They have horns, etc.

Again bus, car, and motorbike can be of different types for example Mercedes, BMW, Honda, etc.

In the above illustration, Bus inherits some property from vehicle, and Mercedes Benz Bus inherits some property from bus. Similar is the case for Car and MotorBike.

Let's establish this relationship in JavaScript.

First, let's assume a few points for the sake of simplicity:

  1. All buses have 6 wheels
  2. Accelerating and Braking procedures are different across buses, cars, and motorbikes, but the same across all buses, all cars, and all motorbikes.
  3. All vehicles can blow the horn.
function Vehicle(vehicleType) { //Vehicle Constructor this.vehicleType = vehicleType;}
Vehicle.prototype.blowHorn = function () { console.log('Honk! Honk! Honk!'); // All Vehicle can blow Horn}
function Bus(make) { // Bus Constructor Vehicle.call(this, "Bus"); this.make = make}
Bus.prototype = Object.create(Vehicle.prototype); // Make Bus constructor inherit properties from Vehicle Prototype Object
Bus.prototype.noOfWheels = 6; // Let's assume all buses have 6 wheels
Bus.prototype.accelerator = function() { console.log('Accelerating Bus'); //Bus accelerator}
Bus.prototype.brake = function() { console.log('Braking Bus'); // Bus brake}
function Car(make) { Vehicle.call(this, "Car"); this.make = make;}
Car.prototype = Object.create(Vehicle.prototype);
Car.prototype.noOfWheels = 4;
Car.prototype.accelerator = function() { console.log('Accelerating Car');}
Car.prototype.brake = function() { console.log('Braking Car');}
function MotorBike(make) { Vehicle.call(this, "MotorBike"); this.make = make;}
MotorBike.prototype = Object.create(Vehicle.prototype);
MotorBike.prototype.noOfWheels = 2;
MotorBike.prototype.accelerator = function() { console.log('Accelerating MotorBike');}
MotorBike.prototype.brake = function() { console.log('Braking MotorBike');}
var myBus = new Bus('Mercedes');var myCar = new Car('BMW');var myMotorBike = new MotorBike('Honda');

Allow me to explain the above code snippet.

We have a Vehicle constructor which expects a vehicle type. As all vehicles can blow their horns, we have a blowHorn property in Vehicle's prototype.

As Bus is a vehicle it will inherit properties from Vehicle object.

We have assumed all buses will have 6 wheels and have the same accelerating and braking procedures. So we have noOfWheels, accelerator and brake property defined in Bus’s prototype.

Similar logic applies for Car and MotorBike.

Let’s go to Chrome Developer Tools -> Console and execute our code.

After execution, we will have 3 objects myBus, myCar, and myMotorBike.

Type console.dir(mybus) in the console and hit enter. Use the triangle icon to expand it and you will see something like below:

Under myBus we have properties make and vehicleType. Notice the value of __proto__ is prototype of Bus. All the properties of its prototype are available here: accelerator, brake, noOfWheels.

Now have a look that the first __proto__ object. This object has another __proto__ object as its property.

Under which we have blowHorn and constructor property.

Bus.prototype = Object.create(Vehicle.prototype);

Remember the line above? Object.create(Vehicle.prototype) will create an empty object whose prototype is Vehicle.prototype. We set this object as a prototype of Bus. For Vehicle.prototype we haven’t specified any prototype so by default it inherits from Object.prototype.

Let’s see the magic below:

We can access the make property as it is myBus's own property.

We can access the brake property from myBus's prototype.

We can access the blowHorn property from myBus's prototype’s prototype.

We can access the hasOwnProperty property from myBus's prototype’s prototype’s prototype. :)

This is called prototype chaining. Whenever you access a property of an object in JavaScript, it first checks if the property is available inside the object. If not it checks its prototype object. If it is there then good, you get the value of the property. Otherwise, it will check if the property exists in the prototype’s prototype, if not then again in the prototype’s prototype’s prototype and so on.

So how long it will check in this manner? It will stop if the property is found at any point or if the value of __proto__ at any point is null or undefined. Then it will throw an error to notify you that it was unable to find the property you were looking for.

This is how inheritance works in JavaScript with the help of prototype chaining.

Feel free to try the above example with myCar and myMotorBike.

As we know, in JavaScript everything is an object. You will find that for every instance, the prototype chain ends with Object.prototype.

The exception for the above rule is if you create an object with Object.create(null)

var obj = Object.create(null)

With the above code obj will be an empty object without any prototype.

For more information on Object.create check out the documentation on MDN.

Can you change the prototype object of an existing object? Yes, with Object.setPrototypeOf() you can. Check out the documentation in MDN.

Want to check if a property is the object’s own property? You already know how to do this.Object.hasOwnProperty will tell you if the property is coming from the object itself or from its prototype chain. Check out its documentation on MDN.

Note that __proto__ also referred to as [[Prototype]].

Сега е време за нова почивка. След като сте готови, върнете се към тази статия. След това ще продължим и обещавам, че това е последната част.

Разбиране на класовете в JavaScript

Според MDN:

JavaScript класовете, въведени в ECMAScript 2015, са предимно синтактична захар над съществуващото наследство, базирано на прототип на JavaScript. Синтаксисът на класа не въвежда нов обектно-ориентиран модел за наследяване в JavaScript.

Класовете в JavaScript ще осигурят по-добър синтаксис, за да постигнем това, което направихме по-по-изчистен начин. Нека първо разгледаме синтаксиса на класа.

class Myclass { constructor(name) { this.name = name; } tellMyName() { console.log(this.name) }}
const myObj = new Myclass("John");

constructorметод е специален вид метод. Той ще се изпълнява автоматично всеки път, когато създадете екземпляр от този клас. В тялото на вашия клас. constructorВъзможна е само една поява на .

The methods that you will define inside the class body will be moved to the prototype object.

If you want some property inside the instance you can define it in the constructor, as we did with this.name = name.

Let’s have a look into our myObj.

Note that we have the name property inside the instance that is myObj and the method tellMyName is in the prototype.

Consider the code snippet below:

class Myclass { constructor(firstName) { this.name = firstName; } tellMyName() { console.log(this.name) } lastName = "lewis";}
const myObj = new Myclass("John");

Let’s see the output:

See that lastName is moved into the instance instead of prototype. Only methods you that you declare inside the Class body will be moved to prototype. There is an exception though.

Consider the code snippet below:

class Myclass { constructor(firstName) { this.name = firstName; } tellMyName = () => { console.log(this.name) } lastName = "lewis";}
const myObj = new Myclass("John");

Output:

Note that tellMyName is now an arrow function, and it has been moved to the instance instead of prototype. So remember that arrow functions will always be moved to the instance, so use them carefully.

Let’s look into static class properties:

class Myclass { static welcome() { console.log("Hello World"); }}
Myclass.welcome();const myObj = new Myclass();myObj.welcome();

Output:

Static properties are something that you can access without creating an instance of the class. On the other hand, the instance will not have access to the static properties of a class.

So is static property a new concept that is available only with the class and not in the old school JavaScript? No, it’s there in old school JavaScript also. The old school method of achieving static property is:

function Myclass() {}Myclass.welcome = function() { console.log("Hello World");}

Now let’s have a look at how we can achieve inheritance with classes.

class Vehicle { constructor(type) { this.vehicleType= type; } blowHorn() { console.log("Honk! Honk! Honk!"); }}
class Bus extends Vehicle { constructor(make) { super("Bus"); this.make = make; } accelerator() { console.log('Accelerating Bus'); } brake() { console.log('Braking Bus'); }}
Bus.prototype.noOfWheels = 6;
const myBus = new Bus("Mercedes");

We inherit other classes using the extends keyword.

super() will simply execute the parent class’s constructor. If you are inheriting from other classes and you use the constructor in your child class, then you have to call super() inside the constructor of your child class otherwise it will throw an error.

We already know that if we define any property other than a normal function in the class body it will be moved to the instance instead of prototype. So we define noOfWheel on Bus.prototype.

Inside your class body if you want to execute parent class’s method you can do that using super.parentClassMethod().

Output:

The above output looks similar to our previous function based approach in Fig: 7.

Wrapping up

So should you use new class syntax or old constructor based syntax? I guess there is no definite answer to this question. It depends on your use case.

In this article, for the classes part I have just demonstrated how you can achieve prototypical inheritance classes. There is more to know about JavaScript classes, but that’s out of the scope of this article. Check out the documentation of classes on MDN. Or I will try to write an entire article on classes at some time.

If this article helped you in understanding prototypes, I would appreciate if you could applaud a little.

If you want me to write on some other topic, let me know in the responses.

You can also connect with me over LinkedIn.

Thank You for Reading. :)