5日 三月 2020

原型方法,没有 __proto__ 的对象

在这部分内容的第一章中,我们提到了设置原型的现代方法。

__proto__ 被认为是过时且不推荐使用的(deprecated),这里的不推荐使用是指 JavaScript 规范中规定,proto 必须仅在浏览器环境下才能得到支持。

现代的方法有:

应该使用这些方法来代替 __proto__

例如:

let animal = {
  eats: true
};

// 创建一个以 animal 为原型的新对象
let rabbit = Object.create(animal);

alert(rabbit.eats); // true

alert(Object.getPrototypeOf(rabbit) === animal); // true

Object.setPrototypeOf(rabbit, {}); // 将 rabbit 的原型修改为 {}

Object.create 有一个可选的第二参数:属性描述器。我们可以在此处为新对象提供额外的属性,就像这样:

let animal = {
  eats: true
};

let rabbit = Object.create(animal, {
  jumps: {
    value: true
  }
});

alert(rabbit.jumps); // true

描述器的格式与 属性标志和属性描述符 一章中所讲的一样。

我们可以使用 Object.create 来实现比复制 for..in 循环中的属性更强大的对象克隆方式:

// 完全相同的对象 obj 的浅拷贝
let clone = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), Object.getOwnPropertyDescriptors(obj));

此调用可以对 obj 进行真正准确地拷贝,包括所有的属性:可枚举和不可枚举的,数据属性和 setters/getters —— 包括所有内容,并带有正确的 [[Prototype]]

原型简史

如果我们数一下有多少种处理 [[Prototype]] 的方式,答案是有很多!很多种方法做的都是同一件事儿!

为什么会出现这种情况?

这是历史原因。

  • 构造函数的 "prototype" 属性自古以来就起作用。
  • 之后,在 2012 年,Object.create 出现在标准中。它提供了使用给定原型创建对象的能力。但没有提供 get/set 它的能力。因此,许多浏览器厂商实现了非标准的 __proto__ 访问器,该访问器允许用户随时 get/set 原型。
  • 之后,在 2015 年,Object.setPrototypeOfObject.getPrototypeOf 被加入到标准中,执行与 __proto__ 相同的功能。由于 __proto__ 实际上已经在所有地方都得到了实现,但它已过时,所以被加入到该标准的附件 B 中,即:在非浏览器环境下,它的支持是可选的。

目前为止,我们拥有了所有这些方式。

为什么将 __proto__ 替换成函数 getPrototypeOf/setPrototypeOf?这是一个有趣的问题,需要我们理解为什么 __proto__ 不好。继续阅读,你就会知道答案。

如果速度很重要,就请不要修改已存在的对象的 [[Prototype]]

从技术上来讲,我们可以在任何时候 get/set [[Prototype]]。但是通常我们只在创建对象的时候设置它一次,自那之后不再修改:rabbit 继承自 animal,之后不再更改。

并且,JavaScript 引擎对此进行了高度优化。用 Object.setPrototypeOfobj.__proto__= “即时”更改原型是一个非常缓慢的操作,因为它破坏了对象属性访问操作的内部优化。因此,除非你知道自己在做什么,或者 JavaScript 的执行速度对你来说完全不重要,否则请避免使用它。

"Very plain" objects

我们知道,对象可以用作关联数组(associative arrays)来存储键/值对。

……但是如果我们尝试在其中存储 用户提供的 键(例如:一个用户输入的字典),我们可以发现一个有趣的小故障:所有的键都正常工作,除了 "__proto__"

看一下这个例子:

let obj = {};

let key = prompt("What's the key?", "__proto__");
obj[key] = "some value";

alert(obj[key]); // [object Object],并不是 "some value"!

这里如果用户输入 __proto__,那么赋值会被忽略!

我们不应该对此感到惊讶。__proto__ 属性很特别:它必须是对象或者 null。字符串不能成为 prototype。

但是我们不是 打算 实现这种行为,对吗?我们想要存储键值对,然而键名为 "__proto__" 的键值对没有被正确存储。所以这是一个 bug。

在这里,后果并没有很严重。但是在其他情况下,我们可能会对对象进行赋值操作,然后原型可能就被更改了。结果,可能会导致完全意想不到的结果。

最可怕的是 —— 通常开发者完全不会考虑到这一点。这让此类 bug 很难被发现,甚至变成漏洞,尤其是在 JavaScript 被用在服务端的时候。

为默认情况下为函数的 toString 以及其他内建方法执行赋值操作,也会出现意想不到的结果。

我们怎么避免这样的问题呢?

首先,我们可以改用 Map,那么一切都迎刃而解。

但是 Object 在这里同样可以运行得很好,因为 JavaScript 语言的制造者很早就注意到了这个问题。

__proto__ 不是一个对象的属性,只是 Object.prototype 的访问器属性:

因此,如果 obj.__proto__ 被读取或者赋值,那么对应的 getter/setter 会被从它的原型中调用,它会 set/get [[Prototype]]

就像在本部分教程的开头所说的那样:__proto__ 是一种访问 [[Prototype]] 的方式,而不是 [[prototype]] 本身。

现在,我们想要将一个对象用作关联数组,我们可以使用一些小技巧:

let obj = Object.create(null);

let key = prompt("What's the key?", "__proto__");
obj[key] = "some value";

alert(obj[key]); // "some value"

Object.create(null) 创建了一个空对象,这个对象没有原型([[Prototype]]null):

因此,它没有继承 __proto__ 的 getter/setter 方法。现在,它被作为正常的数据属性进行处理,因此上面的这个示例能够正常工作。

我们可以把这样的对象称为 “very plain” 或 “pure dictionary” 对象,因为它们甚至比通常的普通对象(plain object){...} 还要简单。

缺点是这样的对象没有任何内建的对象的方法,例如 toString

let obj = Object.create(null);

alert(obj); // Error (no toString)

……但是它们通常对关联数组而言还是很友好。

请注意,大多数与对象相关的方法都是 Object.something(...),例如 Object.keys(obj) —— 它们不在 prototype 中,因此在 “very plain” 对象中它们还是可以继续使用:

let chineseDictionary = Object.create(null);
chineseDictionary.hello = "你好";
chineseDictionary.bye = "再见";

alert(Object.keys(chineseDictionary)); // hello,bye

总结

设置和直接访问原型的现代方法有:

如果要将一个用户生成的键放入一个对象,那么内建的 __proto__ getter/setter 是不安全的。因为用户可能会输入 "__proto__" 作为键,这会导致一个 error,虽然我们希望这个问题不会造成什么大影响,但通常会造成不可预料的后果。

因此,我们可以使用 Object.create(null) 创建一个没有 __proto__ 的 “very plain” 对象,或者对此类场景坚持使用 Map 对象就可以了。

此外,Object.create 提供了一种简单的方式来浅拷贝一个对象的所有描述符:

let clone = Object.create(Object.getPrototypeOf(obj), Object.getOwnPropertyDescriptors(obj));

此外,我们还明确了 __proto__[[Prototype]] 的 getter/setter,就像其他方法一样,它位于 Object.prototype

我们可以通过 Object.create(null) 来创建没有原型的对象。这样的对象被用作 “pure dictionaries”,对于它们而言,使用 "__proto__" 作为键是没有问题的。

其他方法:

所有返回对象属性的方法(如 Object.keys 及其他)—— 都返回“自身”的属性。如果我们想继承它们,我们可以使用 for...in

任务

重要程度: 5

这儿有一个通过 Object.create(null) 创建的,用来存储任意 key/value 对的对象 dictionary

为该对象添加 dictionary.toString() 方法,该方法应该返回以逗号分隔的所有键的列表。你的 toString 方法不应该在使用 for...in 循环遍历数组的时候显现出来。

它的工作方式如下:

let dictionary = Object.create(null);

// 你的添加 dictionary.toString 方法的代码

// 添加一些数据
dictionary.apple = "Apple";
dictionary.__proto__ = "test"; // 这里 __proto__ 是一个常规的属性键

// 在循环中只有 apple 和 __proto__
for(let key in dictionary) {
  alert(key); // "apple", then "__proto__"
}

// 你的 toString 方法在发挥作用
alert(dictionary); // "apple,__proto__"

可以使用 Object.keys 获取所有可枚举的键,并输出其列表。

为了使 toString 不可枚举,我们使用一个属性描述器来定义它。Object.create 语法允许我们为一个对象提供属性描述器作为第二参数。

let dictionary = Object.create(null, {
  toString: { // 定义 toString 属性
    value() { // value 是一个 function
      return Object.keys(this).join();
    }
  }
});

dictionary.apple = "Apple";
dictionary.__proto__ = "test";

// apple 和 __proto__ 在循环中
for(let key in dictionary) {
  alert(key); // "apple",然后是 "__proto__"
}

// 通过 toString 处理获得的以逗号分隔的属性列表
alert(dictionary); // "apple,__proto__"

当我们使用描述器创建一个属性,它的标识默认是 false。因此在上面这段代码中,dictonary.toString 是不可枚举的。

请阅读 属性标志和属性描述符 一章进行回顾。

重要程度: 5

让我们创建一个新的 rabbit 对象:

function Rabbit(name) {
  this.name = name;
}
Rabbit.prototype.sayHi = function() {
  alert(this.name);
};

let rabbit = new Rabbit("Rabbit");

以下调用做的是相同的事儿还是不同的?

rabbit.sayHi();
Rabbit.prototype.sayHi();
Object.getPrototypeOf(rabbit).sayHi();
rabbit.__proto__.sayHi();

第一个调用中 this == rabbit,其他的 this 等同于 Rabbit.prototype,因为 this 就点符号前面的对象。

所以,只有第一个调用显示 Rabbit,其他的都显示的是 undefined

function Rabbit(name) {
  this.name = name;
}
Rabbit.prototype.sayHi = function() {
  alert( this.name );
}

let rabbit = new Rabbit("Rabbit");

rabbit.sayHi();                        // Rabbit
Rabbit.prototype.sayHi();              // undefined
Object.getPrototypeOf(rabbit).sayHi(); // undefined
rabbit.__proto__.sayHi();              // undefined
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