JavaScript入门⑤-欲罢不能的对象原型与继承-全网一般图文版

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JavaScript入门系列目录

01、Object原型&继承

JavaScript 中的所有对象本质上都是通过new ()创建出来的,包括字面量的{obj},也是new Object()的语法糖。每一个实例对象都有自己的原型,基于原型创建这个对象,Function本身也是一个对象。

❓那创建对象的原型到底是什么呢?

1.1、obj.[[Prototype]]原型

JavaScript 常被描述为一种基于原型的语言 (prototype-based language)——每个对象拥有一个原型对象,对象以其原型为模板,从原型继承方法和属性。原型对象也可能拥有原型,并从中继承方法和属性,一层一层、以此类推,这种关系常被称为原型链 (prototype chain)

🔵 obj.[[Prototype]] 原型:每个对象都有这个隐藏(不可访问)属性,他就是指向该对象的原型对象引用,也可以说是该对象的父级。

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  • obj.proto(前后双下划线):设置、获取对象的原型。__proto__[[Prototype]]getter/setter 访问器属性,是历史遗留下来的访问方式,不过还挺好用。
let bird = {     name: "bird",     sayHi() { console.log(this.name + " hi!") }, } let duck = {     __proto__: bird, //设置原型__proto__ } duck.__proto__ = bird; //效果同上,设置原型__proto__  console.log(bird.name, duck.name) //bird bird bird.name='bird2'; console.log(bird.name, duck.name) //bird2 bird2 //共享原型(父)的属性  //父新增一个方法 bird.fly = function () { console.log(this.name + " fly!") } duck.name = "duck"; duck.fly(); //duck fly!  //新鲜出炉的方法也被继承了 

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  • Object.getPrototypeOf(obj)、Object.setPrototypeOf(obj,proto),是新加入的替代 __proto__,用于获取、设置对象原型的方法。
const arr=[1,2]; const t1=Object.getPrototypeOf(arr); //Array [] const t2=Object.getPrototypeOf(t1);  //Object { … } const t3=Object.getPrototypeOf(t2);  //null console.log(t1,t2,t3);	//Array []  Object { … }  null //获取对象的原型链 function getPrototype(obj,arr=[]){      if(obj===null){         return arr;     }     const t=Object.getPrototypeOf(obj);     arr.push(t);     return getPrototype(t,arr); } console.log(getPrototype(1));   //Number  Object { … } null console.log(getPrototype(true));//Boolean Object { … } null console.log(getPrototype("a")); //String  Object { … } null 

上面示例代码可以看到,所有对象都继承自ObjectObject又继承自null

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❗不要轻易更改原型,影响性能。当使用 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。

1.2、F.prototype继承

F.prototype 指的是构造函数F 的一个名为 "prototype" 的常规属性,指向一个原型对象——默认只有constructor(构造器)属性的对象,构造器constructor 指向函数自身F

用构造函数F()创建新的对象时, 构造函数里的属性、方法每次都会重新创建并赋值给this 然后新对象会继承F.prototype,获得他的属性、方法财产。F.prototype可以被重写,可以修改(增、删除属性方法)。

📢构造函数:就是一个函数,不过是为了创建对象用的。必须是function声明创建的函数:function FuncName(){ }

  • 所有属性、方法都赋值给this,没有return语句。
  • 约定大驼峰命名,用来区分普通函数。
  • 使用new F() 来创建对象。这里new关键字的步骤: 创建一个空对象; 赋值this 执行构造函数中的代码,给this添加属性方法; 返回新对象。
function Duck(name) {     this.name = name;     this.cry = function () { console.log(this.name + " cry!") }; } Duck.prototype.place = 'china'; //原型上添加的属性会被继承(共享) let duck = new Duck("duck");    //1、执行构造函数,初始化this属性、方法;2、this原型=Duck.prototype,完成继承仪式 console.log(Duck.prototype.constructor == Duck); //true console.log(duck.__proto__ == Duck.prototype);   //true console.log(duck.constructor == Duck);           //true console.log(duck.__proto__.constructor == Duck); //true 

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🔸obj.constructor:对象构造器,就是构造函数

  • 可以用对象的原型构造器constructor来创建一个和该对象类似的新对象:new duck.constructor("kfc"),等效new Duck()
  • F.prototype.constructor == F:函数的prototype的属性constructor等于他自己。

🔸new F():用构造函数F()创建对象,分配F.prototype到新对象的原型[[Prototype]]

  • F.prototype 只在new F() 创建新对象是使用,设置为新对象的[[Prototype]]原型。F.prototype只支持对象、null,其他值会被忽略。
  • 如果F.prototype后面变更了,前后对象不影响,新的继承新的,旧的对象还是原有的。
function Duck(name) {     this.name = name;     this.cry = function () { console.log(this.name + " cry!") }; } let duck0 = new Duck('duck'); let cbird = {     place: 'china', } let jbird = {     place: 'jepan', } //修改构造函数Duck的原型对象为cbird Duck.prototype = cbird; let cduck = new Duck('cduck'); //再次修改构造函数Duck的原型对象为jbird Duck.prototype = jbird; let jduck = new Duck('jduck'); //两个对象的原型各不相同,互不影响 console.log(cduck.place);   //china console.log(jduck.place)    //jepan console.log(duck0.__proto__,cduck.__proto__,jduck.__proto__); //{constructor: ƒ} {place: 'china'} {place: 'jepan'} 

🌰再来一个构造函数+原型继承的示例:

let bird = {     name: "bird",     fly: function () { console.log(this.name + " fly!") }, } function Duck(name) {     this.name = name;     this.cry = function () { console.log(this.name + " cry!") }; } Duck.prototype = bird;     //原型继承,让new Duck()创建的实例对象都继承自bird,bird作为原型就是共享的 Duck.prototype.type = "bird"; //增加原型属性,也就是给bird对象添加属性 let duck = new Duck("duck"); duck.fly(); //duck fly! duck.cry(); //duck cry! console.log(Duck.prototype == bird); //true console.log(duck.__proto__ == bird); //true console.log(duck.constructor == Duck); //false 因为构造函数的默认原型被更改了,duck就没有构造器了 

该示例的图形化分析如下图,bird实际上是由new Object()创建的,bird的构造函数就是Object()构造函数了。

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1.3、object万物之源

JS中基本所有对象都继承自Object,准确的说是Object.prototypeObject.prototype的原型是null,算是继承的尽头。所谓“道生一,一生二,二生三,三生万物”。还有很多内置对象Array、Function等,每一个原型对象都内置了很多属性、方法。当我们创建这些对象时,就继承了他们的丰富财富。

📢 对于基本值类型稍有不同:

  • 值包装器:值类型String、NUmber、Boolean,只有数据值,不是对象,因此本身并没有什么属性、方法。当我们访问其属性、方法(如str.length)时,会产生一个临时的对象包装器对象,这个包装器对象就是基于其对应的String()Number()Boolean()构造器创建的。
  • null、undefined 没有对象包装器,也就么有任何属性、方法。
[1, 2, 3].__proto__ == Array.prototype; //true (() => { }).__proto__ == Function.prototype; //true (5).__proto__ == Number.prototype; //true  let bird = { name: "bird" }; let duck = { color: "red" }; duck.__proto__ = bird;  //继承bird console.log(duck.__proto__ == bird);//true console.log(duck.__proto__.__proto__ == bird.__proto__);//true console.log(duck.__proto__.__proto__ == Object.prototype);//true 

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📢原型共享:(内置)原型也是可以修改的,也可以借用(复制),属性方法都存储在prototype 中(Array.prototype、Object.prototype)。原型prototype是全局共享的,需要注意!

//给string扩展一个全局方法: 转换数据为整数 if (!String.prototype.toInt) {     String.prototype.toInt = function (defaultValue = 0) {         const num = parseInt(this);         return num ? num : defaultValue;     } } //借给(复制)给其他原型 Number.prototype.toInt = String.prototype.toInt; "123a".toInt(); //123 123.11.toInt(); //123  //扩展一个函数包装器defer,让任何函数延迟执行 Function.prototype.defer = function (ms) {     let f = this;     return function (...args) {         setTimeout(() => {             f.apply(this, args);         }, ms);     } } //延迟3s执行方法 console.log.defer(3000)("123a"); alert.defer(3000)("Hi!"); 

1.4、到底继承了些什么东西?-原型链

继承是一层一层的,逐级往上,直到Oject(Object.prototype),形成了一个原型链。被继承的财富就藏在每一层原型上,当访问属性、方法时,先在自己内部查找,自己没有的属性/方法,会在原型链上向上查找,直到宇宙尽头null,都没找到就返回undefined

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function Bird() {     this.name = "bird";     this.foods = [];    //注意这个数组——共享财产     this.eat = function (food) { this.foods.push(food) }; } function Duck(name) {     this.color = "white"; } Duck.prototype = new Bird(); //修改原型对象,继承自Bird实例对象 //修正constructor,不修正也没啥,就是别人用new duck.constructor("gaga")创建对象时不对 Duck.prototype.contructor = Duck; Duck.prototype.fly = function () { console.log(this.name + " fly!") }  let duck1 = new Duck(); let duck2 = new Duck(); console.log(duck1.__proto__.__proto__.__proto__ == Object.prototype);//true  duck1.eat("rose"); console.log(duck1.foods, duck2.foods);  //['rose'] ['rose']  //共享属性foods,这不是我们想要的! Duck.prototype.name = "duck";  //在原型上修改值 duck1.__proto__.name = "duck"; //效果同上 console.log(duck1.name, duck2.name); //duck duck  //都会生效,共享属性name duck2.name = "duck2";  //重新赋值属性值,不会影响原型 console.log(duck1.name, duck2.name); //duck duck2  //duck2有自己的属性name值了 duck2.foods.push("apple"); console.log(duck1.foods, duck2.foods);  //['rose', 'apple'] ['rose', 'apple']  //共享属性foods duck2.foods = ["私有food"]; console.log(duck1.foods, duck2.foods);  //['rose', 'apple'] ['私有food']  //duck2的私有foods 

上面示例代码的原型链图:

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通过示例得到如下结论:

📢只能继承一个:一个对象只能继承一个原型对象,可以修改原型,会覆盖+有性能影响,尽量不这样做。

❓继承的财产在什么地方?

  • 对于示例对象,在obj.__proto__访问器属性上,实际是在obj.[[Prototype]]属性。
  • 对于构造函数、内置的原型对象,财产都存在他们的构造器的prototype上,如F.prototype.prototypeArray.prototype

❓继承了些什么东西?——共享属性(使用共享,修改变私有)

  • 方法都继承了,技能都是靠血脉传承的,这个好理解。
  • 继承了所有属性-共享,但属性的继承有一点特别,继承是单向的,可以用父类的属性&值,原型属性值变更后,所有实例对象的该属性值都跟着变,他们用的是同一个属性,属性是共享的。
  • 修改变私有:这个继承的属性只能看,不能模。不能通过实例对象修改(重新赋值)原型上的属性值,如duck2.name = "duck2",当重新赋值时,会创建一个私有的同名属性,实际上是将属性添加到自己身上。
  • 属性值为引用对象:当修改引用对象内部数据时,并不影响共享,如duck2.foods.push("apple"),属性的引用地址并没有变更,大家共享了同一个食品库。
  • 构造函数不是继承:执行构造函数时,先创建新对象指向this,然后给this添加属性,都是是私有的,不是继承。

⁉️ 关于共享属性

  • 有时共享是需要的, 如统一型号的玩具,其基本属性如尺寸、颜色外观都是统一的,所有商品都共用即可,不用单独创建属性。
  • 有时不需要,如每一个用户都有自己的姓名、积分数量。不需要时怎么办呢,请看后文的实现继承的N中姿势!

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⁉️ 怎么判断是不是亲生的?

判断属性是自己的,还是继承的。判断、获取自己的属性方法:

  • obj.hasOwnProperty(propName):判断是否自己的亲生的属性,返回bool值。
  • Object.keys(obj),获取obj自己的可枚举属性数组,不包含原型(父级)的属性。for(in)会循环所有的可枚举属性,包括原型链上的。

02、class类

JS终于有点像样的东西了——类Class。看完后之后:也就那样,坑也不少啊。

class 定义一个类,可以更好的面向对象编程。class的本质上是函数,像构造函数的“语法糖”,构造器、原型继承基本都一样。不过他不是一般的语法糖,是JS内置的、有特殊标志的构造函数。

function 构造函数 class 类
枚举属性 属性方法都可枚举 类方法不可枚举,默认enumerable = false,属性可以
严格模式 默认模式 自动严格模式,use strict
提升 有提升效果,可先使用、后定义 不会提升
使用方式 可以当普通函数使用 不能直接调用,只能new创建对象
构造函数 就是函数本身 类中的constructor()函数,没有也会自动生成一个
命名方式 推荐大驼峰 大驼峰
语法 - 方法申明不需要function关键字:method(){}
继承方式 设置__proto__ extends
原型链 F.prototype function相同,多了类本身之间的继承(实现静态继承)

2.1、class基本语法

class ParentClass { } class MyClass extends ParentClass {     #name;   //私有属性,#开头     size = 100;	//正常属性     // 构造器     constructor(type) {         super();         this.type = type; //传统字段申明     }     // 方法     method1() { }     #method2() { } //私有方法     //...     //getter/setter     get name() { }     set name(value) { } } //使用new创建实例对象 let obj = new MyClass(); //自动调用构造器方法创建对象 
  • class 申明一个类,类名 建议大驼峰命名,首字母大写。
  • constructor 定义构造器函数,创建对象时默认调用constructor,可以没有(会自动创建)
  • 方法申明,method(para){},和函数申明略有不同。
  • 访问器属性getters/setters,同对象中的申明方式。
  • extends 继承另一个类,可以继承自定义的类,也可以继承JS的原生类,如Array、Map,然后实现更多扩展。(不过原生类的静态属性方法不会被继承)
  • supper 调用父级,在继承的内部可以通过supper调用父类的构造函数、属性方法。
  • static 申明静态的属性、方法。
  • # 私有属性、方法,#开头命名的字段、方法为私有的,不可外部访问,不可继承,肥水不流外人田。在这之前,大家都是约定下划线_开头命名,表示私有,哎,可怜的程序员!

📢 注意:方法间没有逗号,、冒号;,其他语句同函数。方法默认是不可枚举的,默认enumerable = false,属性可以。

🌰一个简单的示例:

class User {     constructor(name) { this.name = name; }     sayHi() { console.log(this.name); } } let user = new User("sam"); console.log(typeof User); // function console.log(user.__proto__ === User.prototype); // true console.log(user.constructor === User.prototype.constructor); // true console.log(user.constructor === User); // true console.log(User === User.prototype.constructor); // true 

上面是一个非常简单的类,实例对象user和类User的原型关系,同构造器函数是一样的,如下图。

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简写的class类表达式:同函数表达式写法。

let Bird = class { name = "sam" }; let Duck = class MyDuck { name = "sam" } 

2.2、extends继承

类的继承同样遵从原型链的规则,都继承了Object原型,继承的子类可以重写父类的属性方法。

  • 📢constructor 重写,必须调用父类的构造函数supper()
    • 如不重写构造函数,会自动生成并调用supper()
    • 为什么必须调用父类构造函数?子类是基于父类创建的,必须先构造父类,获得this对象,完成继承,再执行子类的构造函数,最终完成this的创建。
  • 方法重写,同名的方法会覆盖父类的方法,可以通过super.method() 来调用 父类的方法。
  • 字段重写,同方法,不过字段(属性)的重写很怪异的一点,😱,父类的构造函数总数调用自己的字段,而不是被重写的。
    • ❓为什么会这样?是由于奇特的执行顺序:先初始化父类字段 >> supper()执行父类构造函数 >> 初始化自己的字段 >> 执行自己的构造函数。
    • so,执行父类构造函数时,他还不知道自己的字段被绿了。解决方式就是在子类构造函重新赋值。
  • 单一继承/Mixin 模式:extends只能继承一个类。如果希望获得多个类的属性、方法,需要配合其他方式,如拷贝Object.assign()

🌰一个继承的示例:

class Bird {     #name;     colors = ["red"];     static type = 'bird';   //静态属性,通过Bird.type访问     constructor(name) {         this.name = name;     }     cry() { console.log(this.name + " cry!") }     get name() {         return this.#name;     }     set name(value) { this.#name = value } } class Duck extends Bird {     weight;     constructor(name, weight) {         super(name);         this.weight = weight;     } } let duck = new Duck("gaga", 10); console.log(Duck.__proto__ == Bird); //true 类本身的继承 console.log(duck.__proto__ == Duck.prototype); //true console.log(duck.__proto__.__proto__ == Bird.prototype); //true console.log(duck.constructor == Duck); //true console.log(duck.__proto__.__proto__.constructor == Bird); //true duck.colors.push("yellow"); console.log(duck.colors, new Duck().colors); //['red', 'yellow'] ['red'] colors属性是私有的 

上面的代码中,类Duck继承自父类 Birdextends 产生了两方面的原型继承,主要是多了类本身(构造函数)的继承

  • 构造函数继承(获得静态属性):类Duck 继承自 类Bird,为构造函数之间继承,这样就继承了父类的静态属性、方法。
  • 原型继承Duck.prototype 继承自 Bird.prototype,这是对象实例继承的原型链。

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⚠️箭头函数没有自己的this、supper:注意this、supper的丢失,例如通过setTimeout在另一个上下文环境中执行,可用箭头函数;或复制有supper代码的方法。

2.3、static静态属性方法

static 静态定义的属性、方法属于这个类本身,不属于其任何实例,静态方法中的this也是指向的是类本身。通过类名进行调用,可以被类继承,就像我们常用的Object.keys(obj)

  • 内部定义,static申明。
  • 外部赋值,通过类申明,与对象原型类似。
class User {     static Type = "VIP";   //内部用static申明定义静态属性、方法     static showType() { console.log(this.Type); } } //外部定义静态属性、函数 User.Level = 99; //继承 class SupperUser extends User {     static showType = function () { console.log(this.Type + 2); } }  User.showType();  //VIP SupperUser.showType();  //VIP2 console.log(SupperUser.Level, SupperUser.Level);  //99 99 

03、实现继承的几种姿势

贴心的JavaScript为我们准备了N多种实现继承的姿势,体验丰富、欲生欲死、欲罢不能!了解前三个就基本可以了。

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实现方式 优缺点
原型继承 手动设置原型链实现继承:
🔸 subObj.__proto__ == parentObj
🔸 Object.setPrototypeOf(obj , parentObj)
🔸 SubFunc.prototype = parentObj
🔸 Object.create(proto, propertiesObject)
🔴原型__proto__对象是共享的,大家共享原型上的属性值(特别是值为引用)
🔴无法向父类传递参数
借用构造函数 调用构造函数,借用其this的属性、方法,本质是复制,没有“继承”关系。parentFunc.call(this) 🟢避免了属性共享,可以传递参数
🔴方法无法复用,每个实例对象都重新创建方法
组合继承 上面两种的组合:
🔸 借用构造函数:实现属性”继承“
🔸 原型继承:实现方法继承、复用
🟢实现了方法的重用,解决了属性共享
🔴至少调用两次父级构造函数?好像也不是什么大事
寄生组合 组合继承的改进版,添加了用一个空构造函数包装父级原型 🟢在组合继承基础上,减少了一次父类构造函数的调用。
🔴子级的原型prototype被覆盖了
增强寄生组合 寄生组合的改进版,把子类原型中的属性手动加回来 🟢解决了上面的问题
class类继承 extends,属性并没有在class.prototype 🟢属性是私有的,方法是共享的,支持传参

  • 借用构造函数parentFunc.call(this),借鸡生蛋!
function Bird() {     this.type = "sam";     this.hi = function () { console.log("hi") }; } function Duck() {     Bird.call(this); //强制修改Bird()的this,借鸡下蛋 } let duck = new Duck(); console.log(duck instanceof Bird);  //false  和Bird没继承关系 console.log(duck instanceof Duck);  //true 
  • 组合继承:借用构造函数 + 原型继承
function Bird(name) {     this.name = name;     this.colors = ["red"]; } Bird.prototype.fly = function () { console.log(this.name + " fly!") }; Bird.prototype.type = "鸟类"; //需要共享的属性  function Duck(name) {     Bird.call(this, name);  //借用构造函数:实现属性”继承“。调用一次Bird构造函数     this.price = 100; } Duck.prototype = new Bird(); //原型继承:实现方法继承、复用。调用一次Bird构造函数 //修正constructor,不修正也没啥,就是别人用new duck.constructor("gaga")创建对象时不对 Duck.prototype.constructor = Duck;  let duck = new Duck("sam"); console.log(duck instanceof Bird);  //true console.log(duck instanceof Duck);  //true console.log(duck.fly == (new Duck()).fly);  //true duck.colors.push("green"); console.log(duck.colors, new Duck("ww").colors); // ['red', 'green'] ['red'] //没有共享 
  • 寄生组合式继承:基本思路同组合继承,算是组合继承的改进版,直接设置子级的原型F.prototype,减少一次父级构造函数的调用。
function inherit(parentFunc, childFunc) {     let SuperF = function () { };  //用一个空构造函数封装父级     SuperF.prototype = parentFunc.prototype;     childFunc.prototype = new SuperF(); //new 这个空构造函数,不用调用父级构造函数了。     childFunc.constructor = childFunc; } //更粗暴的做法 function inherit2(parentFunc, childFunc) {     childFunc.prototype = parentFunc.prototype; //修改prototype     childFunc.constructor = childFunc; } //父级 function Bird(name) {     this.name = name;     this.colors = ["red"]; } Bird.prototype.fly = function () { console.log(this.name + " fly!") };  //子类 function Duck(name) {     Bird.call(this, name);     this.price = 100; } Duck.prototype.cry = function () { console.log(this.name + " cry!") }; //Duck.prototype原有的属性被后面覆盖了 Duck.prototype = Bird.prototype; //修改prototype Duck.constructor = Duck; // inherit2(Bird, Duck);    //同上  let duck = new Duck("sam"); console.log(duck instanceof Bird);  //true console.log(duck instanceof Duck);  //true console.log(duck.fly == (new Duck()).fly);  //true duck.colors.push("green"); console.log(duck.colors, new Duck("ww").colors); // ['red', 'green'] ['red'] //没有共享 
  • 增强寄生组合:寄生组合的继续改进版,把子类原型中的属性手动加回来
function inherit(parentFunc, childFunc) {     let proto = parentFunc.prototype;     //把子类原型的所有属性复制到一起     Object.keys(childFunc.prototype).forEach(key =>         Object.defineProperty(proto, key, { value: childFunc.prototype[key] }))     childFunc.prototype = proto;     childFunc.constructor = childFunc; } //父级 function Bird(name) {     this.name = name;     this.colors = ["red"]; } Bird.prototype.fly = function () { console.log(this.name + " fly!") }; //子类 function Duck(name) {     Bird.call(this, name);     this.price = 100; } Duck.prototype.cry = function () { console.log(this.name + " cry!") }; inherit(Bird, Duck);  let duck = new Duck("sam"); duck.cry(); //sam cry!  //没有丢失 console.log(duck instanceof Bird);  //true console.log(duck instanceof Duck);  //true console.log(duck.fly == (new Duck()).fly);  //true duck.colors.push("green"); console.log(duck.colors, new Duck("ww").colors); // ['red', 'green'] ['red'] //没有共享 

04、补充

判断数据类型方法

描述 返回值
typeof 原始数据类型 string
{}.toString 原始数据类型、内建对象,包含 Symbol.toStringTag 属性的对象 string
instanceof 对象,会检测其原型链,只要在原型链上都返回true true/false
class Bird {     [Symbol.toStringTag] = "Bird"; //内置特殊属性[Symbol.toStringTag],自定义toString方法的值。 } let bird = new Bird(); console.log(bird.toString());   //[object Bird]  console.log(typeof 1);  //number console.log(typeof "1"); //string  let ftype = Object.prototype.toString; //用最原始的toString方法 ftype = {}.toString; //或者这样 console.log(ftype.call(1)); //[object Number] console.log(ftype.call("1")); //[object String] console.log(ftype.call(ftype)); //[object Function] console.log(ftype.call({})); //[object Object] console.log(ftype.call([1, 2])); //[object Array] console.log(ftype.call(bird)); //[object Bird]  console.log(bird instanceof Bird); //true console.log(bird instanceof Object); //true 

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