一文完全吃透JavaScript繼承(面試必備良藥)
背景
繼承給我們提供了一種優(yōu)雅可復(fù)用的編碼方式，繼承也是面試中經(jīng)常被問到的問題，本文全面總結(jié)了JavaScript 中的繼承類型、各個(gè)繼承類型的優(yōu)缺點(diǎn)及使用場景等，一文吃透 JavaScript 繼承，收藏起來吧～
原型繼承
原型鏈?zhǔn)菍?shí)現(xiàn)原型繼承的主要方法，基本思想就是利用原型讓一個(gè)引用類型繼承另一個(gè)引用類型的屬性和方法。
實(shí)現(xiàn)原型鏈的基本模式
- function SuperType(){
- this.property=true;
- }
- SuperType.prototype.getSuperValue=function(){
- returnthis.property;
- }
- function SubType(){
- this.subproperty=false;
- }
- SubType.prototype=new SuperType();
- SubType.prototype.getSubValue=function(){
- returnthis.property;
- };
- var instance=new SubType();
- console.log(instance.getSuperValue()); //true;
例子中的實(shí)例及構(gòu)造函數(shù)和原型之間的關(guān)系圖：
在例子代碼中，定義了兩個(gè)對(duì)象，subType和superType。
兩個(gè)對(duì)象之間實(shí)現(xiàn)了繼承，而這種繼承方式是通過創(chuàng)建SuperType的實(shí)例并將該實(shí)例賦給subType.prototype實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的本質(zhì)就是重寫了原型對(duì)象。
這樣subType.prototype中就會(huì)存在一個(gè)指針指向superType的原型對(duì)象。也就是說，存在superType的實(shí)例中的屬性和方法現(xiàn)在都存在于subType.prototype中了。這樣繼承了之后，又可以為subType添加新的方法和屬性。
要注意，這個(gè)指針（[[prototype]]）默認(rèn)情況下是不可以再被外部訪問的,估計(jì)是會(huì)被一些內(nèi)部方法使用的，例如用for...in來遍歷原型鏈上可以被枚舉的屬性的時(shí)候，就需要通過這個(gè)指針找到當(dāng)前對(duì)象所繼承的對(duì)象。不過，F(xiàn)irefox、Safari和Chrome在每個(gè)對(duì)象上都支持一個(gè)屬性__proto__。
原型繼承需要注意的一些問題
1. 別忘記默認(rèn)的類型
我們知道，所有的引用類型都繼承了Object，而這個(gè)繼承也是通過原型鏈實(shí)現(xiàn)的。所以所有的對(duì)象都擁有Object具有的一些默認(rèn)的方法。如：hasOwnProperty()、propertyIsEnumerable()、toLocaleString()、toString()和valueOf()
2. 確定原型和實(shí)例的關(guān)系可以通過兩種方式來確定原型和實(shí)例之間的關(guān)系。
① 使用instanceof 操作符，只要用這個(gè)操作符來測試實(shí)例與原型鏈中出現(xiàn)過的構(gòu)造函數(shù)，結(jié)果就會(huì)返回true。
② 第二種方式是使用isPrototypeOf()方法。同樣，只要是原型鏈中出現(xiàn)過的原型，都可以說是該原型鏈所派生的實(shí)例的原型，因此isPrototypeOf()方法也會(huì)返回true。
例子：
- alert(instance instanceofObject); //true
- alert(instance instanceof SuperType); //true
- alert(instance instanceof SubType); //true
- alert(Object.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
- alert(SuperType.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
- alert(SubType.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
③ 子類要在繼承后定義新方法
因?yàn)椋屠^承是實(shí)質(zhì)上是重寫原型對(duì)象。所以，如果在繼承前就在子類的prototype上定義一些方法和屬性。那么繼承的時(shí)候，子類的這些屬性和方法將會(huì)被覆蓋。
如圖：
④ 不能使用對(duì)象字面量創(chuàng)建原型方法
這個(gè)的原理跟第三點(diǎn)的實(shí)際上是一樣的。當(dāng)你使用對(duì)象字面量創(chuàng)建原型方法重寫原型的時(shí)候，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于重寫了原型鏈，所以原來的原型鏈就被切斷了。如圖：
⑤ 注意父類包含引用類型的情況
如圖：
這個(gè)例子中的SuperType 構(gòu)造函數(shù)定義了一個(gè)colors 屬性，該屬性包含一個(gè)數(shù)組（引用類型值）。SuperType 的每個(gè)實(shí)例都會(huì)有各自包含自己數(shù)組的colors 屬性。當(dāng)SubType 通過原型鏈繼承了SuperType 之后，SubType.prototype 就變成了SuperType 的一個(gè)實(shí)例，因此它也擁有了一個(gè)它自己的colors 屬性——就跟專門創(chuàng)建了一個(gè)SubType.prototype.colors 屬性一樣。但結(jié)果是什么呢？結(jié)果是SubType 的所有實(shí)例都會(huì)共享這一個(gè)colors 屬性。而我們對(duì)instance1.colors 的修改能夠通過instance2.colors 反映出來。也就是說，這樣的修改會(huì)影響各個(gè)實(shí)例。
原型繼承的缺點(diǎn)(問題)
- 最明顯的就是上述第⑤點(diǎn)，有引用類型的時(shí)候，各個(gè)實(shí)例對(duì)該引用的操作會(huì)影響其他實(shí)例。
- 沒有辦法在不影響所有對(duì)象實(shí)例的情況下，給超類型的構(gòu)造函數(shù)傳遞參數(shù)。
有鑒于此，實(shí)踐中很少會(huì)單獨(dú)使用原型繼承。
借用構(gòu)造函數(shù)繼承
在解決原型中包含引用類型值所帶來問題的過程中，開發(fā)人員開始使用一種叫做借用構(gòu)造函數(shù) (constructor stealing）的技術(shù)（有時(shí)候也叫做偽造對(duì)象或經(jīng)典繼承）。這種技術(shù)的基本思想相當(dāng)簡單，即 在子類型構(gòu)造函數(shù)的內(nèi)部調(diào)用超類型構(gòu)造函數(shù)。
基本模式
- function SuperType(){
- this.colors = ["red", "blue", "green"];
- }
- function SubType(){
- //繼承了SuperType
- SuperType.call(this);
- }
- var instance1 = new SubType();
- instance1.colors.push("black");
- alert(instance1.colors); //"red,blue,green,black"
- var instance2 = new SubType();
- alert(instance2.colors); //"red,blue,green"
基本思想
借用構(gòu)造函數(shù)的基本思想就是利用call或者apply把父類中通過this指定的屬性和方法復(fù)制（借用）到子類創(chuàng)建的實(shí)例中。因?yàn)閠his對(duì)象是在運(yùn)行時(shí)基于函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境綁定的。也就是說，在全局中，this等于window，而當(dāng)函數(shù)被作為某個(gè)對(duì)象的方法調(diào)用時(shí)，this等于那個(gè)對(duì)象。call 、apply方法可以用來代替另一個(gè)對(duì)象調(diào)用一個(gè)方法。call、apply 方法可將一個(gè)函數(shù)的對(duì)象上下文從初始的上下文改變?yōu)橛?thisObj 指定的新對(duì)象。
所以，這個(gè)借用構(gòu)造函數(shù)就是，new對(duì)象的時(shí)候(注意，new操作符與直接調(diào)用是不同的，以函數(shù)的方式直接調(diào)用的時(shí)候，this指向window，new創(chuàng)建的時(shí)候，this指向創(chuàng)建的這個(gè)實(shí)例)，創(chuàng)建了一個(gè)新的實(shí)例對(duì)象，并且執(zhí)行SubType里面的代碼，而SubType里面用call調(diào)用了SuperTyep，也就是說把this指向改成了指向新的實(shí)例，所以就會(huì)把SuperType里面的this相關(guān)屬性和方法賦值到新的實(shí)例上，而不是賦值到SupType上面。所有實(shí)例中就擁有了父類定義的這些this的屬性和方法。
優(yōu)勢
相對(duì)于原型鏈而言，借用構(gòu)造函數(shù)有一個(gè)很大的優(yōu)勢，即可以在子類型構(gòu)造函數(shù)中向超類型構(gòu)造函數(shù)傳遞參數(shù)。因?yàn)閷傩允墙壎ǖ絫his上面的，所以調(diào)用的時(shí)候才賦到相應(yīng)的實(shí)例中，各個(gè)實(shí)例的值就不會(huì)互相影響了。
例如：
- function SuperType(name){
- this.name = name;
- }
- function SubType(){
- //繼承了SuperType，同時(shí)還傳遞了參數(shù)
- SuperType.call(this, "Nicholas");
- //實(shí)例屬性
- this.age = 29;
- }
- var instance = new SubType();
- alert(instance.name); //"Nicholas";
- alert(instance.age); //29
劣勢
如果僅僅是借用構(gòu)造函數(shù)，那么也將無法避免構(gòu)造函數(shù)模式存在的問題——方法都在構(gòu)造函數(shù)中定義，因此函數(shù)復(fù)用就無從談起了。而且，在超類型的原型中定義的方法，對(duì)子類型而言也是不可見的，結(jié)果所有類型都只能使用構(gòu)造函數(shù)模式。考慮到這些問題，借用構(gòu)造函數(shù)的技術(shù)也是很少單獨(dú)使用的。
組合繼承
組合繼承（combination inheritance），有時(shí)候也叫做偽經(jīng)典繼承。是將原型鏈和借用構(gòu)造函數(shù)的技術(shù)組合到一塊，從而發(fā)揮二者之長的一種繼承模式。
基本思想
思路是使用原型鏈實(shí)現(xiàn)對(duì)原型屬性和方法的繼承，而通過借用構(gòu)造函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)例屬性的繼承。這樣，既通過在原型上定義方法實(shí)現(xiàn)了函數(shù)復(fù)用，又能夠保證每個(gè)實(shí)例都有它自己的屬性。
基本模型
- function SuperType(name){
- this.name = name;
- this.colors = ["red", "blue", "green"];
- }
- SuperType.prototype.sayName = function(){
- alert(this.name);
- };
- function SubType(name, age){
- //繼承屬性
- SuperType.call(this, name);
- this.age = age;
- }
- //繼承方法
- SubType.prototype = new SuperType();
- SubTypeSubType.prototype.constructor = SubType;
- SubType.prototype.sayAge = function(){
- alert(this.age);
- };
- var instance1 = new SubType("Nicholas", 29);
- instance1.colors.push("black");
- alert(instance1.colors); //"red,blue,green,black"
- instance1.sayName(); //"Nicholas";
- instance1.sayAge(); //29
- var instance2 = new SubType("Greg", 27);
- alert(instance2.colors); //"red,blue,green"
- instance2.sayName(); //"Greg";
- instance2.sayAge(); //27
優(yōu)勢
組合繼承避免了原型鏈和借用構(gòu)造函數(shù)的缺陷，融合了它們的優(yōu)點(diǎn)，成為JavaScript 中最常用的繼承模式。
劣勢
組合繼承最大的問題就是無論什么情況下，都會(huì)調(diào)用兩次超類型構(gòu)造函數(shù)：一次是在創(chuàng)建子類型原型的時(shí)候，另一次是在子類型構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部。雖然子類型最終會(huì)包含超類型對(duì)象的全部實(shí)例屬性，但我們不得不在調(diào)用子類型構(gòu)造函數(shù)時(shí)重寫這些屬性。
寄生類繼承
原型式繼承
其原理就是借助原型，可以基于已有的對(duì)象創(chuàng)建新對(duì)象。節(jié)省了創(chuàng)建自定義類型這一步（雖然覺得這樣沒什么意義）。
模型
- function object(o){
- function W(){
- }
- W.prototype = o;
- returnnew W();
- }
ES5新增了Object.create()方法規(guī)范化了原型式繼承。即調(diào)用方法為：Object.create(o);
適用場景
只想讓一個(gè)對(duì)象跟另一個(gè)對(duì)象建立繼承這種關(guān)系的時(shí)候，可以用Object.create();這個(gè)方法，不兼容的時(shí)候，則手動(dòng)添加該方法來兼容。
寄生式繼承
寄生式繼承是原型式繼承的加強(qiáng)版。
模型
- function createAnother(origin){
- var clone=object(origin);
- clone.say=function(){
- alert('hi')
- }
- return clone;
- }
即在產(chǎn)生了這個(gè)繼承了父類的對(duì)象之后，為這個(gè)對(duì)象添加一些增強(qiáng)方法。
寄生組合式繼承
實(shí)質(zhì)上，寄生組合繼承是寄生式繼承的加強(qiáng)版。這也是為了避免組合繼承中無可避免地要調(diào)用兩次父類構(gòu)造函數(shù)的最佳方案。所以，開發(fā)人員普遍認(rèn)為寄生組合式繼承是引用類型最理想的繼承范式。
基本模式
- function inheritPrototype(SubType,SuperType){
- var prototype=object(SuperType.prototype);
- prototype.constructor=subType;
- subType.prototype=prototype;
- }
這個(gè)object是自定義的一個(gè)相當(dāng)于ES5中Object.create()方法的函數(shù)。在兼容性方面可以兩個(gè)都寫。
兼容寫法
- function object(o){
- function W(){
- }
- W.prototype=o;
- returnnew W;
- }
- function inheritPrototype(SubType,SuperType){
- var prototype;
- if(typeofObject.create==='function'){
- prototype=Object.create(SuperType.prototype);
- }else{
- prototype=object.create(SuperType.prototype);
- }<br> prototype.constructor=SubType;
- SubType.prototype=prototype;
- }
Class繼承
Class 可以通過extends關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)繼承。子類必須在constructor方法中調(diào)用super方法，否則新建實(shí)例時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。這是因?yàn)樽宇愖约旱膖his對(duì)象，必須先通過父類的構(gòu)造函數(shù)完成塑造，得到與父類同樣的實(shí)例屬性和方法，然后再對(duì)其進(jìn)行加工，加上子類自己的實(shí)例屬性和方法。如果不調(diào)用super方法，子類就得不到this對(duì)象。
注意 ：ES5 的繼承，實(shí)質(zhì)是先創(chuàng)造子類的實(shí)例對(duì)象this，然后再將父類的方法添加到this上面（Parent.apply(this)）。ES6 的繼承機(jī)制完全不同，實(shí)質(zhì)是先將父類實(shí)例對(duì)象的屬性和方法，加到this上面（所以必須先調(diào)用super方法），然后再用子類的構(gòu)造函數(shù)修改this。
- class ColorPoint extends Point {
- constructor(x, y, color) {
- super(x, y); // 調(diào)用父類的constructor(x, y)
- this.color = color;
- }
- toString() {
- returnthis.color + ' ' + super.toString(); // 調(diào)用父類的toString()
- }
- }
Class的繼承鏈
大多數(shù)瀏覽器的 ES5 實(shí)現(xiàn)之中，每一個(gè)對(duì)象都有__proto__屬性，指向?qū)?yīng)的構(gòu)造函數(shù)的prototype屬性。Class 作為構(gòu)造函數(shù)的語法糖，同時(shí)有prototype屬性和__proto__屬性，因此同時(shí)存在兩條繼承鏈。
（1）子類的__proto__屬性，表示構(gòu)造函數(shù)的繼承，總是指向父類。
（2）子類prototype屬性的__proto__屬性，表示方法的繼承，總是指向父類的prototype屬性。
- class A {
- }
- class B extends A {
- }
- B.__proto__ === A // true
- B.prototype.__proto__ === A.prototype // true
上面代碼中，子類B的__proto__屬性指向父類A，子類B的prototype屬性的__proto__屬性指向父類A的prototype屬性。
