js原型继承

作者: _李雷 | 来源:发表于2017-03-13 12:06 被阅读39次

    在javascript中,每个函数都有一个原型属性prototype指向函数自身的原型,而由这个函数创建的对象也有一个proto属性指向这个原型,而函数的原型是一个对象,所以这个对象也会有一个proto指向自己的原型,这样逐层深入知道Object对象的原型(null),就形成了原型链。

    图片.png
    每个函数都是Function函数创建的对象,所以每个函数也有一个proto属性指向Function函数的原型。这里需要指正的是,真正形成原型链的是每个对象的proto属性,而不是函数的prototype属性,这是很重要的。

    原型继承

    基本模式

    var Parent = function(){
        this.name = 'Parent';
    }
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name;
    }
    Parent.prototype.obj={a:1};
    
    var Child = function(){
        this.name='child';
    }
    Child.prototype = new Parent();
    var parent = new Parent();
    var child = new Child();
    
    console.log(parent.getName()); //parent
    console.log(child.getName()); //child
    

    这种方法的原型继承图如下:

    图片.png

    这种方法优点很明显,实现十分简单,不需要任何特殊的操作;同时缺点也很明显,如果子类需要做跟父类构造函数中相同的初始化动作,那么就得在子类构造函数中再重复一遍父类中的操作:

    var Parent = function(name){
        this.name = name || 'Parent';
    }
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name;
    }
    Parent.prototype.obj={a:1};
    
    var Child = function(name){
        this.name=name || 'child';
    }
    Child.prototype = new Parent();
    var parent = new Parent('myParent');
    var child = new Child('myChild');
    
    console.log(parent.getName()); //myparent
    console.log(child.getName()); //myChild
    

    上面这种情况还只是需要初始化name属性,如果初始化工作不断增加,这种方式不是很方便,所以就有了下面这种改进方式:

    借用构造函数

    var Parent = function(name){
        this.name = name || 'parent' ;
    } ;
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name ;
    } ;
    Parent.prototype.obj = {a : 1} ;
    
    var Child = function(name){
        Parent.apply(this,arguments) ;
    } ;
    Child.prototype = new Parent() ;
    
    var parent = new Parent('myParent') ;
    var child = new Child('myChild') ;
    
    console.log(parent.getName()) ; //myParent
    console.log(child.getName()) ; //myChild
    

    上面这种方法在子类构造函数中通过apply调用父类的构造函数进行相同的初始化工作,这样不管父类做了多少初始化工作,子类也可以执行同样的初始化工作。但是上面这种实现还存在一个问题,父类构造函数被执行了两次,一次是在子类构造函数中,一次是在赋值子类原型时,这是很多余的,我们还需要一次改进:

    var Parent = function(name){
        this.name = name || 'parent' ;
    } ;
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name ;
    } ;
    Parent.prototype.obj = {a : 1} ;
    
    var Child = function(name){
        Parent.apply(this,arguments) ;
    } ;
    Child.prototype = Parent.prototype ;
    
    var parent = new Parent('myParent') ;
    var child = new Child('myChild') ;
    
    console.log(parent.getName()) ; //myParent
    console.log(child.getName()) ; //myChild
    

    这样我们就只需要在子类构造函数中执行一次父类的构造函数,同时又可以继承父类原型中的属性,这比较符合原型的初衷,就是需要复用的内容放在原型中,我们也只是继承了原型中可复用的内容。上面这种方式的原型图如下:

    图片.png

    临时构造函数模式(圣杯模式)

    上面借用构造函数模式最后改进的版本还是存在问题,它把父类的原型直接赋值给子类的原型,就会造成一个问题,就是如果对子类的原型做了修改,那么这个修改同时也会影响到父类的原型,进而影响父类对象,这个肯定不是大家所希望看到的,为了解决这个问题就有了临时构造函数模式。

    var Parent = function(name){
        this.name = name || 'Parent';
    }
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name;
    }
    Parent.prototype.obj={a:1};
    
    var Child = function(name){
        Parent.apply(this,arguments);
    }
    
    var F = function(){}
    F.prototype = Parent.prototype;
    Child.prototype = new F();
    var parent = new Parent('myParent');
    var child = new Child('myChild');
    
    console.log(parent.getName()); //myparent
    console.log(child.getName()); //myChild
    
    图片.png

    很容易可以看出,通过在父类原型和子类原型之间加入一个临时的构造函数F,切断了子类原型和父类原型之间的联系,这样,当子类原型做修改时就不会影响到父类原型。

    大神的做法

    《javascript模式》中圣杯模式就结束了,可是不管上面哪种方法都有一个不容易被发现的问题。大家可以看到我在Parent的prototype属性中加入了一个obj对象字面量属性,但是一直没有用,我们在圣杯模式的基础上来看看下面这种情况:

    var Parent = function(name){
        this.name = name || 'parent' ;
    } ;
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name ;
    } ;
    Parent.prototype.obj = {a : 1} ;
    
    var Child = function(name){
        Parent.apply(this,arguments) ;
    } ;
    var F = function(){} ;
    F.prototype = Parent.prototype ;
    Child.prototype = new F() ;
    
    var parent = new Parent('myParent') ;
    var child = new Child('myChild') ;
    
    console.log(child.obj.a) ; //1
    console.log(parent.obj.a) ; //1
    child.obj.a = 2 ;
    console.log(child.obj.a) ; //2
    console.log(parent.obj.a) ; //2
    

    在上面这种情况中,当我修改child对象obj.a的时候,同时父类原型中的obj.a也会被修改,这就发生了和共享原型同样的问题。出现这个情况是因为当访问child.obj.a的时候,我们会沿着原型链一直找到父类的prototype中,然后找到了obj属性,然后对obj.a进行修改。
    这里有一个关键的问题,当对象访问原型中的属性时,原型中的属性对于对象来说是只读的,也就是说child对象可以读取obj对象,但是无法修改原型中obj对象引用,所以当child修改obj的时候并不会对原型中的obj产生影响,它只是在自身对象添加了一个obj属性,覆盖了父类原型中的obj属性。而当child对象修改obj.a时,它先读取了原型中obj的引用,这时候child.obj和Parent.prototype.obj是指向同一个对象的,所以child对obj.a的修改会影响到Parent.prototype.obj.a的值,进而影响到父类的对象。AngularJS中关于$scope嵌套的继承方式就是模仿Javascript中的原型继承来实现的。
    根据上面的描述,只要子类对象中访问的原型跟父类原型是同一个对象,那么就会出现上面这种情况,所以我们可以对父类原型进行拷贝然后再赋值给子类原型,这样当子类修改原型中的属性时就是修改父类原型的一个拷贝,并不会影响父类原型,具体实现如下:

    var deepClone = function(source,target){
        source = source || {} ;
        target = target || {};
        var toStr = Object.prototype.toString ,
            arrStr = '[object array]' ;
        for(var i in source){
            if(source.hasOwnProperty(i)){
                var item = source[i] ;
                if(typeof item === 'object'){
                    target[i] = (toStr.apply(item).toLowerCase() === arrStr) ? [] : {} ;
                    deepClone(item,target[i]) ;    
                }else{
                    target[i] = item;
                }
            }
        }
        return target ;
    } ;
    var Parent = function(name){
        this.name = name || 'parent' ;
    } ;
    Parent.prototype.getName = function(){
        return this.name ;
    } ;
    Parent.prototype.obj = {a : '1'} ;
    
    var Child = function(name){
        Parent.apply(this,arguments) ;
    } ;
    Child.prototype = deepClone(Parent.prototype) ;
    
    var child = new Child('child') ;
    var parent = new Parent('parent') ;
    
    console.log(child.obj.a) ; //1
    console.log(parent.obj.a) ; //1
    child.obj.a = '2' ;
    console.log(child.obj.a) ; //2
    console.log(parent.obj.a) ; //1
    

    综合上面的考虑,javascript继承的具体实现如下,这里只考虑了Child和Parent都是函数的情况下:

    var deepClone = function(source,target){
        source = source || {} ;
        target = target || {};
        var toStr = Object.prototype.toString ,
            arrStr = '[object array]' ;
        for(var i in source){
            if(source.hasOwnProperty(i)){
                var item = source[i] ;
                if(typeof item === 'object'){
                    target[i] = (toStr.apply(item).toLowerCase() === arrStr) ? [] : {} ;
                    deepClone(item,target[i]) ;    
                }else{
                    target[i] = item;
                }
            }
        }
        return target ;
    } ;
    
    var extend = function(Parent,Child){
        Child = Child || function(){} ;
        if(Parent === undefined)
            return Child ;
        //借用父类构造函数
        Child = function(){
            Parent.apply(this,argument) ;
        } ;
        //通过深拷贝继承父类原型    
        Child.prototype = deepClone(Parent.prototype) ;
        //重置constructor属性
        Child.prototype.constructor = Child ;
    } ;
    
    

    参考自:https://segmentfault.com/a/1190000000766541

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