Все, що вам потрібно знати, щоб зрозуміти прототип JavaScript

Здебільшого прототип JavaScript збиває з пантелику людей, які тільки почали вивчати JavaScript, особливо якщо вони походять із мови C ++ або Java.

У JavaScript успадкування працює дещо інакше порівняно з C ++ або Java. Спадкування JavaScript є більш широко відомим як “прототипне успадкування”.

Речі стають складнішими для розуміння, коли ви також стикаєтесь classз JavaScript. Новий classсинтаксис схожий на C ++ або Java, але насправді він працює по-іншому.

У цій статті ми спробуємо зрозуміти “прототипне успадкування” в JavaScript. Ми також вивчаємо новий classсинтаксис і намагаємося зрозуміти, що це насправді. Тож давайте почнемо.

Спочатку ми почнемо з функцій та прототипів старої школи JavaScript.

Розуміння потреби в прототипі

Якщо ви коли-небудь працювали з масивами JavaScript, об’єктами чи рядками, ви помітили, що існує кілька методів, доступних за замовчуванням.

Наприклад:

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

Ви коли-небудь замислювались, звідки беруться ці методи? Ви не визначили ці методи самостійно.

Чи можете ви визначити власні методи, як це? Можна сказати, що можна таким чином:

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

Це буде працювати, але лише для цієї змінної, яка називається arr. Скажімо, у нас є інша змінна, яка називається, arr2тоді arr2.test()видасть помилку “TypeError: arr2.test не є функцією”.

То як ці методи стають доступними для кожного екземпляра масиву / рядка / об’єкта? Чи можете ви створити власні методи з такою ж поведінкою? Відповідь - так. Потрібно робити це правильно. Щоб допомогти з цим, входить прототип JavaScript.

Давайте спочатку подивимося, звідки беруться ці функції. Розглянемо фрагмент коду нижче:

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

Ми створили два масиви двома різними способами: за arr1допомогою літералів масиву та за arr2допомогою Arrayфункції конструктора. Обидва вони еквівалентні один одному з деякими відмінностями, які не мають значення для цієї статті.

Тепер переходимо до функції конструктора Array- це заздалегідь визначена функція конструктора в JavaScript. Якщо ви відкриєте інструменти розробника Chrome і перейдете до консолі та введете console.log(Array.prototype)та натисніть, enterви побачите щось на зразок нижче:

Там ви побачите всі методи, про які нам було цікаво. Отже, тепер ми отримуємо звідки ці функції. Не соромтеся спробувати з String.prototypeі Object.prototype.

Давайте створимо свою власну просту функцію конструктора:

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

Чи можете ви визначити фундаментальну проблему з наведеним вище кодом? Проблема полягає в тому, що ми марно витрачаємо пам’ять із наведеним вище підходом. Зверніть увагу, що метод tellMyNameоднаковий для кожного екземпляра foo. Кожен раз, коли ми створюємо екземпляр fooметоду, в tellMyNameкінцевому підсумку забираємо місце в пам'яті системи. Якщо tellMyNameоднаковий для всіх екземплярів, краще тримати його в одному місці та змусити всі наші екземпляри посилатися з цього місця. Давайте подивимося, як це зробити.

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

Давайте перевіримо різницю за допомогою вищезазначеного підходу та попереднього підходу. З наведеним вище підходом, якщо ви console.dir()екземпляри, ви побачите щось подібне:

Зверніть увагу, що як властивість екземплярів ми маємо лише myname. tellMyNameвизначено під __proto__. Я прийду до цього __proto__через якийсь час. Найголовніше зауважте, що порівняння tellMyNameобох примірників оцінює як істинне. Порівняння функцій у JavaScript оцінює істинність, лише якщо їх посилання однакові. Це доводить, що tellMyNameне споживає зайвої пам’яті для кількох примірників.

Побачимо те саме з попереднім підходом:

Зверніть увагу, що цей час tellMyNameвизначається як властивість екземплярів. Це вже не під цим __proto__. Також зауважте, що цього разу порівняння функцій оцінює як хибне. Це тому, що вони знаходяться у двох різних місцях пам’яті, і їх посилання різні.

Сподіваюся, ви вже зрозуміли необхідність prototype.

А тепер давайте розглянемо трохи детальніше про прототип.

Кожна функція JavaScript матиме prototypeвластивість, яка має тип об’єкта. Ви можете визначити власні властивості під prototype. Коли ви будете використовувати функцію як функцію конструктора, усі її екземпляри успадкують властивості від prototypeоб'єкта.

А тепер давайте підійдемо до того __proto__майна, яке ви бачили вище. Це __proto__просто посилання на об’єкт-прототип, від якого екземпляр успадкував. Звучить складно? Насправді це не так складно. Давайте візуалізуємо це на прикладі.

Розгляньте наведений нижче код. Ми вже знаємо, що створення масиву з літералами масиву буде успадковувати властивості від Array.prototype.

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

Те, що я щойно сказав вище, - " Це __proto__просто посилання на об'єкт-прототип, від якого екземпляр успадкував ". Так arr.__proto__має бути те саме Array.prototype. Давайте перевіримо це.

Тепер ми не повинні отримувати доступ до об'єкта-прототипу за допомогою __proto__. Відповідно до MDN використання __proto__вкрай не рекомендується і може підтримуватися не у всіх браузерах. Правильний спосіб зробити це:

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

Останній рядок наведеного фрагмента коду показує це __proto__і Object.getPrototypeOfповертає те саме.

Тепер настав час для перерви. Візьміть кави або чого завгодно, і спробуйте наведені вище приклади самостійно. Як тільки ви будете готові, поверніться до цієї статті, і ми продовжимо.

Мережа прототипів та успадкування

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]].

Тепер настав час для ще однієї перерви. Як тільки ви будете готові, поверніться до цієї статті. Потім ми продовжимо, і я обіцяю, що це остання частина.

Розуміння класів у JavaScript

Згідно з MDN:

Класи JavaScript, представлені в ECMAScript 2015, є насамперед синтаксичним цукром порівняно з існуючим спадкоємством на основі прототипів JavaScript. Синтаксис класу не вводить нову об'єктно-орієнтовану модель успадкування до JavaScript.

Класи на JavaScript забезпечать кращий синтаксис для досягнення того, що ми зробили вище, набагато чистішим способом. Давайте спочатку розглянемо синтаксис класу.

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

constructorметод - це особливий тип методу. Він буде автоматично виконуватися кожного разу, коли ви створюєте екземпляр цього класу. Всередині тіла вашого класу. Можливий лише один випадок constructor.

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. :)