搞懂 JavaScript 继承原理
栏目: JavaScript · 发布时间: 5年前
内容简介：摘要：理解 JS 继承。在理解继承之前，需要知道 js 的三个东西：我们知道 JS 有对象，比如
摘要：理解 JS 继承。
- 原文： 搞懂 JavaScript 继承原理
- 作者： 前端小智
Fundebug经授权转载，版权归原作者所有。
在理解继承之前，需要知道 js 的三个东西：
-
- 什么是 JS 原型链
-
- this 的值到底是什么
-
- JS 的 new 到底是干什么的
1. 什么是 JS 原型链？
我们知道 JS 有对象，比如
var obj = { name: "obj" };
我们通过控制台把 obj 打印出来：
我们会发现 obj 已经有几个属性（方法）了。 那么问题来了：valueOf / toString / constructor 是怎么来？我们并没有给 obj.valueOf 赋值呀。
上面这个图有点难懂，我手画一个示意图：
我们发现控制台打出来的结果是：
- obj 本身有一个属性 name (这是我们给它加的)
- obj 还有一个属性叫做 proto (它是一个对象)
- obj 还有一个属性，包括 valueOf, toString, constructor 等
- obj. proto 其实也有一个叫做 proto 的属性(console.log 没有显示)，值为 null
现在回到我们的问题：obj 为什么会拥有 valueOf / toString / constructor 这几个属性？
答案： 这跟proto 有关 。
当我们「读取」 obj.toString 时，JS 引擎会做下面的事情：
- 看看 obj 对象本身有没有 toString 属性。没有就走到下一步。
- 看看 obj. proto 对象有没有 toString 属性， 发现 obj. proto 有 toString 属性， 于是找到了，所以 obj.toString 实际就是第 2 步中找到的 obj. proto .toString。
- 如果 obj. proto 没有，那么浏览器会继续查看 obj. proto . proto
- 如果 obj. proto . proto 也没有，那么浏览器会继续查看 obj. proto . proto . proto
- 直到找到 toString 或者 proto 为 null。
上面的过程，就是「读」属性的「搜索过程」。而这个「搜索过程」，是连着由 proto 组成的链子一直走的。 这个链子，就叫做「原型链」。
共享原型链
现在我们还有另一个对象
var obj2 = { name: "obj2" };
如图:
那么 obj.toString 和 obj2.toString 其实是同一东西， 也就是 obj2. proto .toString。
说白了，我们改其中的一个 proto .toString ，那么另外一个其实也会变!
差异化
如果我们想让 obj.toString 和 obj2.toString 的行为不同怎么做呢？
直接赋值就好了：
obj.toString = function() {
return "新的 toString 方法";
};
小结
- [读]属性时会沿着原型链搜索
- [新增]属性时不会去看原型链
2. this 的值到底是什么
你可能遇到过这样的 JS 面试题：
var obj = {
foo: function() {
console.log(this);
}
};
var bar = obj.foo;
obj.foo(); // 打印出的 this 是 obj
bar(); // 打印出的 this 是 window
请解释最后两行函数的值为什么不一样。
函数调用
JS（ES5）里面有三种函数调用形式：
func(p1, p2); obj.child.method(p1, p2); func.call(context, p1, p2); // 先不讲 apply
一般，初学者都知道前两种形式，而且认为前两种形式「优于」第三种形式。
我们方方老师大姥说了，你一定要记住，第三种调用形式，才是正常调用形式：
func.call(context, p1, p2);
其他两种都是语法糖，可以等价地变为 call 形式：
func(p1, p2)等价于 func.call(undefined, p1, p2);
obj.child.method(p1, p2) 等价于 obj.child.method.call(obj.child, p1, p2);
至此我们的函数调用只有一种形式：
func.call(context, p1, p2);
这样，this 就好解释了this 就是上面 context。
this 是你 call 一个函数时传的 context，由于你从来不用 call 形式的函数调用，所以你一直不知道。
先看 func(p1, p2) 中的 this 如何确定：
当你写下面代码时;
function func() {
console.log(this);
}
func();
等价于;
function func() {
console.log(this);
}
func.call(undefined); // 可以简写为 func.call()
按理说打印出来的 this 应该就是 undefined 了吧，但是浏览器里有一条规则：
如果你传的 context 就 null 或者 undefined，那么 window 对象就是默认的 context（严格模式下默认 context 是 undefined）
因此上面的打印结果是 window。如果你希望这里的 this 不是 window，很简单：
func.call(obj); // 那么里面的 this 就是 obj 对象了
回到题目：
var obj = {
foo: function() {
console.log(this);
}
};
var bar = obj.foo;
obj.foo(); // 转换为 obj.foo.call(obj)，this 就是 obj
bar();
// 转换为 bar.call()
// 由于没有传 context
// 所以 this 就是 undefined
// 最后浏览器给你一个默认的 this —— window 对象
[ ] 语法
function fn() {
console.log(this);
}
var arr = [fn, fn2];
arr[0](); // 这里面的 this 又是什么呢？
我们可以把 arr 0 想象为 arr.0( )，虽然后者的语法错了，但是形式与转换代码里的 obj.child.method(p1, p2) 对应上了，于是就可以愉快的转换了：
arr[0]();
假想为 arr.0()
然后转换为 arr.0.call(arr)
那么里面的 this 就是 arr 了 :)
小结：
- this 就是你 call 一个函数时，传入的第一个参数。
- 如果你的函数调用不是 call 形式， 请将其转换为 call 形式
码部署后可能存在的 BUG 没法实时知道，事后为了解决这些 BUG，花了大量的时间进行 log 调试，这边顺便给大家推荐一个好用的 BUG 监控工具Fundebug。
3. JS 的 new 到底是干什么的？
我们声明一个士兵，具有如下属性：
var 士兵 = {
ID: 1, // 用于区分每个士兵
兵种: "美国大兵",
攻击力: 5,
生命值: 42,
行走: function() {
/*走俩步的代码*/
},
奔跑: function() {
/*狂奔的代码*/
},
死亡: function() {
/*Go die*/
},
攻击: function() {
/*糊他熊脸*/
},
防御: function() {
/*护脸*/
}
};
我们制造一个士兵， 只需要这样：
兵营.制造(士兵);
如果需要制造 100 个士兵怎么办呢？
循环 100 次吧：
var 士兵们 = []
var 士兵
for(var i=0; i<100; i++){
士兵 = {
ID: i, // ID 不能重复
兵种:"美国大兵",
攻击力:5,
生命值:42,
行走:function(){ /*走俩步的代码*/}，
奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/ },
死亡:function(){ /*Go die*/ },
攻击:function(){ /*糊他熊脸*/ },
防御:function(){ /*护脸*/ }
}
士兵们.push(士兵)
}
兵营.批量制造(士兵们)
哎呀，看起来好简单
质疑
上面的代码存在一个问题：浪费了很多内存
- 行走、奔跑、死亡、攻击、防御这五个动作对于每个士兵其实是一样的，只需要各自引用同一个函数就可以了，没必要重复创建 100 个行走、100 个奔跑……
- 这些士兵的兵种和攻击力都是一样的，没必要创建 100 次。
- 只有 ID 和生命值需要创建 100 次，因为每个士兵有自己的 ID 和生命值。
改进
通过第一节可以知道 ，我们可以通过原型链来解决重复创建的问题：我们先创建一个「士兵原型」，然后让「士兵」的 proto 指向「士兵原型」。
var 士兵原型 = {
兵种:"美国大兵",
攻击力:5,
行走:function(){ /*走俩步的代码*/}，
奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/ },
死亡:function(){ /*Go die*/ },
攻击:function(){ /*糊他熊脸*/ },
防御:function(){ /*护脸*/ }
}
var 士兵们 = []
var 士兵
for(var i=0; i<100; i++){
士兵 = {
ID: i, // ID 不能重复
生命值:42
}
/*实际工作中不要这样写，因为 __proto__ 不是标准属性*/
士兵.__proto__ = 士兵原型
士兵们.push(士兵)
}
兵营.批量制造(士兵们)
优雅？
有人指出创建一个士兵的代码分散在两个地方很不优雅，于是我们用一个函数把这两部分联系起来：
function 士兵(ID){
var 临时对象 = {};
临时对象.__proto__ = 士兵.原型;
临时对象.ID = ID;
临时对象.生命值 = 42;
return 临时对象;
}
士兵.原型 = {
兵种:"美国大兵",
攻击力:5,
行走:function(){ /*走俩步的代码*/}，
奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/ },
死亡:function(){ /*Go die*/ },
攻击:function(){ /*糊他熊脸*/ },
防御:function(){ /*护脸*/ }
}
// 保存为文件：士兵.js
然后就可以愉快地引用「士兵」来创建士兵了：
var 士兵们 = []
for(var i=0; i<100; i++){
士兵们.push(士兵(i))
}
兵营.批量制造(士兵们)
JS 之父看到大家都这么搞，觉得何必呢，我给你们个糖吃，于是 JS 之父创建了 new 关键字，可以让我们少写几行代码：
只要你在士兵前面使用 new 关键字，那么可以少做四件事情：
- 不用创建临时对象，因为 new 会帮你做（你使用「this」就可以访问到临时对象）；
- 不用绑定原型，因为 new 会帮你做(new 为了知道原型在哪，所以指定原型的名字 prototype);
- 不用 return 临时对象，因为 new 会帮你做；
- 不要给原型想名字了，因为 new 指定名字为 prototype。
这一次用 new 来写
function 士兵(ID){
this.ID = ID
this.生命值 = 42
}
士兵.prototype = {
兵种:"美国大兵",
攻击力:5,
行走:function(){ /*走俩步的代码*/},
奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/ },
死亡:function(){ /*Go die*/ },
攻击:function(){ /*糊他熊脸*/ },
防御:function(){ /*护脸*/ }
}
// 保存为文件：士兵.js
然后是创建士兵（加了一个 new 关键字）：
var 士兵们 = []
for(var i=0; i<100; i++){
士兵们.push(new 士兵(i))
}
兵营.批量制造(士兵们)
new 的作用，就是省那么几行代码。（也就是所谓的语法糖）
注意 constructor 属性
new 操作为了记录「临时对象是由哪个函数创建的」，所以预先给「士兵.prototype」加了一个 constructor 属性：
士兵.prototype = {
constructor: 士兵
};
如果你重新对「士兵.prototype」赋值，那么这个 constructor 属性就没了，所以你应该这么写：
士兵.prototype.兵种 = "美国大兵";
士兵.prototype.攻击力 = 5;
士兵.prototype.行走 = function() {
/*走俩步的代码*/
};
士兵.prototype.奔跑 = function() {
/*狂奔的代码*/
};
士兵.prototype.死亡 = function() {
/*Go die*/
};
士兵.prototype.攻击 = function() {
/*糊他熊脸*/
};
士兵.prototype.防御 = function() {
/*护脸*/
};
或者你也可以自己给 constructor 重新赋值：
士兵.prototype = {
constructor: 士兵,
兵种: "美国大兵",
攻击力: 5,
行走: function() {
/*走俩步的代码*/
},
奔跑: function() {
/*狂奔的代码*/
},
死亡: function() {
/*Go die*/
},
攻击: function() {
/*糊他熊脸*/
},
防御: function() {
/*护脸*/
}
};
四、继承
继承的本质就是上面的讲的原型链
1)借助构造函数实现继承
function Parent1() {
this.name = "parent1";
}
Parent1.prototype.say = function() {};
function Child1() {
Parent1.call(this);
this.type = "child";
}
console.log(new Child1());
打印结果：
这个主要是借用 call 来改变 this 的指向，通过 call 调用 Parent ，此时 Parent 中的 this 是指 Child1。有个缺点，从打印结果看出 Child1 并没有 say 方法，所以这种只能继承父类的实例属性和方法，不能继承原型属性/方法。
2)借助原型链实现继承
/**
* 借助原型链实现继承
*/
function Parent2() {
this.name = "parent2";
this.play = [1, 2, 3];
}
function Child2() {
this.type = "child2";
}
Child2.prototype = new Parent2();
console.log(new Child2());
var s1 = new Child2();
var s2 = new Child2();
打印：
通过一讲的，我们知道要共享莫些属性，需要 对象. proto = 父亲对象的.prototype,但实际上我们是不能直接 操作 proto ，这时我们可以借用 new 来做，所以
Child2.prototype = new Parent2(); <=> Child2.prototype. proto = Parent2.prototype; 这样我们借助 new 这个语法糖，就可以实现原型链继承。但这里有个总是，如打印结果，我们给 s1.play 新增一个值 ，s2 也跟着改了。所以这个是原型链继承的缺点，原因是 s1. pro 和 s2. pro 指向同一个地址即 父类的 prototype。
3)组合方式实现继承
/**
* 组合方式
*/
function Parent3() {
this.name = "parent3";
this.play = [1, 2, 3];
}
Parent3.prototype.say = function() {};
function Child3() {
Parent3.call(this);
this.type = "child3";
}
Child3.prototype = new Parent3();
var s3 = new Child3();
var s4 = new Child3();
s3.play.push(4);
console.log(new Child3());
console.log(s3.play, s4.play);
打印:
将 1 和 2 两种方式组合起来，就可以解决 1 和 2 存在问题，这种方式为组合继承。这种方式有点缺点就是我实例一个对象的时， 父类 new 了两次，一次是 var s3 = new Child3()对应 Child3.prototype = new Parent3()还要 new 一次。
4)组合继承的优化 1
function Parent4() {
this.name = "parent4";
this.play = [1, 2, 3];
}
Parent4.prototype.say = function() {};
function Child4() {
Parent4.call(this);
this.type = "child4";
}
Child4.prototype = Parent4.prototype;
var s5 = new Child4();
var s6 = new Child4();
这边主要为 Child4.prototype = Parent4.prototype， 因为我们通过构造函数就可以拿到所有属性和实例的方法，那么现在我想继承父类的原型对象，所以你直接赋值给我就行，不用在去 new 一次父类。其实这种方法还是有问题的，如果我在控制台打印以下两句:
从打印可以看出，此时我是没有办法区分一个对象 是直接 由它的子类实例化还是父类呢？我们还有一个方法判断来判断对象是否是类的实例，那就是用 constructor,我在控制台打印以下内容：
咦，你会发现它指向的是父类 ，这显然不是我们想要的结果， 上面讲过我们 prototype 里面有一个 constructor, 而我们此时子类的 prototype 指向是 父类的 prototye ,而父类 prototype 里面的 contructor 当然是父类自己的，这个就是产生该问题的原因。
组合继承的优化 2
/**
* 组合继承的优化2
*/
function Parent5() {
this.name = "parent4";
this.play = [1, 2, 3];
}
Parent5.prototype.say = function() {};
function Child5() {
Parent5.call(this);
this.type = "child4";
}
Child5.prototype = Object.create(Parent5.prototype);
这里主要使用 Object.create() ，它的作用是将对象继承到 proto 属性上。举个例子：
var test = Object.create({ x: 123, y: 345 });
console.log(test); //{}
console.log(test.x); //123
console.log(test.__proto__.x); //3
console.log(test.__proto__.x === test.x); //true
那大家可能说这样解决了吗，其实没有解决,因为这时 Child5.prototype 还是没有自己的 constructor,它要找的话还是向自己的原型对象上找最后还是找到 Parent5.prototype, constructor 还是 Parent5 ,所以要给 Child5.prototype 写自己的 constructor:
Child5.prototype = Object.create(Parent5.prototype); Child5.prototype.constructor = Child5;
参考
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