ES6 -> Javascript的類與繼承在Babel的實現

_zon_發表於2018-07-28

閒來無事,看了下babel對於Javascript ES6中的類與繼承的實現,整理一下。???

大家都知道ES6的Class是語法糖,Javascript本身是沒有類的概念的,要實現繼承的概念可以使用原型鏈的方式。既然是語法糖,那就看看babel編譯成ES5的程式碼就可以了。

舉個?:

class Human {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  
  say() {
    console.info(`I am ${this.name}`);
  }

  static cry() {
    console.info('crying ~');
  }
}

class Dancer extends Human {
  constructor(name) {
    super(name);
  }

  dance() {
    console.info(`${this.name} is dancing ~`);
  }
}

class SuperMan extends Human {
  constructor(name, level) {
    super(name);
    this.level = level;
  }

  say() {
    console.info(`I am ${this.name}, whose level is ${this.level}`);
  }

  fly() {
    console.info(`${this.name} is flying ~ so cool.`);
  }
}
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基於這個栗子的類定義以及繼承:

const man = new Human('葫蘆娃');
const dancer = new Dancer('小明');
const superman = new SuperMan('小魔仙', 10);

console.info('man #######################');
man.say();
Human.cry();
console.info('dancer #######################');
dancer.say();
dancer.dance();
Dancer.cry();
console.info('superman #######################');
superman.say();
superman.fly();
SuperMan.cry();
複製程式碼

上述執行結果如下:

ES6 -> Javascript的類與繼承在Babel的實現

proto , [[prototype]] and prototype

在開始前,需要分清三個概念**proto, [[prototype]] and prototype**。其中[[prototype]]是規範中定義的物件的原型屬性指向一個原型物件,但是這個屬性不能被直接access到,因此一個不在規範中的__proto__屬性被實現用來方便得到一個物件的原型物件,因為不在規範中所以不能保證一定有這個屬性,babel的編譯的結果中也做了相應的相容處理。每個物件都有[[prototype]],但是函式還有一個prototype屬性,這個屬性的用於在建構函式被new方法呼叫的時候生成構造的物件的原型物件。Javascript的原型鏈是[[prototype]]屬性(或者說__proto__)的指向不是prototype,prototype用於構造__proto__指向的物件。

簡單來說:

The prototype is a property on a constructor function that sets what will become the proto property on the constructed object.

類的定義(Class)

class Human {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  
  say() {
    console.info(`I am ${this.name}`);
  }

  static cry() {
    console.info('crying ~');
  }
}

複製程式碼

Babel compiled result(保留了主要的方法):

'use strict';

var _createClass = function () {
  function defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
      var descriptor = props[i];
      descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
      descriptor.configurable = true;
      if ("value" in descriptor) 
        descriptor.writable = true;
      Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
  }
  return function (Constructor, protoProps, staticProps) {
    if (protoProps) 
      defineProperties(Constructor.prototype, protoProps);
    if (staticProps) 
      defineProperties(Constructor, staticProps);
    return Constructor;
  };
}();
var Human = function () {
  function Human(name) {
    this.name = name;
  }
  _createClass(Human, [
    {
      key: 'say',
      value: function say() {
        console.info('I am ' + this.name);
      }
    }
  ], [
    {
      key: 'cry',
      value: function cry() {
        console.info('crying ~');
      }
    }
  ]);
  return Human;
}();

複製程式碼

這裡可以看到Class本質上是一個建構函式,?中就是Human函式,其中在Class的constructor中通過this.name定義的屬性name是之後在構造的物件【這裡我們成為instance,方便之後說明】上的屬性,被編譯成熟悉的:

  function Human(name) {
    this.name = name;
  }
複製程式碼

在?中,say屬性是定義在instance的[[prototype]]物件上的屬性,靜態屬性cry是定義在類本身,也就是Human函式上,這兩種屬性的定義,使用的**__createClass**方法:

var _createClass = function () {
  function defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
      var descriptor = props[i];
      descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
      descriptor.configurable = true;
      if ("value" in descriptor) 
        descriptor.writable = true;
      Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
  }
  return function (Constructor, protoProps, staticProps) {
    if (protoProps) 
      defineProperties(Constructor.prototype, protoProps);
    if (staticProps) 
      defineProperties(Constructor, staticProps);
    return Constructor;
  };
}();
複製程式碼

_createClass 方法是一個立即執行函式,返回一個接收引數(Constructor, protoProps, staticProps)的方法。 其中第一個引數Constructor是建構函式(Human),第二個引數protoProps是需要被定義到instance的[[prototype]]上的屬性的陣列,staticProps是需要定義在Constructor【建構函式,這裡用Constructor方便說明】上的屬性的陣列。其中使用definedProperties方法:

  function defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
      var descriptor = props[i];
      descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
      descriptor.configurable = true;
      if ("value" in descriptor) 
        descriptor.writable = true;
      Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
  }
複製程式碼

遍歷陣列,使用Object.defineProperty方法定義屬性到target上。

Class的語法糖的實現就是這麼簡單,接下來看下extends的語法糖。

類的繼承(extends)

class Human {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  
  say() {
    console.info(`I am ${this.name}`);
  }

  static cry() {
    console.info('crying ~');
  }
}

class Dancer extends Human {
  constructor(name) {
    super(name);
  }

  dance() {
    console.info(`${this.name} is dancing ~`);
  }
}
複製程式碼

Babel compiled result:

var Human = function () {
  function Human(name) {
    this.name = name;
  }
  _createClass(Human, [{
    key: 'say',
    value: function say() {
      console.info('I am ' + this.name);
    }
  }], [{
    key: 'cry',
    value: function cry() {
      console.info('crying ~');
    }
  }]);
  return Human;
}();
var Dancer = function (_Human) {
  _inherits(Dancer, _Human);
  function Dancer(name) {
    return _possibleConstructorReturn(
      this,
      (Dancer.__proto__ || 
        Object.getPrototypeOf(Dancer)).call(this, name)
    );
  }
  _createClass(Dancer, [{
    key: 'dance',
    value: function dance() {
      console.info(this.name + ' is dancing ~');
    }
  }]);
  return Dancer;
}(Human);
複製程式碼

這裡需要注意的是**_inherits_possibleConstructorReturn**兩個新出現的方法:

ES6 -> Javascript的類與繼承在Babel的實現

_inherits

可以看到_inherits方法的作用其實就是做了Dancer.prototype.proto = Human.prototype 和 Dancer.proto = Human兩件事:

Dancer.prototype.__proto__ === Human.prototype // true
複製程式碼

的作用是使Human的定義在構造的物件的原型物件上的屬性,被繼承到Dancer構造的物件的原型物件上。

Dancer.__proto__ === Human // true
複製程式碼

的作用是使Human的靜態方法(static method)繼承到Dancer上。

_possibleConstructorReturn

_possibleConstructorReturn的作用這是將Dancer的this繫結到Human上並且執行:也就是這句: Object.getPrototypeOf(Dancer)).call(this, name),在這之前_inherits已經將Dancer.proto = Human,所以句的意思等於:Human.call(this, name),也就是Dancer的this會定義Human定義在構造的物件上的屬性,也就是很多文章中說的:子類的constructor中的this是先被父類的constructor處理後返回的this作為子類的constructor的this再被定義子類的對應的屬性

在看一個?:

class SuperMan extends Human {
  constructor(name, level) {
    super(name);
    this.level = level;
  }

  say() {
    console.info(`I am ${this.name},
      whose level is ${this.level}`);
  }

  fly() {
    console.info(`${this.name} is flying ~ so cool.`);
  }
}

var SuperMan = function (_Human2) {
  _inherits(SuperMan, _Human2);

  function SuperMan(name, level) {
    var _this2 = _possibleConstructorReturn(this, (SuperMan.__proto__ ||
      Object.getPrototypeOf(SuperMan)).call(this, name));
    _this2.level = level;
    return _this2;
  }

  _createClass(SuperMan, [{
    key: 'say',
    value: function say() {
      console.info('I am ' + this.name + ', whose level is ' + this.level);
    }
  }, {
    key: 'fly',
    value: function fly() {
      console.info(this.name + ' is flying ~ so cool.');
    }
  }]);

  return SuperMan;
}(Human);
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這裡的_this2是被Human建構函式bind呼叫後的this,然後再定義了Dancer的level屬性。

總結

基於上述的分析,Class & extends的語法糖本質上做了三件事:

class A {
}

class B extends A {
}

1 -> B.__proto__ === A // true

2 -> B.prototype.__proto__ === A.prototype // true
3 -> this(子類的constructor的this的處理)
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參考資料:

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