JavaScript instanceof 运算符深入剖析

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JavaScript instanceof 运算符深入剖析

莫问今朝乄 2018-04-04 09:16:00 浏览3988 评论1

摘要: 转自:https://www.ibm.com/developerworks/cn/web/1306_jiangjj_jsinstanceof/ instanceof 运算符简介 在 JavaScript 中,判断一个变量的类型尝尝会用 typeof 运算符,在使用 typeof 运算符时采用引用类型存储值会出现一个问题,无论引用的是什么类型的对象,它都返回 "object"。

转自:https://www.ibm.com/developerworks/cn/web/1306_jiangjj_jsinstanceof/

instanceof 运算符简介

在 JavaScript 中,判断一个变量的类型尝尝会用 typeof 运算符,在使用 typeof 运算符时采用引用类型存储值会出现一个问题,无论引用的是什么类型的对象,它都返回 "object"。ECMAScript 引入了另一个 Java 运算符 instanceof 来解决这个问题。instanceof 运算符与 typeof 运算符相似,用于识别正在处理的对象的类型。与 typeof 方法不同的是,instanceof 方法要求开发者明确地确认对象为某特定类型。例如:

清单 1. instanceof 示例
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var oStringObject = new String("hello world");
console.log(oStringObject instanceof String);   // 输出 "true"

这段代码问的是“变量 oStringObject 是否为 String 对象的实例?”oStringObject 的确是 String 对象的实例,因此结果是"true"。尽管不像 typeof 方法那样灵活,但是在 typeof 方法返回 "object" 的情况下,instanceof 方法还是很有用的。

instanceof 运算符的常规用法

通常来讲,使用 instanceof 就是判断一个实例是否属于某种类型。例如:

清单 2. instanceof 常规用法
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// 判断 foo 是否是 Foo 类的实例
function Foo(){}
var foo = new Foo();
console.log(foo instanceof Foo)//true

另外,更重的一点是 instanceof 可以在继承关系中用来判断一个实例是否属于它的父类型。例如:

清单 3. instanceof 在继承中关系中的用法
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// 判断 foo 是否是 Foo 类的实例 , 并且是否是其父类型的实例
function Aoo(){}
function Foo(){}
Foo.prototype = new Aoo();//JavaScript 原型继承
 
var foo = new Foo();
console.log(foo instanceof Foo)//true
console.log(foo instanceof Aoo)//true

上面的代码中是判断了一层继承关系中的父类,在多层继承关系中,instanceof 运算符同样适用。

你真的了解 instanceof 操作符吗?

看了上面的代码示例,是不是觉得 instanceof 操作符很简单,下面来看点复杂的用法。

清单 4. instanceof 复杂用法
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console.log(Object instanceof Object);//true
console.log(Function instanceof Function);//true
console.log(Number instanceof Number);//false
console.log(String instanceof String);//false
 
console.log(Function instanceof Object);//true
 
console.log(Foo instanceof Function);//true
console.log(Foo instanceof Foo);//false

看了上面的代码是不是又晕头转向了?为什么 Object 和 Function instanceof 自己等于 true,而其他类 instanceof 自己却又不等于 true 呢?如何解释?要想从根本上了解 instanceof 的奥秘,需要从两个方面着手:1,语言规范中是如何定义这个运算符的。2,JavaScript 原型继承机制。

详细剖析 ECMAScript-262 edition 3 中 instanceof 运算符的定义

语言规范对中 instanceof 运算符的定义如下:

清单 5. 规范中 instanceof 运算符定义
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11.8.6 The instanceof operator
 The production RelationalExpression:
     RelationalExpression instanceof ShiftExpression is evaluated as follows:
 
 1. Evaluate RelationalExpression.
 2. Call GetValue(Result(1)).// 调用 GetValue 方法得到 Result(1) 的值,设为 Result(2)
 3. Evaluate ShiftExpression.
 4. Call GetValue(Result(3)).// 同理,这里设为 Result(4)
 5. If Result(4) is not an object, throw a TypeError exception.// 如果 Result(4) 不是 object,
                                                                //抛出异常
 /* 如果 Result(4) 没有 [[HasInstance]] 方法,抛出异常。规范中的所有 [[...]] 方法或者属性都是内部的,
在 JavaScript 中不能直接使用。并且规范中说明,只有 Function 对象实现了 [[HasInstance]] 方法。
所以这里可以简单的理解为:如果 Result(4) 不是 Function 对象,抛出异常 */
 6. If Result(4) does not have a [[HasInstance]] method,
   throw a TypeError exception.
 // 相当于这样调用:Result(4).[[HasInstance]](Result(2))
 7. Call the [[HasInstance]] method of Result(4) with parameter Result(2).
 8. Return Result(7).
 
 // 相关的 HasInstance 方法定义
 15.3.5.3 [[HasInstance]] (V)
 Assume F is a Function object.// 这里 F 就是上面的 Result(4),V 是 Result(2)
 When the [[HasInstance]] method of F is called with value V,
     the following steps are taken:
 1. If V is not an object, return false.// 如果 V 不是 object,直接返回 false
 2. Call the [[Get]] method of F with property name "prototype".// 用 [[Get]] 方法取
                                                                // F 的 prototype 属性
 3. Let O be Result(2).//O = F.[[Get]]("prototype")
 4. If O is not an object, throw a TypeError exception.
 5. Let V be the value of the [[Prototype]] property of V.//V = V.[[Prototype]]
 6. If V is null, return false.
 // 这里是关键,如果 O 和 V 引用的是同一个对象,则返回 true;否则,到 Step 8 返回 Step 5 继续循环
 7. If O and V refer to the same object or if they refer to objects
   joined to each other (section 13.1.2), return true.
 8. Go to step 5.

上面的规范定义很晦涩,而且看起来比较复杂,涉及到很多概念,但把这段规范翻译成 JavaScript 代码却很简单,如下:

清单 6. JavaScript instanceof 运算符代码
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function instance_of(L, R) {//L 表示左表达式,R 表示右表达式
 var O = R.prototype;// 取 R 的显示原型
 L = L.__proto__;// 取 L 的隐式原型
 while (true) {
   if (L === null)
     return false;
   if (O === L)// 这里重点:当 O 严格等于 L 时,返回 true
     return true;
   L = L.__proto__;
 }
}

JavaScript 原型继承机制

由于本文主要集中在剖析 JavaScript instanceof 运算符,所以对于 JavaScript 的原型继承机制不再做详细的讲解,下面参考来自 http://www.mollypages.org/misc/js.mp 的一张图片,此图片详细的描述了 JavaScript 各种对象的显示和隐式原型链结构。

由其本文涉及显示原型和隐式原型,所以下面对这两个概念作一下简单说明。在 JavaScript 原型继承结构里面,规范中用 [[Prototype]] 表示对象隐式的原型,在 JavaScript 中用 __proto__ 表示,并且在 Firefox 和 Chrome 浏览器中是可以访问得到这个属性的,但是 IE 下不行。所有 JavaScript 对象都有 __proto__ 属性,但只有 Object.prototype.__proto__ 为 null,前提是没有在 Firefox 或者 Chrome 下修改过这个属性。这个属性指向它的原型对象。 至于显示的原型,在 JavaScript 里用 prototype 属性表示,这个是 JavaScript 原型继承的基础知识,在这里就不在叙述了。

图 1. JavaScript 原型链

JavaScript 原型链

讲解 instanceof 复杂用法

有了上面 instanceof 运算符的 JavaScript 代码和原型继承图,再来理解 instanceof 运算符将易如反掌。下面将详细讲解 Object instanceof Object,Function instanceof Function 和 Foo instanceof Foo 三个示例,其它示例读者可自行推演。

清单 7. Object instanceof Object
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// 为了方便表述,首先区分左侧表达式和右侧表达式
ObjectL = Object, ObjectR = Object;
// 下面根据规范逐步推演
O = ObjectR.prototype = Object.prototype
L = ObjectL.__proto__ = Function.prototype
// 第一次判断
O != L
// 循环查找 L 是否还有 __proto__
L = Function.prototype.__proto__ = Object.prototype
// 第二次判断
O == L
// 返回 true
清单 8. Function instanceof Function
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// 为了方便表述,首先区分左侧表达式和右侧表达式
FunctionL = Function, FunctionR = Function;
// 下面根据规范逐步推演
O = FunctionR.prototype = Function.prototype
L = FunctionL.__proto__ = Function.prototype
// 第一次判断
O == L
// 返回 true
清单 9. Foo instanceof Foo
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// 为了方便表述,首先区分左侧表达式和右侧表达式
FooL = Foo, FooR = Foo;
// 下面根据规范逐步推演
O = FooR.prototype = Foo.prototype
L = FooL.__proto__ = Function.prototype
// 第一次判断
O != L
// 循环再次查找 L 是否还有 __proto__
L = Function.prototype.__proto__ = Object.prototype
// 第二次判断
O != L
// 再次循环查找 L 是否还有 __proto__
L = Object.prototype.__proto__ = null
// 第三次判断
L == null
// 返回 false

简析 instanceof 在 Dojo 继承机制中的应用

在 JavaScript 中,是没有多重继承这个概念的,就像 Java 一样。但在 Dojo 中使用 declare 声明类时,是允许继承自多个类的。下面以 Dojo 1.6.1 为例。

清单 10. Dojo 中多重继承
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dojo.declare("Aoo",null,{});
dojo.declare("Boo",null,{});
dojo.declare("Foo",[Aoo,Boo],{});
 
var foo = new Foo();
console.log(foo instanceof Aoo);//true
console.log(foo instanceof Boo);//false
 
console.log(foo.isInstanceOf(Aoo));//true
console.log(foo.isInstanceOf(Boo));//true

上面的示例中,Foo 同时继承自 Aoo 和 Boo,但当使用 instanceof 运算符来检查 foo 是否是 Boo 的实例时,返回的是 false。实际上,在 Dojo 的内部,Foo 仍然只继承自 Aoo,而通过 mixin 机制把 Boo 类中的方法和属性拷贝到 Foo 中,所以当用 instanceof 运算符来检查是否是 Boo 的实例时,会返回 false。所以 Dojo 为每个类的实例添加了一个新的方法叫 isInstanceOf,用这个方法来检查多重继承。

结束语

本文详细介绍了 JavaScript 语言中 instanceof 运算符,并且结合语言规范深入剖析了此操作符的算法。对读者使用 JavaScript 编写复杂的面向对象程序会有很大的帮助。本文所有代码在 Firefox 15 下通过测试。

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