JavaScript中的继承方式

基于这篇文章的一些名称约定:

/*
 * 约定
 */
function Fun(){
    // 私有属性
    var val = 1;        // 私有基本属性
    var arr = [1];      // 私有引用属性
    function fun(){}    // 私有函数(引用属性)

    // 实例属性
    this.val = 1;               // 实例基本属性
    this.arr = [1];             // 实例引用属性
    this.fun = function(){};    // 实例函数(引用属性)
}

// 原型属性
Fun.prototype.val = 1;              // 原型基本属性
Fun.prototype.arr = [1];            // 原型引用属性
Fun.prototype.fun = function(){};   // 原型函数(引用属性)

上面的约定应该是比较合理的,如果难以理解,可以查看黯羽轻扬:JS学习笔记2_面向对象,了解更多的基本常识

js里常用的如下两种继承方式:

  • 原型链继承(对象间的继承)
  • 类式继承(构造函数间的继承)

由于js不像java那样是真正面向对象的语言,js是基于对象的,它没有类的概念。所以,要想实现继承,可以用js的原型prototype机制或者用applycall方法去实现

在面向对象的语言中,我们使用来创建一个自定义对象。然而js中所有事物都是对象,那么用什么办法来创建自定义对象呢?这就需要用到js的原型:

我们可以简单的把prototype看做是一个模版,新创建的自定义对象都是这个模版(prototype)的一个拷贝 (实际上不是拷贝而是链接,只不过这种链接是不可见,新实例化的对象内部有一个看不见的__Proto__指针,指向原型对象)。

js可以通过构造函数和原型的方式模拟实现类的功能。 另外,js类式继承的实现也是依靠原型链来实现的。

原型式继承与类式继承

类式继承是在子类型构造函数的内部调用超类型的构造函数。
严格的类式继承并不是很常见,一般都是组合着用:

function Super(){
    this.colors=["red","blue"];
}
 
function Sub(){
    Super.call(this);
}

原型式继承是借助已有的对象创建新的对象,将子类的原型指向父类,就相当于加入了父类这条原型链

原型链继承

为了让子类继承父类的属性(也包括方法),首先需要定义一个构造函数。然后,将父类的新实例赋值给构造函数的原型。代码如下:

<script>
    function Parent(){
        this.name = 'mike';
    }

    function Child(){
        this.age = 12;
    }
    Child.prototype = new Parent();//Child继承Parent,通过原型,形成链条

    var test = new Child();
    alert(test.age);
    alert(test.name);//得到被继承的属性
    //继续原型链继承
    function Brother(){   //brother构造
        this.weight = 60;
    }
    Brother.prototype = new Child();//继续原型链继承
    var brother = new Brother();
    alert(brother.name);//继承了Parent和Child,弹出mike
    alert(brother.age);//弹出12
</script>

以上原型链继承还缺少一环,那就是Object,所有的构造函数都继承自Object。而继承Object是自动完成的,并不需要我们自己手动继承,那么他们的从属关系是怎样的呢?

确定原型和实例的关系

可以通过两种方式来确定原型和实例之间的关系。操作符instanceofisPrototypeof()方法:

alert(brother instanceof Object)//true
alert(test instanceof Brother);//false,test 是brother的超类
alert(brother instanceof Child);//true
alert(brother instanceof Parent);//true

只要是原型链中出现过的原型,都可以说是该原型链派生的实例的原型,因此,isPrototypeof()方法也会返回true

js中,被继承的函数称为超类型(父类,基类也行),继承的函数称为子类型(子类,派生类)。使用原型继承主要由两个问题:
一是字面量重写原型会中断关系,使用引用类型的原型,并且子类型还无法给超类型传递参数。

伪类解决引用共享和超类型无法传参的问题,我们可以采用“借用构造函数”技术

借用构造函数(类式继承)

<script>
    function Parent(age){
        this.name = ['mike','jack','smith'];
        this.age = age;
    }

    function Child(age){
        Parent.call(this,age);
    }
    var test = new Child(21);
    alert(test.age);//21
    alert(test.name);//mike,jack,smith
    test.name.push('bill');
    alert(test.name);//mike,jack,smith,bill
</script>

借用构造函数虽然解决了刚才两种问题,但没有原型,则复用无从谈起,所以我们需要原型链+借用构造函数的模式,这种模式称为组合继承

组合继承

<script>
    function Parent(age){
        this.name = ['mike','jack','smith'];
        this.age = age;
    }
    Parent.prototype.run = function () {
        return this.name  + ' are both' + this.age;
    };
    function Child(age){
        Parent.call(this,age);//对象冒充,给超类型传参
    }
    Child.prototype = new Parent();//原型链继承
    var test = new Child(21);//写new Parent(21)也行
    alert(test.run());//mike,jack,smith are both21
</script>

组合式继承是比较常用的一种继承方法,其背后的思路是 使用原型链实现对原型属性和方法的继承,而通过借用构造函数来实现对实例属性的继承。这样,既通过在原型上定义方法实现了函数复用,又保证每个实例都有它自己的属性。

call()的用法:调用一个对象的一个方法,以另一个对象替换当前对象。

call([thisObj[,arg1[, arg2[, [,.argN]]]]])

原型式继承

这种继承借助原型并基于已有的对象创建新对象,同时还不用创建自定义类型的方式称为原型式继承

<script>
     function obj(o){
         function F(){}
         F.prototype = o;
         return new F();
     }
    var box = {
        name : 'trigkit4',
        arr : ['brother','sister','baba']
    };
    var b1 = obj(box);
    alert(b1.name);//trigkit4

    b1.name = 'mike';
    alert(b1.name);//mike

    alert(b1.arr);//brother,sister,baba
    b1.arr.push('parents');
    alert(b1.arr);//brother,sister,baba,parents

    var b2 = obj(box);
    alert(b2.name);//trigkit4
    alert(b2.arr);//brother,sister,baba,parents
</script>

原型式继承首先在obj()函数内部创建一个临时性的构造函数 ,然后将传入的对象作为这个构造函数的原型,最后返回这个临时类型的一个新实例。

寄生式继承

这种继承方式是把原型式+工厂模式结合起来,目的是为了封装创建的过程。

<script>
    function create(o){
        var f= obj(o);
        f.run = function () {
            return this.arr;//同样,会共享引用
        };
        return f;
    }
</script>

组合式继承的小问题

组合式继承是js最常用的继承模式,但组合继承的超类型在使用过程中会被调用两次;一次是创建子类型的时候,另一次是在子类型构造函数的内部

<script>
    function Parent(name){
        this.name = name;
        this.arr = ['哥哥','妹妹','父母'];
    }

    Parent.prototype.run = function () {
        return this.name;
    };

    function Child(name,age){
        Parent.call(this,age);//第二次调用
        this.age = age;
    }

    Child.prototype = new Parent();//第一次调用
</script>

以上代码是之前的组合继承,那么寄生组合继承,解决了两次调用的问题。

寄生组合式继承

<script>
    function obj(o){
        function F(){}
        F.prototype = o;
        return new F();
    }
    function create(parent,test){
        var f = obj(parent.prototype);//创建对象
        f.constructor = test;//增强对象
    }

    function Parent(name){
        this.name = name;
        this.arr = ['brother','sister','parents'];
    }

    Parent.prototype.run = function () {
        return this.name;
    };

    function Child(name,age){
        Parent.call(this,name);
        this.age =age;
    }

    inheritPrototype(Parent,Child);//通过这里实现继承

    var test = new Child('trigkit4',21);
    test.arr.push('nephew');
    alert(test.arr);//
    alert(test.run());//只共享了方法

    var test2 = new Child('jack',22);
    alert(test2.arr);//引用问题解决
</script>

call和apply

全局函数applycall可以用来改变函数中this的指向,如下:

 // 定义一个全局函数
    function foo() {
        console.log(this.fruit);
    }
    
    // 定义一个全局变量
    var fruit = "apple";
    // 自定义一个对象
    var pack = {
        fruit: "orange"
    };
    
    // 等价于window.foo();
    foo.apply(window);  // "apple",此时this等于window
    // 此时foo中的this === pack
    foo.apply(pack);    // "orange"

 

简单原型链

这是实现继承最简单的方式了,真的超简单,核心就一句话(在代码中用注释标明了)

1.具体实现

function Super(){
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
function Sub(){
    // ...
}
Sub.prototype = new Super();    // 核心

var sub1 = new Sub();
var sub2 = new Sub();
sub1.val = 2;
sub1.arr.push(2);
alert(sub1.val);    // 2
alert(sub2.val);    // 1

alert(sub1.arr);    // 1, 2
alert(sub2.arr);    // 1, 2

2.核心

拿父类实例来充当子类原型对象

3.优缺点

优点:

  1. 简单,易于实现

缺点:

  1. 修改sub1.arr后sub2.arr也变了,因为来自原型对象的引用属性是所有实例共享的。可以这样理解:执行sub1.arr.push(2);先对sub1进行属性查找,找遍了实例属性(在本例中没有实例属性),没找到,就开始顺着原型链向上找,拿到了sub1的原型对象,一搜身,发现有arr属性。于是给arr末尾插入了2,所以sub2.arr也变了
  2. 创建子类实例时,无法向父类构造函数传参

借用构造函数

简单原型链真够简单,可是存在2个致命缺点简直不能用,于是上个世纪末的jsers就想办法fix这2个缺陷,然后出现了借用构造函数方式

1.具体实现

function Super(val){
    this.val = val;
    this.arr = [1];

    this.fun = function(){
        // ...
    }
}
function Sub(val){
    Super.call(this, val);   // 核心
    // ...
}

var sub1 = new Sub(1);
var sub2 = new Sub(2);
sub1.arr.push(2);
alert(sub1.val);    // 1
alert(sub2.val);    // 2

alert(sub1.arr);    // 1, 2
alert(sub2.arr);    // 1

alert(sub1.fun === sub2.fun);   // false

2.核心

借父类的构造函数来增强子类实例,等于是把父类的实例属性复制了一份给子类实例装上了(完全没有用到原型)

3.优缺点

优点:

  1. 解决了子类实例共享父类引用属性的问题
  2. 创建子类实例时,可以向父类构造函数传参

P.S.前辈就这么高效,两个缺陷瞬间修复

缺点:

  1. 无法实现函数复用,每个子类实例都持有一个新的fun函数,太多了就会影响性能,内存爆炸。。

P.S.好吧,刚修复了共享引用属性的问题,又出现了这个新问题。。

组合继承(最常用)

目前我们的借用构造函数方式还是有问题(无法实现函数复用),没关系,接着修复,jsers吭哧吭哧又搞出了组合继承

1.具体实现

function Super(){
    // 只在此处声明基本属性和引用属性
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
//  在此处声明函数
Super.prototype.fun1 = function(){};
Super.prototype.fun2 = function(){};
//Super.prototype.fun3...
function Sub(){
    Super.call(this);   // 核心
    // ...
}
Sub.prototype = new Super();    // 核心

var sub1 = new Sub(1);
var sub2 = new Sub(2);
alert(sub1.fun === sub2.fun);   // true

2.核心

把实例函数都放在原型对象上,以实现函数复用。同时还要保留借用构造函数方式的优点,通过Super.call(this);继承父类的基本属性和引用属性并保留能传参的优点;通过Sub.prototype = new Super();继承父类函数,实现函数复用

3.优缺点

优点:

  1. 不存在引用属性共享问题
  2. 可传参
  3. 函数可复用

缺点:

  1. (一点小瑕疵)子类原型上有一份多余的父类实例属性,因为父类构造函数被调用了两次,生成了两份,而子类实例上的那一份屏蔽了子类原型上的。。。又是内存浪费,比刚才情况好点,不过确实是瑕疵

P.S.如果无法理解这个”多余“,可以查看黯羽轻扬:JS学习笔记2_面向对象,文章末尾有更详细的解释

寄生组合继承(最佳方式)

从名字就能看出又是对组合继承的优化,不是说组合继承有瑕疵吗,没关系,我们接着追求完美

1.具体实现

function beget(obj){   // 生孩子函数 beget:龙beget龙,凤beget凤。
    var F = function(){};
    F.prototype = obj;
    return new F();
}
function Super(){
    // 只在此处声明基本属性和引用属性
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
//  在此处声明函数
Super.prototype.fun1 = function(){};
Super.prototype.fun2 = function(){};
//Super.prototype.fun3...
function Sub(){
    Super.call(this);   // 核心
    // ...
}
var proto = beget(Super.prototype); // 核心
proto.constructor = Sub;            // 核心
Sub.prototype = proto;              // 核心

var sub = new Sub();
alert(sub.val);
alert(sub.arr);

P.S.等等,生孩子函数是啥东西,怎么没听过?还有标明了核心的3句话,怎么没看明白?别着急,我们喝杯茶接着看

2.核心

用beget(Super.prototype);切掉了原型对象上多余的那份父类实例属性

P.S.啥?没看明白?哦哦~,忘记说原型式和寄生式继承了,就说怎么总觉得忘了锁门。。这记性

P.S.寄生组合式继承,这名字不是很贴切,和寄生式继承关系并不是特别大

3.优缺点

优点:完美了

缺点:理论上没有了(如果用起来麻烦不算缺点的话。。)

P.S.用起来麻烦是一方面,另一方面是因为寄生组合式继承出现的比较晚,是21世纪初的东西,大家等不起这么久,所以组合继承是最常用的,而这个理论上完美的方案却只是课本上的最佳方式了

原型式

其实介绍完上面的完美方案就可以结束了,但从组合继承到完美方案好像有一段不小的思维跳跃,有必要把故事说清楚

1.具体实现

function beget(obj){   // 生孩子函数 beget:龙beget龙,凤beget凤。
    var F = function(){};
    F.prototype = obj;
    return new F();
}
function Super(){
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}

// 拿到父类对象
var sup = new Super();
// 生孩子
var sub = beget(sup);   // 核心
// 增强
sub.attr1 = 1;
sub.attr2 = 2;
//sub.attr3...

alert(sub.val);     // 1
alert(sub.arr);     // 1
alert(sub.attr1);   // 1

P.S.诶~看到了没,生孩子函数beget出现了

2.核心

用生孩子函数得到得到一个“纯洁”的新对象(“纯洁”是因为没有实例属性),再逐步增强之(填充实例属性)

P.S.ES5提供了Object.create()函数,内部就是原型式继承,IE9+支持

3.优缺点

优点:

  1. 从已有对象衍生新对象,不需要创建自定义类型(更像是对象复制,而不是继承。。)

缺点:

  1. 原型引用属性会被所有实例共享,因为是用整个父类对象来充当了子类原型对象,所以这个缺陷无可避免
  2. 无法实现代码复用(新对象是现取的,属性是现添的,都没用函数封装,怎么复用)

P.S.这东西和继承有很大关系吗?为什么尼古拉斯把它也列为实现继承的一种方式?关系不大,但有一定关系

寄生式

这名字太扯了,而且寄生式是一种模式(套路),并不是只能用来实现继承

1.具体实现

function beget(obj){   // 生孩子函数 beget:龙beget龙,凤beget凤。
    var F = function(){};
    F.prototype = obj;
    return new F();
}
function Super(){
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
function getSubObject(obj){
    // 创建新对象
    var clone = beget(obj); // 核心
    // 增强
    clone.attr1 = 1;
    clone.attr2 = 2;
    //clone.attr3...

    return clone;
}

var sub = getSubObject(new Super());
alert(sub.val);     // 1
alert(sub.arr);     // 1
alert(sub.attr1);   // 1

2.核心

给原型式继承穿了个马甲而已,看起来更像继承了(上面介绍的原型式继承更像是对象复制)

注意:beget函数并不是必须的,换言之,创建新对象 -> 增强 -> 返回该对象,这样的过程叫寄生式继承,新对象是如何创建的并不重要(用beget生的,new出来的,字面量现做的。。都可以)

3.优缺点

优点:

  1. 还是不需要创建自定义类型

缺点:

  1. 无法实现函数复用(没用到原型,当然不行)

P.S.剧情解析:有缺陷的寄生式继承 + 不完美的组合继承 = 完美的寄生组合式继承,不妨回去找找看哪里用到了寄生

6种继承方式的联系

继承

P.S.虚线表示辅助作用,实线表示决定性作用

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评论 2

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  1. #-49

    读完这篇,发现好多之前都没接触过

    Web前端开发3年前 (2016-06-30)回复

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