前言
首先歡迎大家關注我的Github部落格,也算是對我的一點鼓勵,畢竟寫東西沒法獲得變現,能堅持下去也是靠的是自己的熱情和大家的鼓勵。
許久已經沒有寫東西了,因為雜七雜八的原因最近一直沒有抽出時間來把寫作堅持下來,感覺和跑步一樣,一旦鬆懈下來就很難再次撿起來。最近一直想重新靜下心來寫點什麼,選題又成為一個讓我頭疼的問題,最近工作中偶爾會對JavaScript繼承的問題有時候會感覺恍惚,意識到很多知識即使是很基礎,也需要經常的回顧和練習,否則即使再熟悉的東西也會經常讓你感到陌生,所以就選擇這麼一篇非常基礎的文章作為今年的開始吧。
類
JavaScript不像Java語言本身就具有類的概念,JavaScript作為一門基於原型(ProtoType
)的語言,(推薦我之前寫的我所認識的JavaScript作用域鏈和原型鏈),時至今日,仍然有很多人不建議在JavaScript中大量使用面對物件的特性。但就目前而言,很多前端框架,例如React都有基於類的概念。首先明確一點,類存在的目的就是為了生成物件,而在JavaScript生成物件的過程並不不像其他語言那麼繁瑣,我們可以通過物件字面量語法輕鬆的建立一個物件:
var person = {
name: "MrErHu",
sayName: function(){
alert(this.name);
}
};
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一切看起來是這樣的完美,但是當我們希望建立無數個相似的物件時,我們就會發現物件字面量的方法就不能滿足了,當然聰明的你肯定會想到採用工廠模式去建立一系列的物件:
function createObject(name){
return {
"name": name,
"sayName": function(){
alert(this.name);
}
}
}
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但是這樣方式有一個顯著的問題,我們通過工廠模式生成的各個物件之間並沒有聯絡,沒法識別物件的型別,這時候就出現了建構函式。在JavaScript中建構函式和普通的函式沒有任何的區別,僅僅是建構函式是通過new
操作符呼叫的。
function Person(name, age, job){
this.name = name;
this.sayName = function(){
alert(this.name);
};
}
var obj = new Person();
obj.sayName();
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我們知道new
操作符會做以下四個步驟的操作:
- 建立一個全新的物件
- 新物件內部屬性
[[Prototype]]
(非正式屬性__proto__
)連線到建構函式的原型 - 建構函式的
this
會繫結新的物件 - 如果函式沒有返回其他物件,那麼
new
表示式中的函式呼叫會自動返回這個新物件
這樣我們通過建構函式的方式生成的物件就可以進行型別判斷。但是單純的建構函式模式會存在一個問題,就是每個物件的方法都是相互獨立的,而函式本質上就是一種物件,因此就會造成大量的記憶體浪費。回顧new
操作符的第三個步驟,我們新生成物件的內部屬性[[Prototype]]
會連線到建構函式的原型上,因此利用這個特性,我們可以混合建構函式模式和原型模式,解決上面的問題。
function Person(name, age, job){
this.name = name;
}
Person.prototype = {
constructor : Person,
sayName : function(){
alert(this.name);
}
}
var obj = new Person();
obj.sayName();
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我們通過將sayName
函式放到建構函式的原型中,這樣生成的物件在使用sayName
函式通過查詢原型鏈就可以找到對應的方法,所有物件共用一個方法就解決了上述問題,即使你可能認為原型鏈查詢可能會耽誤一點時間,實際上對於現在的JavaScript引擎這種問題可以忽略。對於建構函式的原型修改,處理上述的方式,可能還存在:
Person.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
}
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我們知道函式的原型中的constructor
屬性是執行函式本身,如果你是將原來的原型替換成新的物件並且constructor
對你又比較重要記得手動新增,因此第一種並不準確,因為constructor
是不可列舉的,因此更準確的寫法應該是:
Object.defineProperty(Person, "constructor", {
configurable: false,
enumerable: false,
writable: true,
value: Person
});
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到現在為止,我們會覺得在JavaScript中建立個類也太麻煩了,其實遠遠不止如此,比如我們建立的類可能會被直接呼叫,造成全域性環境的汙染,比如:
Person('MrErHu');
console.log(window.name); //MrErHu
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不過我們迎來了ES6的時代,事情正在其變化,ES6為我們在JavaScript中實現了類的概念,上面的的程式碼都可以用簡介的類(class)實現。
class Person {
constructor(name){
this.name = name;
}
sayName(){
alert(this.name);
}
}
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通過上面我們就定義了一個類,使用的時候同之前一樣:
let person = new Person('MrErHu');
person.sayName(); //MrErHu
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我們可以看到,類中的constructor
函式負擔起了之前的建構函式的功能,類中的例項屬性都可以在這裡初始化。類的方法sayName
相當於之前我們定義在建構函式的原型上。其實在ES6中類僅僅只是函式的語法糖:
typeof Person //"function"
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相比於上面自己建立的類方式,ES6中的類有幾個方面是與我們自定義的類不相同的。首先類是不存在變數提升的,因此不能先使用後定義:
let person = new Person('MrErHu')
class Person { //...... }
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上面的使用方式是錯誤的。因此類更像一個函式表示式。
其次,類宣告中的所有程式碼都是自動執行在嚴格模式下,並且不能讓類脫離嚴格模式。相當於類宣告中的所有程式碼都執行在"use strict"中。
再者,類中的所有方法都是都是不可列舉的。
最後,類是不能直接呼叫的,必須通過new
操作符呼叫。其實對於函式有內部屬性[[Constructor]]
和[[Call]]
,當然這兩個方法我們在外部是沒法訪問到的,僅存在於JavaScript引擎。當我們直接呼叫函式時,其實就是呼叫了內部屬性[[Call]]
,所做的就是直接執行了函式體。當我們通過new
操作符呼叫時,其實就是呼叫了內部屬性[[Constructor]]
,所做的就是建立新的例項物件,並在例項物件上執行函式(繫結this
),最後返回新的例項物件。因為類中不含有內部屬性[[Call]]
,因此是沒法直接呼叫的。順便可以提一句ES6中的元屬性 new.target
所謂的元屬性指的就是非物件的屬性,可以提供給我們一些補充資訊。new.target
就是其中一個元屬性,當呼叫的是[[Constructor]]
屬性時,new.target
就是new
操作符的目標,如果呼叫的是[[Call]]
屬性,new.target
就是undefined
。其實這個屬性是非常有用的,比如我們可以定義一個僅可以通過new
操作符呼叫的函式:
function Person(){
if(new.target === undefined){
throw('該函式必須通過new操作符呼叫');
}
}
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或者我們可以用JavaScript建立一個類似於C++中的虛擬函式的函式:
class Person {
constructor() {
if (new.target === Person) {
throw new Error('本類不能例項化');
}
}
}
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繼承
在沒有ES6的時代,想要實現繼承是一個不小的工作。一方面我們要在派生類中建立父類的屬性,另一方面我們需要繼承父類的方法,例如下面的實現方法:
function Rectangle(width, height){
this.width = width;
this.height = height;
}
Rectangle.prototype.getArea = function(){
return this.width * this.height;
}
function Square(length){
Rectangle.call(this, length, length);
}
Square.prototype = Object.create(Rectangle.prototype, {
constructor: {
value: Square,
enumerable: false,
writable: false,
configurable: false
}
});
var square = new Square(3);
console.log(square.getArea());
console.log(square instanceof Square);
console.log(square instanceof Rectangle);
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首先子類Square
為了建立父類Rectangle
的屬性,我們在Square
函式中以Rectangle.call(this, length, length)
的方式進行了呼叫,其目的就是在子類中建立父類的屬性,為了繼承父類的方法,我們給Square
賦值了新的原型。除了通過Object.create
方式,你應該也見過以下方式:
Square.prototype = new Rectangle();
Object.defineProperty(Square.prototype, "constructor", {
value: Square,
enumerable: false,
writable: false,
configurable: false
});
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Object.create
是ES5新增的方法,用於建立一個新物件。被建立的物件會繼承另一個物件的原型,在建立新物件時還可以指定一些屬性。Object.create
指定屬性的方式與Object.defineProperty
相同,都是採用屬性描述符的方式。因此可以看出,通過Object.create
與new
方式實現的繼承其本質上並沒有什麼區別。
但是ES6可以大大簡化繼承的步驟:
class Rectangle{
constructor(width, height){
this.width = width;
this.height = height;
}
getArea(){
return this.width * this.height;
}
}
class Square extends Rectangle{
construct(length){
super(length, length);
}
}
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我們可以看到通過ES6的方式實現類的繼承是非常容易的。Square
的建構函式中呼叫super
其目的就是呼叫父類的建構函式。當然呼叫super
函式並不是必須的,如果你預設預設了建構函式,則會自動呼叫super
函式,並傳入所有的引數。
不僅如此,ES6的類繼承賦予了更多新的特性,首先extends
可以繼承任何型別的表示式,只要該表示式最終返回的是一個可繼承的函式(也就是講extends
可以繼承具有[[Constructor]]
的內部屬性的函式,比如null
和生成器函式、箭頭函式都不具有該屬性,因此不可以被繼承)。比如:
class A{}
class B{}
function getParentClass(type){
if(//...){
return A;
}
if(//...){
return B;
}
}
class C extends getParentClass(//...){
}
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可以看到我們通過上面的程式碼實現了動態繼承,可以根據不同的判斷條件繼承不同的類。 ES6的繼承與ES5實現的類繼承,還有一點不同。ES5是先建立子類的例項,然後在子類例項的基礎上建立父類的屬性。而ES6正好是相反的,是先建立父類的例項,然後在父類例項的基礎上擴充套件子類屬性。利用這個屬性我們可以做到一些ES5無法實現的功能:繼承原生物件。
function MyArray() {
Array.apply(this, arguments);
}
MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
constructor: {
value: MyArray,
writable: true,
configurable: true,
enumerable: true
}
});
var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length // 0
colors.length = 0;
colors[0] // "red"
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可以看到,繼承自原生物件Array
的MyArray
的例項中的length
並不能如同原生Array
類的例項
一樣可以動態反應陣列中元素數量或者通過改變length
屬性從而改變陣列中的資料。究其原因就是因為傳統方式實現的陣列繼承是先建立子類,然後在子類基礎上擴充套件父類的屬性和方法,所以並沒有繼承的相關方法,但ES6卻可以輕鬆實現這一點:
class MyArray extends Array {
constructor(...args) {
super(...args);
}
}
var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1
arr.length = 0;
arr[0] // undefined
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我們可以看見通過extends
實現的MyArray
類建立的陣列就可以同原生陣列一樣,使用length
屬性反應陣列變化和改變陣列元素。不僅如此,在ES6中,我們可以使用Symbol.species
屬性使得當我們繼承原生物件時,改變繼承自原生物件的方法的返回例項型別。例如,Array.prototype.slice
本來返回的是Array
型別的例項,通過設定Symbol.species
屬性,我們可以讓其返回自定義的物件型別:
class MyArray extends Array {
static get [Symbol.species](){
return MyArray;
}
constructor(...args) {
super(...args);
}
}
let items = new MyArray(1,2,3,4);
subitems = items.slice(1,3);
subitems instanceof MyArray; // true
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最後需要注意的一點,extends
實現的繼承方式可以繼承父類的靜態成員函式,例如:
class Rectangle{
// ......
static create(width, height){
return new Rectangle(width, height);
}
}
class Square extends Rectangle{
//......
}
let rect = Square.create(3,4);
rect instanceof Square; // true
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