JavaScript中的继承方式

作者: 一直玩编程 | 来源:发表于2016-04-06 17:15 被阅读114次

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apply和call方法去实现

在面向对象的语言中，我们使用类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instanceof和isPrototypeof()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

在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

d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apply和call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：

简单，易于实现

缺点：

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
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

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
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）

优缺点

优点：

解决了子类实例共享父类引用属性的问题
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：

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

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
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

优缺点

优点：

*　不存在引用属性共享问题
*　可传参
*　函数可复用
缺点:

*　（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

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
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

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：

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：
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
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

6种继承方式的联系

继承.jpg

P.S.虚线表示辅助作用，实线表示决定性作用

转自文章

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