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JS 高手必会:手写 new 与 instanceof

手写 instanceof

首先我们需要了解 instanceof是啥?

在其他面向对象编程语言中instanceof大多为实例判断运算符,即检查对象是否是某个构造函数的实例。

但是在 JS 中,instanceof原型关系判断运算符,用于检测构造函数的prototype属性是否出现在某个对象的原型链上。

// object instanceof Constructor
A instanceof B // A 的原型链上是否有 B 的原型 

而在大型项目、多人协作的情况下,在搞不懂对象上有哪些属性和方法,通过instanceof来查找继承关系

原型链关系:

  • __proto__: 指向原型对象(上一位的 .prototype),用于属性查找
  • constructor: 指向构造函数本身,用于标识对象的创建者
  • prototype: 函数的属性,指向原型对象(内置构造函数的 prototype 上通常有默认方法)
子.__proto__ === 父.prototype
父.prototype.constructor === 父
子.__proto__.constructor === 父(通过原型链访问)

举个最简单的例子:

const arr = [];
console.log(
    arr.__proto__, // Array.prototype
    arr.__proto__.__proto__, // Object.prototype
    arr.__proto__.__proto__.__proto__ // null
)

那么arr的原型链关系就是:arr -> Array.prototype -> Object.prototype -> null

而我们要手写instanceof,也就是只需要沿着原型链去查找,那么用简单的循环即可。

手写代码如下

// right 是否出现在 left 的原型链上
function isInstanceOf(left, right) {
    let proto = left.__proto__;
    // 循环查找原型链
    while (proto) {
        if (proto === right.prototype) {
            return true;
        }
        proto = proto.__proto__; // null 结束循环
    }
    return false;
}

手写 new

new对我们来说并不陌生,也就是实例运算符

在之前的文章我也提到过new的伪代码,让我们再来复习一下:

// 从空对象开始
let obj = {}
// this -> 创建空对象,运行构造函数
Object.call(obj)
// 将空对象的__proto__ 指向 构造函数的原型对象
obj.__proto__ = Object.prototype
// 返回新对象
return obj

写法一:(es6 新写法)

假如我们要new一个实例对象,但是不知道构造函数上的参数数量,而在es6中有一个新的运算符,也就是...运算符,它的诸多功能就可以满足我们的需求。

...扩展运算符

...有双重身份,在不同情况下的作用也不同

  • 函数调用 / 数组 / 对象字面量中...称为扩展运算符,将可迭代对象“展开”为独立元素

  • 函数参数 / 解构赋值中: ...称为剩余参数/剩余元素,将多个值“收集”为一个数组

// 展开数组
const arr1 = [1, 2, 3]; 
const arr2 = [...arr1, 4, 5]; // [1, 2, 3, 4, 5] 

// 收集数组
const [first, ...rest] = [1, 2, 3, 4];
console.log(first); // 1
console.log(rest);  // [2, 3, 4]

而依据我们的伪代码即可模拟 new的功能

手写代码如下

function objectFactory(Construstor, ...args) {
    // 创建空对象
    var obj = new Object(); 
    // 绑定 this 并执行构造函数
    Construstor.apply(obj, args); // 不能使用call,因为apply调用数组
    // 设置原型链
    obj.__proto__ = Construstor.prototype; 
    return obj;
}

// 使用:完全不需要知道 Person 需要几个参数
function Person(name, age, city) {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.city = city;
}

const p = objectFactory(Person, 'Alice', 25, 'Beijing'); // 自动适配

写法二:(根据arguments es5)

当然,在es6之前我们并没有...运算符,那么如何手写new呢?这就不得不提到arguments了。

arguments 是什么?

arguments 是 JS 中的一个类数组对象,它在所有非箭头函数内部自动可用,用于访问传递给该函数的所有实参

类数组对象:

  • 拥有 length 属性和若干索引属性,但不具备数组原型方法(如 .push(), .map(), .forEach() 等)的对象,所以其不是真正的数组

  • 普通函数中自动绑定。

  • 箭头函数内部没有自己的 arguments,但是会沿作用域链查找外层函数的 arguments,如果外层有就用外层的。

不妨来看个例子理解一下:

function greet() {
  console.log(arguments); // 类数组对象
  console.log(arguments.length); // 实际传入参数个数
  console.log(arguments[0]);     // 第一个参数
}
greet('Alice', 'Bob'); // 输出: { '0': 'Alice', '1': 'Bob' }, length: 2, 'Alice'

如何将 arguments 转为真数组?

因为 arguments 不是数组,不能直接用数组方法。但是可以将其转换为数组:

方法 1:扩展运算符(ES6+,最简洁)

function fn() {
  const args = [...arguments];
  args.map(x => x * 2); // 可用数组方法
}

方法 2:Array.from()

const args = Array.from(arguments);

方法 3:[].slice.call()

const args = Array.prototype.slice.call(arguments);
// 或简写(更推荐)
const args = [].slice.call(arguments);

slice是数组原型上的一个方法,用于返回一个从原数组或类数组中浅拷贝出来的新数组(实现将类数组转换成数组)

[].slice是因为arguments上没有这个方法,所以需要去空数组中“借用”,并且通过 .call()slicethis指向arguments,变相的让arguments可以使用这个方法。

在了解了arguments后,聪明的你已经想到了如何通过它来实现手写new

手写代码如下

function objectFactory() {
    // 创建空对象
    var obj = new Object(); 
    // 将 arugments 的第一项提出来(也就是 构造函数)
    var Construstor = [].shift.call(arguments);
    // 绑定 this 并执行构造函数
    Construstor.apply(obj, arguments); // 不能使用call,因为 apply调用数组
    // 设置原型链
    obj.__proto__ = Construstor.prototype; 
    return obj;
}

function Person(name, age, city) {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.city = city;
}

const p = objectFactory(Person, 'Alice', 25, 'Beijing'); // 自动适配

掌握原型链,写出不翻车的 JS 继承

原型与原型链基础

在学习之前需要回顾一下这些基础知识

  • prototype所有函数都包含的一个属性(对象),而对于内置构造函数通常在上面预定义了部分方法,例如:.push.toString等。
  • __proto__所有 JS 对象都有的一个内部属性,指向该对象的原型对象(即父对象的prototype)。
  • constructor 每个 prototype 对象都有一个默认的 constructor 属性,指回其构造函数。

不妨来看个例子:

// 构造函数
function Person(name) {
  this.name = name;
} 

const alice = new Person('Alice');
console.log(alice.__proto__) // Person.prototype
console.log(Person.prototype.constructor) // Person

而它的原型链就是:

// --> 代表.__proto__属性
alice --> Person.prototype --> Object.prototype --> null(所有原型链的终点都是 null)

四种原型继承方式详解

1. 直接赋值父类原型(不推荐)

先来看一个例子:

// 父类构造函数
function Animal(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Animal.prototype.species = "动物";

function Cat(color, name, age) {
    // 继承父类的属性
    Animal.apply(this, [name, age]);
    // 使用 .call 也可以
    // Animal.call(this, name, age);
    this.color = color;
}
        
Cat.prototype = Animal.prototype; // 指向父类原型

补充一下 callapply 的区别:

  • call逐个传参,即:fn.call(this, arg1, arg2, ...)
  • apply数组传参,即:fn.apply(this, [arg1, arg2, ...])

这样做下来感觉并没有什么不合适,继承了父类的属性,同时也指向了父类的原型对象。但是这样并不完整,因为如果调用子类的prototype上的constructor属性,正确的继承应该是指向子类自身。

而当我们在代码中执行console.log(Cat.prototype.constructor)最后得到的结果却是 Animal

image.png

所以在最后还需要手动修复构造函数指向,即添加:

Cat.prototype.constructor = Cat;

但是这样做并非万无一失,在这里我们需要了解 JS 的一个特性,那就是 引用式赋值 。在 JS 中,基本数据类型(8种)是按值赋值的,而对象类型是按引用赋值

引用式赋值:指当我将一个对象赋值给另一个变量时,并不是复制了这个对象本身,而是复制了对象在内存中的地址引用,这样就导致两个变量都指向同一个内存位置,不论修改哪个都会对另一个造成影响。

举个最简单的例子:

let obj1 = { name: 'Alice' };
let obj2 = obj1;      // 引用式赋值
obj2.name = 'Bob';

console.log(obj1.name); // "Bob"
console.log(obj1 === obj2); // true(指向同一对象)

回到我们的继承函数,里面就有一个是引用式赋值

Cat.prototype = Animal.prototype;

这就导致了当我们在Cat.prototype上添加方法还是什么的,会污染Animal.prototype,所以尽量别使用直接赋值父类原型

2. 原型链继承(有点缺点)

我们将上面的例子拿下来

function Animal(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Animal.prototype.species = "动物";

function Cat(color, name, age) {
    Animal.apply(this, [name, age]);
    this.color = color;
}

但是我们这里使用原型链式继承

Cat.prototype = new Animal(); 
Cat.prototype.constructor = Cat; // 修复构造函数指向     

而这里需要了解一下 new 的伪代码了

// 伪代码 new Animal()
let obj = {};
Animal.call(obj); // 也可以用 apply
obj.__proto__ = Animal.prototype;
return obj

首先创建一个空对象,再将父类的this指向空对象,并将空对象的__proto__指向父类的prototype,也就是连上原型链,最后再返还这个空对象。

但是需要注意的是,这里后续创建的所有实例都是共享父类的属性的,在任意一个实例中对父类属性进行修改都会对其他实例造成影响,例如:

function Animal(name) {
  this.name = name;
  this.colors = ['red', 'blue']; // 引用类型属性
}

function Cat() {}
Cat.prototype = new Animal(); // 所有 Cat 实例共享 colors
Cat.prototype.constructor = Cat;

const cat1 = new Cat();
const cat2 = new Cat();
cat1.colors.push('green');
console.log(cat2.colors); // ['red', 'blue', 'green'] 共享引用

3. 空对象中介模式(经典解决方案)

在直接赋值中,不论怎样都会对父类造成影响,那么如果我们在 父类和子类 中间找一个中介来隔断,是不是就能解决这个问题,而这也是我们最经典的解决方法----空对象中介模式

依旧将前面的例子拿来:

function Animal(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Animal.prototype.species = "动物";

function Cat(color, name, age) {
    Animal.apply(this, [name, age]);
    this.color = color;
}

不妨来看看中介模式是怎么使用的

var F = function() {}; // 空对象中介
F.prototype = Animal.prototype;
Cat.prototype = new F();
Cat.prototype.constructor = Cat;

其中我们将F.prototype直接继承Animal.prototype,虽然会导致 引用式赋值,但是只要我对Cat.prototype修改不对F造成影响,那么间接对Animal就没有影响。

而最精妙一点就是Cat.prototype = new F();这步,我们根据之前的伪代码可以知道,这步是将Cat.prototype.__proto__ = F.prototype,也就在变相变成Cat.prototype.__proto__ = Animal.prototype

那么即使我们对Cat.prototype本身进行重新赋值,或者添加任何其他属性也不会影响Cat.prototype.__proto__,除非我们显示修改它(或者对修改F.prototype

拓展:

当然我们也可以将其写成继承函数(extend),这也算手写题吧 QwQ

function extend(Parent, Child) {
    // 中介函数
    var F = function() {}; // 函数表达式(有内存开销,但是因为是空函数问题不大)
    // 指向父类原型
    F.prototype = Parent.prototype;
    // 指向空对象实例
    Child.prototype = new F(); // 实例的修改不会影响原型对象
    // 修复构造函数指向
    Child.prototype.constructor = Child; 
}

extend(Animal, Cat)

4. Object.create()(ES5 推荐方式)

Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Cat.prototype.constructor = Cat;

Animal.prototype 为原型创建新对象,在不污染父类构造函数的前提下,更安全地建立子类到父类的原型链连接,并且更加适配现代继承写法。

总结

继承方式 是否推荐 说明
直接赋值原型 污染父类 constructor
原型链继承 引用属性共享问题
中介函数 ✅(兼容旧环境) 安全隔离
Object.create() ✅✅ 现代标准,语义清晰

最佳实践:

  1. 属性继承 → 用 Parent.call(this, ...args)
  2. 方法继承 → 用 Child.prototype = Object.create(Parent.prototype)
  3. 修复 constructor → 显式设置 Child.prototype.constructor = Child

原型继承是 JS 的灵魂。理解 call/apply ,掌握 Object.create 如何安全构建原型链,了解其他构建方法有何不妥,为我们写出健壮的继承结构添一把力

❌