面試官問：JS的繼承

stonezhu 發布于2019-08-23 15:20 / 2844人閱讀

摘要：用過的讀者知道，經常用繼承。部分源碼使用點擊這里查看源碼面試官可以順著這個問繼承的相關問題，比如的繼承用如何實現。主要就是三點子類構造函數的指向父類構造器，繼承父類的靜態方法子類構造函數的的指向父類構造器的，繼承父類的方法。

用過React的讀者知道，經常用extends繼承React.Component。

// 部分源碼
function Component(props, context, updater) {
  // ...
}
Component.prototype.setState = function(partialState, callback){
    // ...
}
const React = {
    Component,
    // ...
}
// 使用
class index extends React.Component{
    // ...
}

點擊這里查看 React github源碼

面試官可以順著這個問JS繼承的相關問題，比如：ES6的class繼承用ES5如何實現。據說很多人答得不好。

構造函數、原型對象和實例之間的關系

要弄懂extends繼承之前，先來復習一下構造函數、原型對象和實例之間的關系。
代碼表示：

function F(){}
var f = new F();
// 構造器
F.prototype.constructor === F; // true
F.__proto__ === Function.prototype; // true
Function.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true

// 實例
f.__proto__ === F.prototype; // true
F.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true

筆者畫了一張圖表示：

ES6 extends 繼承做了什么操作

我們先看看這段包含靜態方法的ES6繼承代碼：

// ES6
class Parent{
    constructor(name){
        this.name = name;
    }
    static sayHello(){
        console.log("hello");
    }
    sayName(){
        console.log("my name is " + this.name);
        return this.name;
    }
}
class Child extends Parent{
    constructor(name, age){
        super(name);
        this.age = age;
    }
    sayAge(){
        console.log("my age is " + this.age);
        return this.age;
    }
}
let parent = new Parent("Parent");
let child = new Child("Child", 18);
console.log("parent: ", parent); // parent:  Parent?{name: "Parent"}
Parent.sayHello(); // hello
parent.sayName(); // my name is Parent
console.log("child: ", child); // child:  Child?{name: "Child", age: 18}
Child.sayHello(); // hello
child.sayName(); // my name is Child
child.sayAge(); // my age is 18

其中這段代碼里有兩條原型鏈，不信看具體代碼。

// 1、構造器原型鏈
Child.__proto__ === Parent; // true
Parent.__proto__ === Function.prototype; // true
Function.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true
// 2、實例原型鏈
child.__proto__ === Child.prototype; // true
Child.prototype.__proto__ === Parent.prototype; // true
Parent.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true

一圖勝千言，筆者也畫了一張圖表示，如圖所示：

結合代碼和圖可以知道。
ES6 extends 繼承，主要就是：

把子類構造函數(Child)的原型(__proto__)指向了父類構造函數(Parent)，

把子類實例child的原型對象(Child.prototype) 的原型(__proto__)指向了父類parent的原型對象(Parent.prototype)。

這兩點也就是圖中用不同顏色標記的兩條線。

子類構造函數Child繼承了父類構造函數Preant的里的屬性。使用super調用的(ES5則用call或者apply調用傳參)。

也就是圖中用不同顏色標記的兩條線。
看過《JavaScript高級程序設計-第3版》章節6.3繼承的讀者應該知道，這2和3小點，正是寄生組合式繼承，書中例子沒有第1小點。
1和2小點都是相對于設置了__proto__鏈接。那問題來了，什么可以設置了__proto__鏈接呢。

new、Object.create和Object.setPrototypeOf可以設置__proto__

說明一下，__proto__這種寫法是瀏覽器廠商自己的實現。
再結合一下圖和代碼看一下的new，new出來的實例的__proto__指向構造函數的prototype，這就是new做的事情。
摘抄一下之前寫過文章的一段。面試官問：能否模擬實現JS的new操作符，有興趣的讀者可以點擊查看。

new做了什么：

創建了一個全新的對象。

這個對象會被執行[[Prototype]]（也就是__proto__）鏈接。

生成的新對象會綁定到函數調用的this。

通過new創建的每個對象將最終被[[Prototype]]鏈接到這個函數的prototype對象上。

如果函數沒有返回對象類型Object(包含Functoin, Array, Date, RegExg, Error)，那么new表達式中的函數調用會自動返回這個新的對象。

Object.create ES5提供的

Object.create(proto, [propertiesObject])
方法創建一個新對象，使用現有的對象來提供新創建的對象的__proto__。
它接收兩個參數，不過第二個可選參數是屬性描述符（不常用，默認是undefined）。對于不支持ES5的瀏覽器，MDN上提供了ployfill方案。
MDN Object.create()

// 簡版：也正是應用了new會設置__proto__鏈接的原理。
if(typeof Object.create !== "function"){
    Object.create = function(proto){
        function F() {}
        F.prototype = proto;
        return new F();
    }
}

Object.setPrototypeOf ES6提供的

Object.setPrototypeOf MDN

Object.setPrototypeOf() 方法設置一個指定的對象的原型 ( 即, 內部[[Prototype]]屬性）到另一個對象或 null。
Object.setPrototypeOf(obj, prototype)

`ployfill`
// 僅適用于Chrome和FireFox，在IE中不工作：
Object.setPrototypeOf = Object.setPrototypeOf || function (obj, proto) {
  obj.__proto__ = proto;
  return obj; 
}

nodejs源碼就是利用這個實現繼承的工具函數的。
nodejs utils inherits

function inherits(ctor, superCtor) {
  if (ctor === undefined || ctor === null)
    throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE("ctor", "Function", ctor);

  if (superCtor === undefined || superCtor === null)
    throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE("superCtor", "Function", superCtor);

  if (superCtor.prototype === undefined) {
    throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE("superCtor.prototype",
                                   "Object", superCtor.prototype);
  }
  Object.defineProperty(ctor, "super_", {
    value: superCtor,
    writable: true,
    configurable: true
  });
  Object.setPrototypeOf(ctor.prototype, superCtor.prototype);
}

ES6的extends的ES5版本實現

知道了ES6 extends繼承做了什么操作和設置__proto__的知識點后，把上面ES6例子的用ES5就比較容易實現了，也就是說實現寄生組合式繼承，簡版代碼就是：

// ES5 實現ES6 extends的例子
function Parent(name){
    this.name = name;
}
Parent.sayHello = function(){
    console.log("hello");
}
Parent.prototype.sayName = function(){
    console.log("my name is " + this.name);
    return this.name;
}

function Child(name, age){
    // 相當于super
    Parent.call(this, name);
    this.age = age;
}
// new
function object(){
    function F() {}
    F.prototype = proto;
    return new F();
}
function _inherits(Child, Parent){
    // Object.create
    Child.prototype = Object.create(Parent.prototype);
    // __proto__
    // Child.prototype.__proto__ = Parent.prototype;
    Child.prototype.constructor = Child;
    // ES6
    // Object.setPrototypeOf(Child, Parent);
    // __proto__
    Child.__proto__ = Parent;
}
_inherits(Child,  Parent);
Child.prototype.sayAge = function(){
    console.log("my age is " + this.age);
    return this.age;
}
var parent = new Parent("Parent");
var child = new Child("Child", 18);
console.log("parent: ", parent); // parent:  Parent?{name: "Parent"}
Parent.sayHello(); // hello
parent.sayName(); // my name is Parent
console.log("child: ", child); // child:  Child?{name: "Child", age: 18}
Child.sayHello(); // hello
child.sayName(); // my name is Child
child.sayAge(); // my age is 18

我們完全可以把上述ES6的例子通過babeljs轉碼成ES5來查看，更嚴謹的實現。

// 對轉換后的代碼進行了簡要的注釋
"use strict";
// 主要是對當前環境支持Symbol和不支持Symbol的typeof處理
function _typeof(obj) {
    if (typeof Symbol === "function" && typeof Symbol.iterator === "symbol") {
        _typeof = function _typeof(obj) {
            return typeof obj;
        };
    } else {
        _typeof = function _typeof(obj) {
            return obj && typeof Symbol === "function" && obj.constructor === Symbol && obj !== Symbol.prototype ? "symbol" : typeof obj;
        };
    }
    return _typeof(obj);
}
// _possibleConstructorReturn 判斷Parent。call(this, name)函數返回值 是否為null或者函數或者對象。
function _possibleConstructorReturn(self, call) {
    if (call && (_typeof(call) === "object" || typeof call === "function")) {
        return call;
    }
    return _assertThisInitialized(self);
}
// 如何 self 是void 0 （undefined） 則報錯
function _assertThisInitialized(self) {
    if (self === void 0) {
        throw new ReferenceError("this hasn"t been initialised - super() hasn"t been called");
    }
    return self;
}
// 獲取__proto__
function _getPrototypeOf(o) {
    _getPrototypeOf = Object.setPrototypeOf ? Object.getPrototypeOf : function _getPrototypeOf(o) {
        return o.__proto__ || Object.getPrototypeOf(o);
    };
    return _getPrototypeOf(o);
}
// 寄生組合式繼承的核心
function _inherits(subClass, superClass) {
    if (typeof superClass !== "function" && superClass !== null) {
        throw new TypeError("Super expression must either be null or a function");
    }
    // Object.create()方法創建一個新對象，使用現有的對象來提供新創建的對象的__proto__。 
    // 也就是說執行后 subClass.prototype.__proto__ === superClass.prototype; 這條語句為true
    subClass.prototype = Object.create(superClass && superClass.prototype, {
        constructor: {
            value: subClass,
            writable: true,
            configurable: true
        }
    });
    if (superClass) _setPrototypeOf(subClass, superClass);
}
// 設置__proto__
function _setPrototypeOf(o, p) {
    _setPrototypeOf = Object.setPrototypeOf || function _setPrototypeOf(o, p) {
        o.__proto__ = p;
        return o;
    };
    return _setPrototypeOf(o, p);
}
// instanceof操作符包含對Symbol的處理
function _instanceof(left, right) {
    if (right != null && typeof Symbol !== "undefined" && right[Symbol.hasInstance]) {
        return right[Symbol.hasInstance](left);
    } else {
        return left instanceof right;
    }
}

function _classCallCheck(instance, Constructor) {
    if (!_instanceof(instance, Constructor)) {
        throw new TypeError("Cannot call a class as a function");
    }
}
// 按照它們的屬性描述符 把方法和靜態屬性賦值到構造函數的prototype和構造器函數上
function _defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
        var descriptor = props[i];
        descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
        descriptor.configurable = true;
        if ("value" in descriptor) descriptor.writable = true;
        Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
}
// 把方法和靜態屬性賦值到構造函數的prototype和構造器函數上
function _createClass(Constructor, protoProps, staticProps) {
    if (protoProps) _defineProperties(Constructor.prototype, protoProps);
    if (staticProps) _defineProperties(Constructor, staticProps);
    return Constructor;
}

// ES6
var Parent = function () {
    function Parent(name) {
        _classCallCheck(this, Parent);
        this.name = name;
    }
    _createClass(Parent, [{
        key: "sayName",
        value: function sayName() {
            console.log("my name is " + this.name);
            return this.name;
        }
    }], [{
        key: "sayHello",
        value: function sayHello() {
            console.log("hello");
        }
    }]);
    return Parent;
}();

var Child = function (_Parent) {
    _inherits(Child, _Parent);
    function Child(name, age) {
        var _this;
        _classCallCheck(this, Child);
        // Child.__proto__ => Parent
        // 所以也就是相當于Parent.call(this, name); 是super(name)的一種轉換
        // _possibleConstructorReturn 判斷Parent.call(this, name)函數返回值 是否為null或者函數或者對象。
        _this = _possibleConstructorReturn(this, _getPrototypeOf(Child).call(this, name));
        _this.age = age;
        return _this;
    }
    _createClass(Child, [{
        key: "sayAge",
        value: function sayAge() {
            console.log("my age is " + this.age);
            return this.age;
        }
    }]);
    return Child;
}(Parent);

var parent = new Parent("Parent");
var child = new Child("Child", 18);
console.log("parent: ", parent); // parent:  Parent?{name: "Parent"}
Parent.sayHello(); // hello
parent.sayName(); // my name is Parent
console.log("child: ", child); // child:  Child?{name: "Child", age: 18}
Child.sayHello(); // hello
child.sayName(); // my name is Child
child.sayAge(); // my age is 18

如果對JS繼承相關還是不太明白的讀者，推薦閱讀以下書籍的相關章節，可以自行找到相應的pdf版本。

推薦閱讀JS繼承相關的書籍章節

《JavaScript高級程序設計第3版》-第6章面向對象的程序設計，6種繼承的方案，分別是原型鏈繼承、借用構造函數繼承、組合繼承、原型式繼承、寄生式繼承、寄生組合式繼承。圖靈社區本書地址，后文放出github鏈接，里面包含這幾種繼承的代碼demo。

《JavaScript面向對象編程第2版》-第6章繼承，12種繼承的方案。1.原型鏈法（仿傳統）、2.僅從原型繼承法、3.臨時構造器法、4.原型屬性拷貝法、5.全屬性拷貝法（即淺拷貝法）、6.深拷貝法、7.原型繼承法、8.擴展與增強模式、9.多重繼承法、10.寄生繼承法、11.構造器借用法、12.構造器借用與屬性拷貝法。

ES6標準入門-第21章class的繼承

《深入理解ES6》-第9章 JavaScript中的類

《你不知道的JavaScript-上卷》第6章行為委托和附錄A ES6中的class

總結

繼承對于JS來說就是父類擁有的方法和屬性、靜態方法等，子類也要擁有。子類中可以利用原型鏈查找，也可以在子類調用父類，或者從父類拷貝一份到子類等方案。
繼承方法可以有很多，重點在于必須理解并熟
悉這些對象、原型以及構造器的工作方式，剩下的就簡單了。寄生組合式繼承是開發者使用比較多的。
回顧寄生組合式繼承。主要就是三點：

子類構造函數的__proto__指向父類構造器，繼承父類的靜態方法

子類構造函數的prototype的__proto__指向父類構造器的prototype，繼承父類的方法。

子類構造器里調用父類構造器，繼承父類的屬性。

行文到此，文章就基本寫完了。文章代碼和圖片等資源放在這里github inhert和demo展示es6-extends，結合console、source面板查看更佳。

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面試官問：JS的this指向

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