Classical Inheritance in JavaScript

Douglas Crockford    www.crockford.com   翻译：ThoughtScript  原文链接 http://javascript.crockford.com/inheritance.html

And you think you're so clever and classless and free  — John Lennon

JavaScript 一种是与类无关的面向对象语言（基于对象）,因此Javascript使用了基于原型的方式(原型链)代替传统面向对象语言的继承方式。这可能会让过去习惯于使用C++、Java这类面向对象语言继承方式的程序员感到困惑。但马上你就能认识到实际上Javascript的原型方式确实比传统的方式更能表达继承关系。

JavaJavaScript

Strongly-typed	Loosely-typed
Static	Dynamic
Classical	Prototypal
Classes	Functions
Constructors	Functions
Methods	Functions

但是，首先我们需要思考我们使用继承的目的是什么？有两个主要的方面。第一是出于类型转换。我们希望语言环境能自动的对引用类的进行类型转换，但有时是无法通过类型系统的安全检查的，所以通常我们需要会对引用的对象进行显示转换，这对强类型语言至关重要，但是对像JavaScript这样弱类型语言却是无关紧要，因为Javascript中对象的引用不需要类型转换。 第二是考虑代码重用。通常我们通过使一系列不同对象实现相同的接口来达到重用。类继承方式通过创建一个单独的定义集合接口让重用变的可能，通常我们看到一些对象非常相似，但是对象间也存在区别，主要是增加或修改了一小部分方法。传统的类继承方式对代码重用的确有用，但JavaScript的原型方式更有用。 为了证明这点，我们将会介绍一些 sugar 让我们的代码形式类似于传统语言的形式。并且我们将展示在传统语言中不可行但却非常有用的模式，最后，我们将解释这些 sugar。

Classical Inheritance 类继承方式

首先，我们定义一个Parenizor类，Parenizor拥有设置和获取value变量的方法，和一个返回把value用括号包裹起来后值的toString方法。

function Parenizor(value) {
this.setValue(value);
}

Parenizor.method('setValue', function (value) {
 this.value = value;
 return this;
});

Parenizor.method('getValue', function () {
 return this.value;
});

Parenizor.method('toString', function () {
 return '(' + this.getValue() + ')';
});

这样的语法看上去有些不寻常，但这是可以很容易让人识别这是传统类继承的模式。method方法接收一个方法名称和一个方法函数，让方法作为公共方法添加到类中。 所以现在我们可以这样写：

myParenizor = new Parenizor(0); myString = myParenizor.toString();

正如您所期望的，myString的值为“(0)” 现在我们定义另一个继承自Parenizor的类，同样的toString方法但返回“-0-”如果值为零或空。

function ZParenizor(value) {
this.setValue(value);
}

ZParenizor.inherits(Parenizor);

ZParenizor.method('toString', function () {
 if (this.getValue()) {
 return this.uber('toString');
}
 return"-0-";
});

inherits方法与Java的extends关键字作用很相似，uber方法与Java的super相似，允许方法调用父类的方法。（该名称已被更改，以避免保留字的限制。） 所以现在我们可以这样写：

myZParenizor = new ZParenizor(0); myString = myZParenizor.toString();

这次，myString的值为“-0-” Javascript没有类的概念，但是我们依旧可以按类方式的编程。

Multiple Inheritance 多重继承

通过操纵一个函数的原型对象，我们可以实现多重继承，使我们能创建一个继承多个类的不同方法。 复杂的多重继承难以实现，并有可能遭受潜在的方法名称冲突。我们可以在JavaScript中实现复杂的多重继承，但对于这个例子中，我们将使用一种称为Swiss Inheritance的更严格形式。 假设有一个NumberValue的类，具有 一个setValue 方法用来检查value变量是否是指定范围内的数字，并在需要的时候可以抛出异常。我们只需要ZParenizor的 setValue和setRange方法，而不需要toString方法，所以我们可以这样写： ZParenizor.swiss(NumberValue, 'setValue', 'setRange'); 这里只把我们请求的方法添加到了ZParenizor类中。

Parasitic Inheritance 寄生继承

这里用另一种代替继承自Parenizor的方法来定义ZParenizor。寄生继承并不直接从 Parenizor继承，而是通过在ZParenizor构造器内部中调用Parenizor构造器，通过对Parenizor构造器返回的结果that进行修改，最后返回修改后的that。而这个构造器添加的是特权方法（privileged methods）而非公共方法。

function ZParenizor2(value) {
 var that = new Parenizor(value);
 that.toString = function () {
 if (this.getValue()) {
 return this.uber('toString');
}
 return"-0-"
};
 return that;
}

类继承方式是 is-a（是...） 的关系，而寄生继承是 was-a-but-now's-a(原来是……而现在是……) 的关系。在对象构造中构造器扮演了主要的角色。注意uber方法（代替super保留字）对特权方法仍然有效。

Class Augmentation 类扩展

  JavaScript的动态特性使我们能够添加或替换现有类中的方法。我们能在任何时候调用method方法，不管现有的还是未来创建的类实例都将会含有新添加的方法，这样我们在随时都能很直接的扩展类的方法。而继承是通过追溯的方式工作的，和类扩展是不同的。我们把这种方式命名为“Class Augmentation ”是因为想避免Java中的extends（扩展）混淆，这是两个完全不同的概念。

Object Augmentation 对象扩展

  在静态的面向对象语言中，假如你需要一个只是与另一已经存在对象稍有不同的对象，你必须重新定义一个新的类。但在Javascript，你可以添加单个对象的方法，而不需要定义额外的类。这样你可以写更少更简单的类，这是Javascript非常强大的特性。把每一个Javascript对象现象成一张张哈希表，你可以随时添加新的变量到哈希表中，如何变量是函数，变量就会成为对象的方法。 这样在上面的例子中，我完全不需要用到ZParenizor类，就能以很简单的方式修改实例对象来达到扩展对象。

myParenizor = new Parenizor(0);
myParenizor.toString = function () {
 if (this.getValue()) {
 return this.uber('toString');
}
 return"-0-";
};
myString = myParenizor.toString();

这里我们没有使用任何形式的继承就增加了 toString方法到myParenizor 实例对象中。这是因为JavaScript是与类无关的语言，所以你可以扩展每一个独立的实例对象。

Sugar

为了让上面的例子能运行，我写了四个sugar 方法。第一个是method方法，用来把实例方法添加到类中。

Function.prototype.method = function (name, func) {
 this.prototype[name] = func;
 return this;
};

这里添加了一个公共的方法到Function.prototype，这里通过类扩展的方式这样所有的方法都可以使用method方法。这你需要一个函数名称和函数，作为参数，将它们添加到一个函数的原型对象中。 这里返回本身（this）。当我写一个方法，它不需要返回值时，我通常会返回它本身，这样可以允许写成链式语句的编程风格。 下一个是inherits方法，用来让一个类继承另一个类。inherits方法应该在两个类定义之后调用，但在添加继承方法之前。

Function.method('inherits', function (parent) {
 var d = {}, p = (this.prototype = new parent());
 this.method('uber', function uber(name) {
 if (!(name in d)) {
 d[name] = 0;
}
 var f, r, t = d[name], v = parent.prototype;
 if (t) {
 while (t) {
 v = v.constructor.prototype;
 t -= 1;
}
 f = v[name];
 } else {
 f = p[name];
 if (f == this[name]) {
 f = v[name];
}
}
 d[name] += 1;
 r = f.apply(this, Array.prototype.slice.apply(arguments, [1]));
 d[name] -= 1;
 return r;
});
 return this;
});

再来，我们扩展Function类。我们创建parent类的实例对象做为新的prototype。在添加uber方法到prototype的同时修正constructor 字段。 uber方法将会在自己的prototype中查找指定的方法。这个方法在寄生继承或对象扩展的情况下会被调用执行。如果使用的是类继承方式，那么我们要找到parent的prototype中的函数。return语句调用了函数的apply方法来调用该函数，同时显示地设置this并传递一个参数数组。参数（如果有的话）可以从arguments数组中获得。不幸的是，arguments数组并不是一个真正的数组，所以我们必须再次调用apply来调用数组中的slice方法。 最后是swiss方法：

Function.method('swiss', function (parent) {
 for (var i = 1; i < arguments.length; i += 1) {
 var name = arguments[i];
 this.prototype[name] = parent.prototype[name];
}
 return this;
});

swiss方法遍历arguments参数对象。通过每一个参数名称name，他从parent原型中拷贝成员到自身类的原型中。

Conclusion 结论

  JavaScript可以传统语言方式那样使用，但它也有丰富独特的表达继承的方式。我们已经了解了 类继承方式，Swiss继承方式，寄生继承方式，类扩展和对象扩展。这一系列代码重用的模式来自被认为比Java更小，更简单的Javascript。 传统语言中的对象是固定的（hard），要在对象中添加新的成员变量的唯一方式就是创建新的类。但在Javascript中，对象是灵活（soft），添加一个新的成员到JavaScript对象中只需要作简单的赋值。 由于JavaScript中的对象是如此灵活，你必须对类层次结构有不同的认识。深层次（Deep hierarchies ）是不适当的，浅层次（Shallow hierarchies ）更具执行效率和可读性。 到现在我已经写了8年的JavaScript，期间我发现我从来没有使用过uber方法。调用父类成员（super）的想法在传统模式中是相当重要的，但是在原型和函数式的模式中这看起来并不是很有必要。从现在看来早期我支持传统模式中super的尝试是一个错误。