JS 基础之: 继承的 六 种实现方式

 

#引言

JS系列暂定 27 篇，从基础，到原型，到异步，到设计模式，到架构模式等，

本篇是 JS系列中第 3 篇，文章主讲 JS 继承，包括原型链继承、构造函数继承、组合继承、寄生组合继承、原型式继承以及 ES6 继承 。

#ES5 继承

先定义一个父类

function SuperType () {
  // 属性
  this.name = 'SuperType';
}
// 原型方法
SuperType.prototype.sayName = function() {
  return this.name;
};

#一、 原型链继承

将父类的实例作为子类的原型

// 父类
function SuperType () {
  this.name = 'SuperType'; // 父类属性
}
SuperType.prototype.sayName = function () { // 父类原型方法
  return this.name;
};

// 子类
function SubType () {
  this.subName = "SubType"; // 子类属性
};

SubType.prototype = new SuperType(); // 重写原型对象，代之以一个新类型的实例
// 这里实例化一个 SuperType 时， 实际上执行了两步
// 1，新创建的对象复制了父类构造函数内的所有属性及方法
// 2，并将原型 __proto__ 指向了父类的原型对象

SubType.prototype.saySubName = function () { // 子类原型方法
  return this.subName;
}

// 子类实例
let instance = new SubType();

// instanceof 通过判断对象的 prototype 链来确定对象是否是某个类的实例
instance instanceof SubType; // true
instance instanceof SuperType; // true

// 注意
SubType instanceof SuperType; // false
SubType.prototype instanceof SuperType ; // true

• 特点：利用原型，让一个引用类型继承另一个引用类型的属性及方法

• 优点：继承了父类的模板，又继承了父类的原型对象

• 缺点：

  • 可以在子类构造函数中，为子类实例增加实例属性。如果要新增原型属性和方法，则必须放在 SubType.prototype = new SuperType('SubType'); 这样的语句之后执行。

  • 无法实现多继承

  • 来自原型对象的所有属性被所有实例共享

    // 父类
    function SuperType () {
      this.colors = ["red", "blue", "green"];
      this.name = "SuperType";
    }
    // 子类
    function SubType () {}
    
    // 原型链继承
    SubType.prototype = new SuperType();
    
    // 实例1
    var instance1 = new SubType();
    instance1.colors.push("blcak");
    instance1.name = "change-super-type-name";
    console.log(instance1.colors); // ["red", "blue", "green", "blcak"]
    console.log(instance1.name); // change-super-type-name
    // 实例2
    var instance2 = new SubType();
    console.log(instance2.colors); // ["red", "blue", "green", "blcak"]
    console.log(instance2.name); // SuperType
    

    

    注意：更改 SuperType 引用类型属性时，会使 SubType 所有实例共享这一更新。基础类型属性更新则不会。

  • 创建子类实例时，无法向父类构造函数传参，或者说是，没办法在不影响所有对象实例的情况下，向超类的构造函数传递参数

#二、 构造继承

基本思想：在子类型的构造函数内部调用父类型构造函数。

注意：函数只不过是在特定环境中执行代码的对象，所以这里使用 apply/call 来实现。

使用父类的构造函数来增强子类实例，等于是复制父类的实例属性给子类（没用到原型）

// 父类
function SuperType (name) {
  this.name = name; // 父类属性
}
SuperType.prototype.sayName = function () { // 父类原型方法
  return this.name;
};

// 子类
function SubType () {
  // 调用 SuperType 构造函数
  SuperType.call(this, 'SuperType'); // 在子类构造函数中，向父类构造函数传参
  // 为了保证子父类的构造函数不会重写子类的属性，需要在调用父类构造函数后，定义子类的属性
  this.subName = "SubType"; // 子类属性
};
// 子类实例
let instance = new SubType(); // 运行子类构造函数，并在子类构造函数中运行父类构造函数，this绑定到子类

• 优点：解决了1中子类实例共享父类引用对象的问题，实现多继承，创建子类实例时，可以向父类传递参数
• 缺点：
  • 实例并不是父类的实例，只是子类的实例
  • 只能继承父类的实例属性和方法，不能继承原型属性/方法
  • 无法实现函数复用，每个子类都有父类实例函数的副本，影响性能

#三. 组合继承

顾名思义，组合继承就是将原型链继承与构造函数继承组合在一起，从而发挥两者之长的一种继承模式。

基本思想：使用原型链继承使用对原型属性和方法的继承，通过构造函数继承来实现对实例属性的继承。这样既能通过在原型上定义方法实现函数复用，又能保证每个实例都有自己的属性。

通过调用父类构造，继承父类的属性并保留传参的优点，然后通过将父类实例作为子类原型，实现函数复用

// 父类
function SuperType (name) {
  this.colors = ["red", "blue", "green"];
  this.name = name; // 父类属性
}
SuperType.prototype.sayName = function () { // 父类原型方法
  return this.name;
};

// 子类
function SubType (name, subName) {
  // 调用 SuperType 构造函数
  SuperType.call(this, name); // ----第二次调用 SuperType----
  this.subName = subName;
};

// ----第一次调用 SuperType----
SubType.prototype = new SuperType(); // 重写原型对象，代之以一个新类型的实例

SubType.prototype.constructor = SubType; // 组合继承需要修复构造函数指向
SubType.prototype.saySubName = function () { // 子类原型方法
  return this.subName;
}

// 子类实例
let instance = new SubType('An', 'sisterAn')
instance.colors.push('black')
console.log(instance.colors) // ["red", "blue", "green", "black"]
instance.sayName() // An
instance.saySubName() // sisterAn

let instance1 = new SubType('An1', 'sisterAn1')
console.log(instance1.colors) //  ["red", "blue", "green"]
instance1.sayName() // An1
instance1.saySubName() // sisterAn1

第一次调用 SuperType 构造函数时，SubType.prototype 会得到两个属性name和colors；当调用 SubType 构造函数时，第二次调用 SuperType 构造函数，这一次又在新对象属性上创建了 name和colors，这两个属性就会屏蔽原型对象上的同名属性。

// instanceof：instance 的原型链是针对 SuperType.prototype 进行检查的
instance instanceof SuperType // true
instance instanceof SubType // true

// isPrototypeOf：instance 的原型链是针对 SuperType 本身进行检查的
SuperType.prototype.isPrototypeOf(instance) // true
SubType.prototype.isPrototypeOf(instance) // true

• 优点：弥补了方式2的缺陷，可以继承实例属性/方法，也可以继承原型属性/方法，不存在引用属性共享问题，可传参，可复用
• 缺点：
  • 调用了两次父类构造函数，生成了两份实例（子类实例将子类原型上的那份屏蔽了）

#四. 寄生组合继承

在组合继承中，调用了两次父类构造函数，这里 通过通过寄生方式，砍掉父类的实例属性，这样，在调用两次父类的构造的时候，就不会初始化两次实例方法/属性，避免的组合继承的缺点

主要思想：借用 构造函数 继承 属性 ，通过 原型链的混成形式 来继承 方法

// 父类
function SuperType (name) {
  this.colors = ["red", "blue", "green"];
  this.name = name; // 父类属性
}
SuperType.prototype.sayName = function () { // 父类原型方法
  return this.name;
};

// 子类
function SubType (name, subName) {
  // 调用 SuperType 构造函数
  SuperType.call(this, name); // ----第二次调用 SuperType，继承实例属性----
  this.subName = subName;
};

// ----第一次调用 SuperType，继承原型属性----
SubType.prototype = Object.create(SuperType.prototype)

SubType.prototype.constructor = SubType; // 注意：增强对象

let instance = new SubType('An', 'sisterAn')

优点：

• 只调用一次 SuperType 构造函数，只创建一份父类属性
• 原型链保持不变
• 能够正常使用 instanceof 与 isPrototypeOf

#五. 原型式继承

实现思路就是将子类的原型设置为父类的原型

// 父类
function SuperType (name) {
  this.colors = ["red", "blue", "green"];
  this.name = name; // 父类属性
}
SuperType.prototype.sayName = function () { // 父类原型方法
  return this.name;
};

/** 第一步 */
// 子类，通过 call 继承父类的实例属性和方法，不能继承原型属性/方法
function SubType (name, subName) {
  SuperType.call(this, name); // 调用 SuperType 的构造函数，并向其传参 
  this.subName = subName;
}

/** 第二步 */
// 解决 call 无法继承父类原型属性/方法的问题
// Object.create 方法接受传入一个作为新创建对象的原型的对象，创建一个拥有指定原型和若干个指定属性的对象
// 通过这种方法指定的任何属性都会覆盖原型对象上的同名属性
SubType.prototype = Object.create(SuperType.prototype, { 
  constructor: { // 注意指定 SubType.prototype.constructor = SubType
    value: SubType,
    enumerable: false,
    writable: true,
    configurable: true
  },
  run : { 
    value: function(){ // override
      SuperType.prototype.run.apply(this, arguments); 
      	// call super
      	// ...
    },
    enumerable: true,
    configurable: true, 
    writable: true
  }
}) 

/** 第三步 */
// 最后：解决 SubType.prototype.constructor === SuperType 的问题
// 这里，在上一步已经指定，这里不需要再操作
// SubType.prototype.constructor = SubType;

var instance = new SubType('An', 'sistenAn')

如果希望能 多继承 ，可使用 混入 的方式

// 父类 SuperType
function SuperType () {}
// 父类 OtherSuperType
function OtherSuperType () {}

// 多继承子类
function AnotherType () {
    SuperType.call(this) // 继承 SuperType 的实例属性和方法
    OtherSuperType.call(this) // 继承 OtherSuperType 的实例属性和方法
}

// 继承一个类
AnotherType.prototype = Object.create(SuperType.prototype);

// 使用 Object.assign 混合其它
Object.assign(AnotherType.prototype, OtherSuperType.prototype);
// Object.assign 会把  OtherSuperType 原型上的函数拷贝到 AnotherType 原型上，使 AnotherType 的所有实例都可用 OtherSuperType 的方法

// 重新指定 constructor
AnotherType.prototype.constructor = AnotherType;

AnotherType.prototype.myMethod = function() {
     // do a thing
};

let instance = new AnotherType()

最重要的部分是：

• SuperType.call 继承实例属性方法
• 用 Object.create() 来继承原型属性与方法
• 修改 SubType.prototype.constructor的指向

#ES6 继承

首先，实现一个简单的 ES6 继承：

class People {
    constructor(name) {
        this.name = name
    }
    run() { }
}

// extends 相当于方法的继承
// 替换了上面的3行代码
class Man extends People {
    constructor(name) {
        // super 相当于属性的继承
        // 替换了 People.call(this, name)
        super(name)
        this.gender = '男'
    }
    fight() { }
}

#核心代码

extends 继承的核心代码如下，其实现和上述的寄生组合式继承方式一样

function _inherits(subType, superType) {
    // 创建对象，Object.create 创建父类原型的一个副本
    // 增强对象，弥补因重写原型而失去的默认的 constructor 属性
    // 指定对象，将新创建的对象赋值给子类的原型 subType.prototype
    subType.prototype = Object.create(superType && superType.prototype, {
        constructor: { // 重写 constructor
            value: subType,
            enumerable: false,
            writable: true,
            configurable: true
        }
    });
    if (superType) {
        Object.setPrototypeOf 
            ? Object.setPrototypeOf(subType, superType) 
            : subType.__proto__ = superType;
    }
}

#继承的使用场景

• 不要仅仅为了使用而使用它们，这只是在浪费时间而已。
• 当需要创建 一系列拥有相似特性的对象 时，那么创建一个包含所有共有功能的通用对象，然后在更特殊的对象类型中继承这些特性。
• 应避免多继承，造成混乱。

注: 考虑到JavaScript的工作方式，由于原型链等特性的存在，在不同对象之间功能的共享通常被叫做 委托 - 特殊的对象将功能委托给通用的对象类型完成。这也许比将其称之为继承更为贴切，因为“被继承”了的功能并没有被拷贝到正在“进行继承”的对象中，相反它仍存在于通用的对象中。

#扩展：new

new 关键字创建的对象实际上是对新对象 this 的不断赋值，并将 prototype 指向类的 prototype 所指向的对象。

var SuperType = function (name) {
    var nose = 'nose' // 私有属性
    function say () {} // 私有方法
    
    // 特权方法
    this.getName = function () {} 
    this.setName = function () {}
    
    this.mouse = 'mouse' // 对象公有属性
    this.listen = function () {} // 对象公有方法
    
    // 构造器
    this.setName(name)
}

SuperType.age = 10 // 类静态公有属性（对象不能访问）
SuperType.read = function () {} // 类静态公有方法（对象无法访问）

SuperType.prototype = { // 对象赋值（也可以一一赋值）
    isMan: 'true', // 公有属性
    write: function () {} // 公有方法
}

var instance = new SuperType()

所以类的构造函数内定义的 私有变量或方法 ，以及类定义的 静态公有属性及方法 ，在 new 的实例对象中都将 无法访问 。

#扩展：继承机制的设计思想

关于继承机制的设计思想，请参见 Javascript继承机制的设计思想