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JavaScript 中的类和继承

我们都知道 JavaScript 是一门基于原型的语言。当我们调用一个对象本身没有的属性时,JavaScript 就会从对象的原型对象上去找该属性,如果原型上也没有该属性,那就去找原型的原型,一直找原型链的末端也就是 Object.prototype 的原型 null。这种属性查找的方式我们称之为原型链。

类的实现

由于 JavaScript 本身是没有的类的感念的。所以我们如果要实现一个类,一般是通过构造函数来模拟类的实现:

function Person(name, age) {
//实现一个类
this.name = name;
this.age = age;
}
var you = new Person("you", 23); //通过 new 来新建实例

首先新建一个 Person 的构造函数,为了和一般的函数区别,我们会使用 CamelCase 方式来命名构造函数。
然后通过 new 操作符来创建实例,new 操作符其实干了这么几件事:

  1. 创建一个继承自 Person.prototype 的新对象
  2. 构造函数 Person 执行时,相应的参数传入,同时上下文被指定为这个新建的对象。
  3. 如果构造函数返回了一个对象,那么这个对象会取代 new 的结果。如果构造函数返回的不是对象,则会忽略这个返回值。
返回值不是对象;
function Person(name) {
this.name = name;
return "person";
}
var you = new Person("you");
// you 的值: Person {name: "you"}
返回值是对象;
function Person(name) {
this.name = name;
return [1, 2, 3];
}
var you = new Person("you");
// you的值: [1,2,3]

如果类的实例需要共享类的方法,那么就需要给构造函数的 prototype 属性添加方法了。因为 new 操作符创建的对象都继承自构造函数的 prototype 属性。他们可以共享定义在类 prototype 上的方法和属性。

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.

继承的实现

JavaScript 中常用的继承方式是组合继承,也就是通过构造函数和原型链继承同时来模拟继承的实现。

//Person 构造函数如上
function Student(name, age, clas) {
Person.call(this, name, age);
this.clas = clas;
}
Student.prototype = Object.create(Person.prototype); // Mark 1
Student.prototype.constructor = Student; //如果不指明,则 Student 的 constructor 是 Person
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

代码中 Mark 1 用到了 Object.create 方法。这个是 ES5 中新增的方法,用来创建一个拥有指定原型的对象。如果环境不兼容,可以用下面这个 Polyfill 来实现(仅实现第一个参数)。

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

其实就是把 obj 赋值给临时函数 F ,然后返回一个 F 的实例。这样通过代码 Mark 1 Student 就得到了 Person.prototype 上的所有属性。有人会问了,那么为什么不干脆把 Person.prototype 直接赋值给 Student.prototype 呢?

是的,直接赋值是可以达到子类共享父类 prototype 的目的,但是它破坏了原型链。即:子类和父类共用了同一个 prototype,这样当某一个子类修改 prototype 的时候,其实同时也修改了父类的 prototype,那么就会影响到所有基于这个父类创建的子类,这并不是我们想要的结果。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;
//另一个子类
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

你们猜 Mark 2 会输出什么?

我们期望的 Mark 2 应该会输出 “My name is emp”. 但实际上报错,为什么呢?因为我们改写 Student.prototype 的时候,也同时修改了 Person.prototype,最终导致 emp 继承的 prototype 是我们所不期望的,它的 sayName 方法是 My name is',this.name,'my class is',this.clas,这样自然是会报错的。

ES6 的继承

随着 ECMAScript 6 的发布,我们有了新的方法来实现继承。也就是通过 class 关键字。

类的实现

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.

继承

ES6 里面的继承也很方便,通过 extends 关键字来实现。

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.

这个继承相比上面的 ES5 里面实现的继承要方便了很多,但其实原理是一样的,提供的这些关键字方法只是语法糖而已,并没有改变 Js 是基于原型这么一个事实。不过 extends 这样实现的继承有一个限制,就是不能定义属性,只能定义方法。要新添属性,还是得通过修改 prototype 来达到目的。

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

静态方法

ES6 还提供了 static 关键字,来实现静态方法。静态方法可以继承,但只能由类本身调用,不能被实例调用。

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,在实例上调用的时候会直接报错。

Super 关键字

在子类中可以通过 super 来调用父类,根据调用位置的不同,行为也不同。在 constructor 中调用,相当于调用父类的 constructor 方法,而在普通方法里面调用则相当与调用父类本身。

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); // 必须在子类调用 this 前执行,调用了父类的 constructor
this.class = cla;
}
sayHello() {
super.sayHello; // 调用父类方法
console.log("Student say");
}
}
var liming = new Student("liming", 23, 7);
liming.say(); // My name is liming,i'm 23 years old.\n Student say.

总结

至此,我们可以看到:在 ES6 发布以后,JavaScript 中实现继承有了一个标准的方法。虽然它们只是语法糖,背后的本质还是通过原型链以及构造函数实现的,不过在写法上更易于我们理解而且也更加清晰。

参考:

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