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JavaScript 中的類和繼承

rottengeek / 332人閱讀

摘要:因為操作符創建的對象都繼承自構造函數的屬性。繼承的實現中常用的繼承方式是組合繼承,也就是通過構造函數和原型鏈繼承同時來模擬繼承的實現。

原文發布在我的博客

我們都知道 JavaScript 是一門基于原型的語言。當我們調用一個對象本身沒有的屬性時,JavaScript 就會從對象的原型對象上去找該屬性,如果原型上也沒有該屬性,那就去找原型的原型,一直找原型鏈的末端也就是 Object.prototype 的原型 null。這種屬性查找的方式我們稱之為原型鏈。

類的實現

由于 JavaScript 本身是沒有的類的感念的。所以我們如果要實現一個類,一般是通過構造函數來模擬類的實現:

function Person(name,age){  //實現一個類
    this.name = name;
    this.age = age;
}
var you = new Person("you",23); //通過 new 來新建實例

首先新建一個 Person 的構造函數,為了和一般的函數區別,我們會使用 CamelCase 方式來命名構造函數。
然后通過 new 操作符來創建實例,new 操作符其實干了這么幾件事:

創建一個繼承自 Person.prototype 的新對象

構造函數 Person 執行時,相應的參數傳入,同時上下文被指定為這個新建的對象。

如果構造函數返回了一個對象,那么這個對象會取代 new 的結果。如果構造函數返回的不是對象,則會忽略這個返回值。

返回值不是對象
function Person(name){
    this.name = name;
    return "person"
}
var you = new Person("you");
//  you 的值: Person {name: "you"}
返回值是對象
function Person(name){
    this.name = name;
    return [1,2,3]
}
var you = new Person("you");
//  you的值: [1,2,3]

如果類的實例需要共享類的方法,那么就需要給構造函數的 prototype 屬性添加方法了。因為 new 操作符創建的對象都繼承自構造函數的 prototype 屬性。他們可以共享定義在類 prototype 上的方法和屬性。

function Person(name,age){  
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Person.prototype = {
    sayName: function(){
        console.log("My name is",this.name);
    }
}
var you = new Person("you",23);
var me = new Person("me",23);
you.sayName()   // My name is you.
me.sayName()    // My name is me.
繼承的實現

JavaScript 中常用的繼承方式是組合繼承,也就是通過構造函數和原型鏈繼承同時來模擬繼承的實現。

//Person 構造函數如上
function Student(name,age,clas){
    Person.call(this,name,age)
    this.clas = clas;
}
Student.prototype = Object.create(Person.prototype);        // Mark 1
Student.constructor = Student;      //如果不指明,則 Student 會找不到 constructor
Student.prototype.study = function(){
    console.log("I study in class",this.clas)
};
var liming = new Student("liming",23,7);
liming instanceof Person    //true
liming instanceof Student   //true
liming.sayName();       // My name is liming
liming.study();         // I study in class 7

代碼中 Mark 1 用到了 Object.create 方法。這個是 ES5 中新增的方法,用來創建一個擁有指定原型的對象。如果環境不兼容,可以用下面這個 Polyfill 來實現(僅實現第一個參數)。

if(!Object.create){
    Object.create = function(obj){
        function F(){};
        F.prototype = obj;
        return new F();
    }
}

其實就是把 obj 賦值給臨時函數 F ,然后返回一個 F 的實例。這樣通過代碼 Mark 1 Student 就得到了 Person.prototype 上的所有屬性。有人會問了,那么為什么不干脆把 Person.prototype 直接賦值給 Student.prototype 呢?

是的,直接賦值是可以達到子類共享父類 prototype 的目的,但是它破壞了原型鏈。即:子類和父類共用了同一個 prototype,這樣當某一個子類修改 prototype 的時候,其實同時也修改了父類的 prototype,那么就會影響到所有基于這個父類創建的子類,這并不是我們想要的結果。看例子:

//Person 同上
//Student 同上
Student.prototype = Person.prototype;
Student.prototype.sayName = function(){
    console.log("My name is",this.name,"my class is",this.clas)
}
var liming = new Student("liming",23,7)
liming.sayName()        //My name is liming,my class is 7;
//另一個子類
function Employee(name,age,salary){
    Person.call(name,age);
    this.salary = salary;
}
Employee.prototype = Person.prototype;
var emp = new Employee("emp",23,10000);
emp.sayName()       //Mark 2

你們猜 Mark 2 會輸出什么?

我們期望的 Mark 2 應該會輸出 "My name is emp". 但實際上報錯,為什么呢?因為我們改寫 Student.prototype 的時候,也同時修改了 Person.prototype,最終導致 emp 繼承的 prototype 是我們所不期望的,它的 sayName 方法是 My name is",this.name,"my class is",this.clas,這樣自然是會報錯的。

ES6 的繼承

隨著 ECMAScript 6 的發布,我們有了新的方法來實現繼承。也就是通過 class 關鍵字。

類的實現
class Person {
    constructor(name,age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    sayHello(){
        console.log(`My name is ${this.name},i"m ${this.age} years old`)
    }
}
var you = new Person("you",23);
you.sayHello()      //My name is you,i"m 23 years old.
繼承

ES6 里面的繼承也很方便,通過 extends 關鍵字來實現。

class Student extends Person{
    constructor(name,age,cla){
        super(name,age);
        this.class = cla;
    }
    study(){
        console.log(`I"m study in class ${this.class}`)
    }
}
var liming = new Student("liming",23,7)
liming.study()      // I"m study in class 7.

這個繼承相比上面的 ES5 里面實現的繼承要方便了很多,但其實原理是一樣的,提供的這些關鍵字方法只是語法糖而已,并沒有改變 Js 是基于原型這么一個事實。不過 extends 這樣實現的繼承有一個限制,就是不能定義屬性,只能定義方法。要新添屬性,還是得通過修改 prototype 來達到目的。

Student.prototype.teacher = "Mr.Li"
var liming = new Student("liming",23,7)
var hanmeimei = new Student("hanmeimei",23,7)
liming.teacher          //Mr.Li
hanmeimei.teacher       //Mr.Li
靜態方法

ES6 還提供了 static 關鍵字,來實現靜態方法。靜態方法可以繼承,但只能由類本身調用,不能被實例調用。

class Person{
    constructor(name,age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    static say(){
        console.log("Static")
    }
}
class Student extends Person{}
Person.say()        // Static
Student.say()       // Static
var you = new Person("you",23);
you.say()           // TypeError: liming.say is not a function

可以看到,在實例上調用的時候會直接報錯。

Super關鍵字

在子類中可以通過 super 來調用父類,根據調用位置的不同,行為也不同。在 constructor 中調用,相當于調用父類的 constructor 方法,而在普通方法里面調用則相當與調用父類本身。

class Person {
    constructor(name,age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    sayHello(){
        console.log(`My name is ${this.name},i"m ${this.age} years old`)
    }
}
class Student extends Person{
    constructor(name,age,cla){
        super(name,age);        // 必須在子類調用 this 前執行,調用了父類的 constructor
        this.class = cla;       
    }
    sayHello(){
        super.sayHello;         // 調用父類方法
        console.log("Student say")
    }
}
var liming = new Student("liming",23,7);
liming.say()        // My name is liming,i"m 23 years old.
 Student say.
總結

至此,我們可以看到:在 ES6 發布以后,JavaScript 中實現繼承有了一個標準的方法。雖然它們只是語法糖,背后的本質還是通過原型鏈以及構造函數實現的,不過在寫法上更易于我們理解而且也更加清晰。

參考:

JavaScript繼承方式詳解

JavaScript 原型系統的變遷,以及 ES6 class

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