JS new操作原理及手写函数模拟实现示例

原文

引言

我们知道，在 ES6 之前（ES5），JavaScript 中类的表现形式就是构造函数。

JavaScript 中的构造函数是怎么样的？

  • 构造函数也是一个普通的函数，从表现形式上看，和普通的函数没有任何区别（除了按照惯例，构造函数名称的首字母通常会大写）；
  • 但如果一个普通函数被 new 操作符调用了，那么这个函数就叫做构造函数；

原理

如果一个函数被 new 操作符调用了，那么它会执行如下操作：

  • 在内存中创建一个新对象；
  • 将这个新对象内部的 [[Prototype]] 属性赋值为构造函数的 prototype 属性；
  • 将构造函数内部的 this 赋值为这个新对象（即 this 指向新对象）；
  • 执行构造函数内部的代码（给新对象添加属性）；
  • 如果构造函数返回了非空对象，则返回该对象；否则，返回刚创建的新对象；

手写函数模拟 new

下面，我们就根据上面的原理，尝试自己手写一个函数，模拟实现 new 操作符的功能。

v1 基本实现

我们先用 ES5 的语法来进行实现：

function useNewOperator() {
  var constructor = arguments[0]
  var args = [].slice.call(arguments, 1)
  // 1. 在内存中创建一个新对象
  var obj = {}
  // 2. 这个新对象内部的 [[Prototype]] 指针被赋值为构造函数（constructor）的 prototype 属性
  obj.__proto__ = constructor.prototype
  // 3. 构造函数内部的 this 被赋值为这个新对象（即 this 指向新对象）
  // 4. 执行构造函数内部的代码（给新对象添加属性）
  var res = constructor.apply(obj, args)
  // 5. 如果构造函数返回非空对象，则返回该对象；否则，返回刚才创建的新对象
  if (res != null && (typeof res === 'object' || typeof res === 'function')) {
    return res
  }
  return obj
}
// 测试
function Person(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
  // return undefined
  // return null
  // return {}
  // return 123
  // return ''
  // return String(123)
  // return new String(123)
  // return { name: 'wy' }
}
Person.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
}
const p1 = new Person('zhj', 20)
console.log(p1); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p1.sayName() // zhj
const p2 = useNewOperator(Person, 'zhj', 20)
console.log(p2); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p2.sayName() // zhj

v2 考虑参数类型

上面的基本实现能跑但还存在问题，即没有考虑传入第一个参数是否为函数类型，如果第一个参数传入的不是函数，那么在执行 constructor.apply(obj, args) 这行代码调用 constructor() 时就会报错了。所以我们需要加上判断，如果第一个参数传入的不是一个函数，就直接抛出异常：

function useNewOperator() {
  var constructor = arguments[0]
 
   if (typeof constructor !== 'function') {
     throw new TypeError('the first argument to useNewOperator function must be a function')
   }
 
  var args = [].slice.call(arguments, 1)
  // 1. 在内存中创建一个新对象
  var obj = {}
  // 2. 这个新对象内部的 [[Prototype]] 指针被赋值为构造函数（constructor）的 prototype 属性
  obj.__proto__ = constructor.prototype
  // 3. 构造函数内部的 this 被赋值为这个新对象（即 this 指向新对象）
  // 4. 执行构造函数内部的代码（给新对象添加属性）
  var res = constructor.apply(obj, args)
  // 5. 如果构造函数返回非空对象，则返回该对象；否则，返回刚才创建的新对象
  if (res != null && (typeof res === 'object' || typeof res === 'function')) {
    return res
  }
  return obj
}
// 测试
function Person(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}
Person.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
}
const obj = {}
const p2 = useNewOperator(obj, 'zhj', 20) // Uncaught TypeError: the first argument to useNewOperator function must be a function
console.log(p2);
p2.sayName()

v3 Object.prototype.__proto__ 的替代方案

前面我们在将新对象内部的 [[Prototype]] 属性赋值为构造函数的 prototype 属性时，是通过给 obj 上的 __proto__ 属性赋值实现的（相当于使用了 Object.prototype.__proto__），虽然可以，但不推荐使用 Object.prototype.__proto__，更推荐使用 Object.getPrototypeOf/Reflect.getPrototypeOf 和 Object.setPrototypeOf/Reflect.setPrototypeOf（参考链接：developer.mozilla.org/zh-CN/docs/… ）。所以我们做如下修改：

function useNewOperator() {
  var constructor = arguments[0]
  if (typeof constructor !== 'function') {
    throw new TypeError('the first argument to useNewOperator function must be a function')
  }
  var args = [].slice.call(arguments, 1)
  // 1. 在内存中创建一个新对象
  var obj = {}
  // 2. 这个新对象内部的 [[Prototype]] 指针被赋值为构造函数（constructor）的 prototype 属性
  Object.setPrototypeOf(obj, constructor.prototype)
  // 3. 构造函数内部的 this 被赋值为这个新对象（即 this 指向新对象）
  // 4. 执行构造函数内部的代码（给新对象添加属性）
  var res = constructor.apply(obj, args)
  // 5. 如果构造函数返回非空对象，则返回该对象；否则，返回刚才创建的新对象
  if (res != null && (typeof res === 'object' || typeof res === 'function')) {
    return res
  }
  return obj
}
// 测试
function Person(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}
Person.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
}
const p1 = new Person('zhj', 20)
console.log(p1); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p1.sayName() // zhj
const p2 = useNewOperator(Person, 'zhj', 20)
console.log(p2); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p2.sayName() // zhj

或者我们还可以使用 Object.create() 直接指定原型来创建新对象：

function useNewOperator() {
  var constructor = arguments[0]
  if (typeof constructor !== 'function') {
    throw new TypeError('the first argument to useNewOperator function must be a function')
  }
  var args = [].slice.call(arguments, 1)
  // 1. 在内存中创建一个新对象
- var obj = {}
-
  // 2. 这个新对象内部的 [[Prototype]] 指针被赋值为构造函数（constructor）的 prototype 属性
  var obj = Object.create(constructor.prototype)
  // 3. 构造函数内部的 this 被赋值为这个新对象（即 this 指向新对象）
  // 4. 执行构造函数内部的代码（给新对象添加属性）
  var res = constructor.apply(obj, args)
  // 5. 如果构造函数返回非空对象，则返回该对象；否则，返回刚才创建的新对象
  if (res != null && (typeof res === 'object' || typeof res === 'function')) {
    return res
  }
  return obj
}
// 测试
function Person(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}
Person.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
}
const p1 = new Person('zhj', 20)
console.log(p1); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p1.sayName() // zhj
const p2 = useNewOperator(Person, 'zhj', 20)
console.log(p2); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p2.sayName() // zhj

v4 使用 ES6 语法实现

下面，我们再来使用 ES6 语法（剩余参数（rest parameters）、const）进行实现：

function useNewOperator(constructor, ...args) {
  if (typeof constructor !== 'function') {
    throw new TypeError('the first argument to useNewOperator function must be a function')
  }
  // 1. 在内存中创建一个新对象
  const obj = {}
  // 2. 这个新对象内部的 [[Prototype]] 指针被赋值为构造函数（constructor）的 prototype 属性
  Object.setPrototypeOf(obj, constructor.prototype)
  // 或者使用 Object.create() 直接指定原型创建新对象
  // const obj = Object.create(constructor.prototype)
  // 3. 构造函数内部的 this 被赋值为这个新对象（即 this 指向新对象）
  // 4. 执行构造函数内部的代码（给新对象添加属性）
  const res = constructor.apply(obj, args)
  // 5. 如果构造函数返回非空对象，则返回该对象；否则，返回刚才创建的新对象
  if (res != null && (typeof res === 'object' || typeof res === 'function')) {
    return res
  }
  return obj
}
// 测试
function Person(name, age) {
  this.name = name
  this.age = age
}
Person.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
}
const p1 = new Person('zhj', 20)
console.log(p1); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p1.sayName() // zhj
const p2 = useNewOperator(Person, 'zhj', 20)
console.log(p2); // Person {name: 'zhj', age: 20}
p2.sayName() // zhj

v5 考虑 ES6 的 new.target 检测

最后，还有一个点需要考虑，就是 ES6 新增的 new.target 属性，在通过使用 new 操作符被调用的构造方法或函数中，new.target 会返回一个指向构造方法或函数的引用（参考链接：developer.mozilla.org/en-US/docs/… ）。所以我们可以使用 new.target 来检测函数或构造方法是否是通过 new 操作符被调用的。那么我们还需要在自己实现的 useNewOperator 函数中添加相应的代码：

无注释版本

function useNewOperator(constructor, ...args) {
  if (typeof constructor !== 'function') {
    throw new TypeError('the first argument to useNewOperator function must be a function')
  }
  useNewOperator.target = constructor
  const obj = {}
  Object.setPrototypeOf(obj, constructor.prototype)
  // const obj = Object.create(constructor.prototype)
  const res = constructor.apply(obj, args)
  if (res != null && (typeof res === 'object' || typeof res === 'function')) {
    return res
  }
  return obj
}

以上，就是关于 new 操作背后的原理，以及手写函数模拟实现 new 操作过程的所有内容啦，更多关于JS new操作手写函数的资料请关注Devmax其它相关文章！

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