JS 繼承

用過 React的讀者知道，經(jīng)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{
    // ...
}

React github源碼

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

構(gòu)造函數(shù)、原型對象和實例之間的關(guān)系

要弄懂extends繼承之前，先來復(fù)習(xí)一下構(gòu)造函數(shù)、原型對象和實例之間的關(guān)系。

代碼表示：

function F(){}
var f = new F();

// 構(gòu)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：


構(gòu)造函數(shù)

ES6 extends 繼承做了什么操作

我們先看看這段包含靜態(tài)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(gòu)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：


構(gòu)造函數(shù)（Parent）

結(jié)合代碼和圖可以知道， ES6extends 繼承，主要就是：

  1. 把子類構(gòu)造函數(shù)( Child)的原型( proto)指向了父類構(gòu)造函數(shù)( Parent)。
  2. 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(biāo)記的兩條線。
  3. 子類構(gòu)造函數(shù) Child繼承了父類構(gòu)造函數(shù) Preant的里的屬性。使用 super調(diào)用的( ES5則用 call或者 apply調(diào)用傳參)。也就是圖中用不同顏色標(biāo)記的兩條線。

看過《JavaScript高級程序設(shè)計-第3版》 章節(jié) 6.3繼承的讀者應(yīng)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(shè)置了 proto鏈接。那問題來了，什么可以設(shè)置 proto鏈接呢。

設(shè)置 proto

new、 Object.create 和 Object.setPrototypeOf 可以設(shè)置__proto__。

說明一下， __proto__這種寫法是瀏覽器廠商自己的實現(xiàn)。

再結(jié)合一下圖和代碼看一下的 new， new出來的實例的 __proto__指向構(gòu)造函數(shù)的 prototype，這就是 new做的事情。

new 做了什么

  1. 創(chuàng)建了一個全新的對象。
  2. 這個對象會被執(zhí)行 [[Prototype]]（也就是 proto）鏈接。
  3. 生成的新對象會綁定到函數(shù)調(diào)用的 this。
  4. 通過 new創(chuàng)建的每個對象將最終被 [[Prototype]]鏈接到這個函數(shù)的 prototype對象上。
  5. 如果函數(shù)沒有返回對象類型 Object(包含 Functoin, Array, Date, RegExg, Error)，那么 new表達(dá)式中的函數(shù)調(diào)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(chuàng)建一個新對象，使用現(xiàn)有的對象來提供新創(chuàng)建的對象的 __proto__。

它接收兩個參數(shù)，不過第二個可選參數(shù)是屬性描述符（不常用，默認(rèn)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(yīng)用了new會設(shè)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() 方法設(shè)置一個指定的對象的原型（即內(nèi)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(xiàn)繼承的工具函數(shù)的。

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);
}

extends的ES5版本實現(xiàn)

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

// ES5 實現(xiàn)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(dāng)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(zhuǎn)碼成 ES5來查看，更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶崿F(xiàn)。

// 對轉(zhuǎn)換后的代碼進(jìn)行了簡要的注釋
"use strict";
// 主要是對當(dāng)前環(huán)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(shù)返回值 是否為null或者函數(shù)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(chuàng)建一個新對象，使用現(xiàn)有的對象來提供新創(chuàng)建的對象的__proto__。 
    // 也就是說執(zhí)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(shè)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(tài)屬性賦值到構(gòu)造函數(shù)的prototype和構(gòu)造器函數(shù)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(tài)屬性賦值到構(gòu)造函數(shù)的prototype和構(gòu)造器函數(shù)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(dāng)于Parent.call(this, name); 是super(name)的一種轉(zhuǎn)換
        // _possibleConstructorReturn 判斷Parent.call(this, name)函數(shù)返回值 是否為null或者函數(shù)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(guān)還是不太明白的讀者，推薦閱讀以下書籍的相關(guān)章節(jié)，可以自行找到相應(yīng)的 pdf版本。

推薦閱讀JS繼承相關(guān)的書籍章節(jié)

《JavaScript高級程序設(shè)計第3版》第6章——面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計

6種繼承的方案，分別是原型鏈繼承、借用構(gòu)造函數(shù)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(qū)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?qū)ο缶幊痰?版》第6章——繼承

12種繼承的方案：

  • 原型鏈法（仿傳統(tǒng)）
  • 僅從原型繼承法
  • 臨時構(gòu)造器法
  • 原型屬性拷貝法
  • 全屬性拷貝法（即淺拷貝法）
  • 深拷貝法
  • 原型繼承法
  • 擴(kuò)展與增強(qiáng)模式
  • 多重繼承法
  • 寄生繼承法
  • 構(gòu)造器借用法
  • 構(gòu)造器借用與屬性拷貝法

《ES6標(biāo)準(zhǔn)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(jié)

繼承對于JS來說就是父類擁有的方法和屬性、靜態(tài)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(diào)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(gòu)造器的工作方式，剩下的就簡單了。寄生組合式繼承是開發(fā)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(gòu)造函數(shù)的 proto指向父類構(gòu)造器，繼承父類的靜態(tài)方法
  • 子類構(gòu)造函數(shù)的 prototype的 proto指向父類構(gòu)造器的 prototype，繼承父類的方法。
  • 子類構(gòu)造器里調(diào)用父類構(gòu)造器，繼承父類的屬性。

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