1 什么是prototype

       JavaScript中對(duì)象的prototype屬性，可以返回對(duì)象類型原型的引用。這是一個(gè)相當(dāng)拗口的解釋，要理解它，先要正確理解對(duì)象類型(Type)以及原型(prototype)的概念。
        前面我們說，對(duì)象的類（Class）和對(duì)象實(shí)例（Instance）之間是一種“創(chuàng)建”關(guān)系，因此我們把“類”看作是對(duì)象特征的模型化，而對(duì)象看作是類特征的具體化，或者說，類(Class)是對(duì)象的一個(gè)類型(Type)。例如，在前面的例子中，p1和p2的類型都是Point，在JavaScript中，通過instanceof運(yùn)算符可以驗(yàn)證這一點(diǎn)：
        p1 instanceof Point
        p2 instanceof Point

        但是，Point不是p1和p2的唯一類型，因?yàn)閜1和p2都是對(duì)象，所以O(shè)bejct也是它們的類型，因?yàn)镺bject是比Point更加泛化的類，所以我們說，Obejct和Point之間有一種衍生關(guān)系，在后面我們會(huì)知道，這種關(guān)系被叫做“繼承”，它也是對(duì)象之間泛化關(guān)系的一個(gè)特例，是面向?qū)ο笾胁豢扇鄙俚囊环N基本關(guān)系。
        在面向?qū)ο箢I(lǐng)域里，實(shí)例與類型不是唯一的一對(duì)可描述的抽象關(guān)系，在JavaScript中，另外一種重要的抽象關(guān)系是類型(Type)與原型(prototype)。這種關(guān)系是一種更高層次的抽象關(guān)系，它恰好和類型與實(shí)例的抽象關(guān)系構(gòu)成了一個(gè)三層的鏈，下圖描述了這種關(guān)系：
        //TODO:

        在現(xiàn)實(shí)生活中，我們常常說，某個(gè)東西是以另一個(gè)東西為原型創(chuàng)作的。這兩個(gè)東西可以是同一個(gè)類型，也可以是不同類型。習(xí)語“依葫蘆畫瓢”，這里的葫蘆就是原型，而瓢就是類型，用JavaScript的prototype來表示就是“瓢.prototype =某個(gè)葫蘆”或者“瓢.prototype= new 葫蘆()”。
        要深入理解原型，可以研究關(guān)于它的一種設(shè)計(jì)模式——prototype pattern，這種模式的核心是用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類，并且通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對(duì)象。JavaScript的prototype就類似于這種方式。

        關(guān)于prototype pattern的詳細(xì)內(nèi)容可以參考《設(shè)計(jì)模式》（《Design Patterns》）它不是本文討論的范圍。

        注意，同類型與實(shí)例的關(guān)系不同的是，原型與類型的關(guān)系要求一個(gè)類型在一個(gè)時(shí)刻只能有一個(gè)原型（而一個(gè)實(shí)例在一個(gè)時(shí)刻顯然可以有多個(gè)類型）。對(duì)于JavaScript來說，這個(gè)限制有兩層含義，第一是每個(gè)具體的JavaScript類型有且僅有一個(gè)原型（prototype），在默認(rèn)的情況下，這個(gè)原型是一個(gè)Object對(duì)象（注意不是Object類型?。?。第二是，這個(gè)對(duì)象所屬的類型，必須是滿足原型關(guān)系的類型鏈。例如p1所屬的類型是Point和Object，而一個(gè)Object對(duì)象是Point的原型。假如有一個(gè)對(duì)象，它所屬的類型分別為ClassA、ClassB、ClassC和Object，那么必須滿足這四個(gè)類構(gòu)成某種完整的原型鏈，例如：
        //TODO:


        下面這個(gè)圖描述了JavaScript中對(duì)象、類型和原型三者的關(guān)系：
        //TODO:

        有意思的是，JavaScript并沒有規(guī)定一個(gè)類型的原型的類型（這又是一段非常拗口的話），因此它可以是任何類型，通常是某種對(duì)象，這樣，對(duì)象-類型-原形（對(duì)象）就可能構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，或者其它有意思的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)為JavaScript帶來了五花八門的用法，其中的一些用法不但巧妙而且充滿美感。下面的一節(jié)主要介紹prototype的用法。



2 prototype使用技巧

      在了解prototype的使用技巧之前，首要先弄明白prototype的特性。首先，JavaScript為每一個(gè)類型(Type)都提供了一個(gè)prototype屬性，將這個(gè)屬性指向一個(gè)對(duì)象，這個(gè)對(duì)象就成為了這個(gè)類型的“原型”，這意味著由這個(gè)類型所創(chuàng)建的所有對(duì)象都具有這個(gè)原型的特性。另外，JavaScript的對(duì)象是動(dòng)態(tài)的，原型也不例外，給prototype增加或者減少屬性，將改變這個(gè)類型的原型，這種改變將直接作用到由這個(gè)原型創(chuàng)建的所有對(duì)象上，例如： 
   

如果給某個(gè)對(duì)象的類型的原型添加了某個(gè)名為a的屬性，而這個(gè)對(duì)象本身又有一個(gè)名為a的同名屬性，則在訪問這個(gè)對(duì)象的屬性a時(shí)，對(duì)象本身的屬性“覆蓋”了原型屬性，但是原型屬性并沒有消失，當(dāng)你用delete運(yùn)算符將對(duì)象本身的屬性a刪除時(shí)，對(duì)象的原型屬性就恢復(fù)了可見性。利用這個(gè)特性，可以為對(duì)象的屬性設(shè)定默認(rèn)值，例如：

上面的例子通過prototype為Point對(duì)象設(shè)定了默認(rèn)值(0,0)，因此p1的值為(0,0)，p2的值為(1,2)，通過delete p2.x, delete p2.y; 可以將p2的值恢復(fù)為(0,0)。下面是一個(gè)更有意思的例子： 
   

利用prototype還可以為對(duì)象的屬性設(shè)置一個(gè)只讀的getter，從而避免它被改寫。下面是一個(gè)例子： 
   

將this.getFirstPoint()改寫為下面這個(gè)樣子：
this.getFirstPoint = function()
{
        function GETTER(){};
        GETTER.prototype = m_firstPoint;
        return new GETTER();
}
則可以避免這個(gè)問題，保證了m_firstPoint屬性的只讀性。 
   

實(shí)際上，將一個(gè)對(duì)象設(shè)置為一個(gè)類型的原型，相當(dāng)于通過實(shí)例化這個(gè)類型，為對(duì)象建立只讀副本，在任何時(shí)候?qū)Ω北具M(jìn)行改變，都不會(huì)影響到原始對(duì)象，而對(duì)原始對(duì)象進(jìn)行改變，則會(huì)影響到副本，除非被改變的屬性已經(jīng)被副本自己的同名屬性覆蓋。用delete操作將對(duì)象自己的同名屬性刪除，則可以恢復(fù)原型屬性的可見性。下面再舉一個(gè)例子： 
   

注意，以上的例子說明了用prototype可以快速創(chuàng)建對(duì)象的多個(gè)副本，一般情況下，利用prototype來大量的創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象，要比用其他任何方法來copy對(duì)象快得多。注意到，用一個(gè)對(duì)象為原型，來創(chuàng)建大量的新對(duì)象，這正是prototype pattern的本質(zhì)。
下面是一個(gè)例子： 
   

除了上面所說的這些使用技巧之外，prototype因?yàn)樗?dú)特的特性，還有其它一些用途，被用作最廣泛和最廣為人知的可能是用它來模擬繼承，關(guān)于這一點(diǎn)，留待下一節(jié)中去討論。

3 prototype的實(shí)質(zhì)

        上面已經(jīng)說了prototype的作用，現(xiàn)在我們來透過規(guī)律揭示prototype的實(shí)質(zhì)。
        我們說，prototype的行為類似于C++中的靜態(tài)域，將一個(gè)屬性添加為prototype的屬性，這個(gè)屬性將被該類型創(chuàng)建的所有實(shí)例所共享，但是這種共享是只讀的。在任何一個(gè)實(shí)例中只能夠用自己的同名屬性覆蓋這個(gè)屬性，而不能夠改變它。換句話說，對(duì)象在讀取某個(gè)屬性時(shí)，總是先檢查自身域的屬性表，如果有這個(gè)屬性，則會(huì)返回這個(gè)屬性，否則就去讀取prototype域，返回protoype域上的屬性。另外，JavaScript允許protoype域引用任何類型的對(duì)象，因此，如果對(duì)protoype域的讀取依然沒有找到這個(gè)屬性，則JavaScript將遞歸地查找prototype域所指向?qū)ο蟮膒rototype域，直到這個(gè)對(duì)象的prototype域?yàn)樗旧砘蛘叱霈F(xiàn)循環(huán)為止，我們可以用下面的圖來描述prototype與對(duì)象實(shí)例之間的關(guān)系：
        //TODO:

4 prototype的價(jià)值與局限性

        從上面的分析我們理解了prototype，通過它能夠以一個(gè)對(duì)象為原型，安全地創(chuàng)建大量的實(shí)例，這就是prototype的真正含義，也是它的價(jià)值所在。后面我們會(huì)看到，利用prototype的這個(gè)特性，可以用來模擬對(duì)象的繼承，但是要知道，prototype用來模擬繼承盡管也是它的一個(gè)重要價(jià)值，但是絕對(duì)不是它的核心，換句話說，JavaScript之所以支持prototype，絕對(duì)不是僅僅用來實(shí)現(xiàn)它的對(duì)象繼承，即使沒有了prototype繼承，JavaScript的prototype機(jī)制依然是非常有用的。
        由于prototype僅僅是以對(duì)象為原型給類型構(gòu)建副本，因此它也具有很大的局限性。首先，它在類型的prototype域上并不是表現(xiàn)為一種值拷貝，而是一種引用拷貝，這帶來了“副作用”。改變某個(gè)原型上引用類型的屬性的屬性值（又是一個(gè)相當(dāng)拗口的解釋:P），將會(huì)徹底影響到這個(gè)類型創(chuàng)建的每一個(gè)實(shí)例。有的時(shí)候這正是我們需要的（比如某一類所有對(duì)象的改變默認(rèn)值），但有的時(shí)候這也是我們所不希望的（比如在類繼承的時(shí)候），下面給出了一個(gè)例子：