ES6 Class 繼承與 super的介紹

這篇文章主要介紹了關於ES6 Class 繼承與super的介紹，有著一定的參考價值，現在分享給大家，有需要的朋友可以參考一下

Class 繼承與super

#class 可以extends 自另一個class。這是一個不錯的語法，技術上是基於原型繼承。

要繼承一個對象，需要在 {..} 前面指定 extends 和父對象。

這個Rabbit 繼承自Animal：

class Animal {

  constructor(name) {
    this.speed = 0;
    this.name = name;
  }

  run(speed) {
    this.speed += speed;
    alert(`${this.name} runs with speed ${this.speed}.`);
  }

  stop() {
    this.speed = 0;
    alert(`${this.name} stopped.`);
  }

}


// Inherit from Animal
class Rabbit extends Animal {
  hide() {
    alert(`${this.name} hides!`);
  }
}


let rabbit = new Rabbit("White Rabbit");

rabbit.run(5); // White Rabbit runs with speed 5.
rabbit.hide(); // White Rabbit hides!

如你所見，如你所想，extend 關鍵字實際上是在Rabbit.prototype 新增[Prototype]]，引用到Animal.prototype。

所以現在 rabbit 既可以存取它自己的方法，也可以存取 Animal 的方法。

extends 後可跟表達式

Class 語法的 `extends' 後接的不限於指定一個類，更可以是表達式。

例如一個產生父類別的函數：

function f(phrase) {
  return class {
    sayHi() { alert(phrase) }
  }
}


class User extends f("Hello") {}


new User().sayHi(); // Hello

範例中，class User 繼承了 f('Hello')傳回的結果。

對於高階程式模式，當我們使用的類別是根據許多條件使用函數來產生時，這很有用。

重寫一個方法

現在讓我們進入下一步，重寫一個方法。到目前為止，Rabbit 從 Animal 繼承了 stop 方法，this.speed = 0。

如果我們在Rabbit 中指定了自己的stop，那麼會被優先使用：

class Rabbit extends Animal {
  stop() {
    // ...this will be used for rabbit.stop()
  }
}

......但通常我們不想完全取代父方法，而是在父方法的基礎上調整或擴展其功能。我們進行一些操作，讓它之前/之後或在過程中呼叫父方法。

Class 為此提供 super關鍵字。

• 使用 super.method(...) 呼叫父方法。

• 使用 super(...) 呼叫父建構函式（僅在 constructor 函式中）。

例如，讓兔子在stop 時自動隱藏：

class Animal {

  constructor(name) {
    this.speed = 0;
    this.name = name;
  }

  run(speed) {
    this.speed += speed;
    alert(`${this.name} runs with speed ${this.speed}.`);
  }

  stop() {
    this.speed = 0;
    alert(`${this.name} stopped.`);
  }

}

class Rabbit extends Animal {
  hide() {
    alert(`${this.name} hides!`);
  }


  stop() {
    super.stop(); // call parent stop
    this.hide(); // and then hide
  }

}

let rabbit = new Rabbit("White Rabbit");

rabbit.run(5); // White Rabbit runs with speed 5.
rabbit.stop(); // White Rabbit stopped. White rabbit hides!

現在，Rabbit 的stop 方法透過super.stop() 呼叫父類別的方法。

箭頭函數無 super

如如在 arrow-functions 一章中提到，箭頭函數沒有 super。

它會從外部函數中取得 super。例如：

class Rabbit extends Animal {
  stop() {
    setTimeout(() => super.stop(), 1000); // call parent stop after 1sec
  }
}

箭頭函數中的 super 與 stop() 中的相同，所以它按預期工作。如果我們在這裡用普通函數，便會報錯：

// Unexpected super
setTimeout(function() { super.stop() }, 1000);

重寫建構子

#對於建構子來說，這有點棘手 tricky。

直到現在，Rabbit 都沒有自己的 constructor。
Till now, Rabbit did not have its own constructor.

根據規範，如果一個類別擴展了另一個類別並且沒有constructor ，那麼會自動產生如下constructor：

class Rabbit extends Animal {
  // generated for extending classes without own constructors

  constructor(...args) {
    super(...args);
  }

}

我們可以看到，它呼叫了父constructor 傳遞所有參數。如果我們不自己寫構造函數，就會發生這種情況。

現在我們將一個自訂建構函式加入到 Rabbit 中。除了name，我們還會設定 earLength：

class Animal {
  constructor(name) {
    this.speed = 0;
    this.name = name;
  }
  // ...
}

class Rabbit extends Animal {


  constructor(name, earLength) {
    this.speed = 0;
    this.name = name;
    this.earLength = earLength;
  }


  // ...
}


// Doesn't work!
let rabbit = new Rabbit("White Rabbit", 10); // Error: this is not defined.

哎呦出錯了！現在我們不能生成兔子了，為什麼呢？

簡單來說：繼承類別中的建構子必須呼叫 super（...），(!)並且在使用 this 之前執行它。

...但為什麼？這是什麼情況？嗯...這個要求看起來確實很奇怪。

現在我們探討細節，讓你真正理解其中緣由 ——

在JavaScript中，繼承了其他類別的建構子比較特殊。在繼承類別中，對應的建構子被標記為特殊的內部屬性 [[ConstructorKind]]：「derived」。

差異在於：

• 當一個普通的建構子執行時，它會建立一個空物件作為 this，然後繼續運作。

• 但是當衍生的建構函式運行時，與上面說的不同，它指望父建構函式來完成這項工作。

所以如果我們正在建構我們自己的建構函數，那麼我們必須呼叫super，否則具有this 的物件將不被創建，並報錯。

對於Rabbit 來說，我們需要在使用this 之前呼叫super()，如下所示：

class Animal {

  constructor(name) {
    this.speed = 0;
    this.name = name;
  }

  // ...
}

class Rabbit extends Animal {

  constructor(name, earLength) {

    super(name);

    this.earLength = earLength;
  }

  // ...
}


// now fine
let rabbit = new Rabbit("White Rabbit", 10);
alert(rabbit.name); // White Rabbit
alert(rabbit.earLength); // 10

Super 的實作與[[HomeObject]]

讓我們再深入理解super 的底層實現，我們會看到一些有趣的事情。

首先要說的是，以我們迄今為止學到的知識來看，實現 super 是不可能的。

那么思考一下，这是什么原理？当一个对象方法运行时，它将当前对象作为 this。如果我们调用 super.method()，那么如何检索 method？很容易想到，我们需要从当前对象的原型中取出 method。从技术上讲，我们（或JavaScript引擎）可以做到这一点吗？

也许我们可以从 this 的 [[Prototype]] 中获得方法，就像 this .__ proto __.method 一样？不幸的是，这是行不通的。

让我们试一试，简单起见，我们不使用 class 了，直接使用普通对象。

在这里，rabbit.eat() 调用父对象的 animal.eat() 方法：

let animal = {
  name: "Animal",
  eat() {
    alert(`${this.name} eats.`);
  }
};

let rabbit = {
  __proto__: animal,
  name: "Rabbit",
  eat() {

    // that's how super.eat() could presumably work
    this.__proto__.eat.call(this); // (*)

  }
};

rabbit.eat(); // Rabbit eats.

在 (*) 这一行，我们从原型（animal）中取出 eat，并以当前对象的上下文中调用它。请注意，.call（this） 在这里很重要，因为只写 this .__ proto __.eat() 的话 eat 的调用对象将会是 animal，而不是当前对象。

以上代码的 alert 是正确的。

但是现在让我们再添加一个对象到原型链中，就要出事了：

let animal = {
  name: "Animal",
  eat() {
    alert(`${this.name} eats.`);
  }
};

let rabbit = {
  __proto__: animal,
  eat() {
    // ...bounce around rabbit-style and call parent (animal) method
    this.__proto__.eat.call(this); // (*)
  }
};

let longEar = {
  __proto__: rabbit,
  eat() {
    // ...do something with long ears and call parent (rabbit) method
    this.__proto__.eat.call(this); // (**)
  }
};


longEar.eat(); // Error: Maximum call stack size exceeded

噢，完蛋！调用 longEar.eat() 报错了！

这原因一眼可能看不透，但如果我们跟踪 longEar.eat() 调用，大概就知道为什么了。在 (*) 和 (**) 两行中， this 的值是当前对象(longEar)。重点来了：所有方法都将当前对象作为 this，而不是原型或其他东西。

因此，在两行 (*) 和 (**) 中，this.__ proto__ 的值都是 rabbit。他们都调用了 rabbit.eat，于是就这么无限循环下去。

情况如图：

1.在 longEar.eat() 里面，(**) 行中调用了 rabbit.eat，并且this = longEar。

// inside longEar.eat() we have this = longEar
this.__proto__.eat.call(this) // (**)
// becomes
longEar.__proto__.eat.call(this)
// that is
rabbit.eat.call(this);

2.然后在rabbit.eat的 (*) 行中，我们希望传到原型链的下一层，但是 this = longEar，所以 this .__ proto __.eat又是 rabbit.eat！

// inside rabbit.eat() we also have this = longEar
this.__proto__.eat.call(this) // (*)
// becomes
longEar.__proto__.eat.call(this)
// or (again)
rabbit.eat.call(this);

1. ...因此 rabbit.eat 在无尽循环调动，无法进入下一层。

这个问题不能简单使用 this 解决。

[[HomeObject]]

为了提供解决方案，JavaScript 为函数添加了一个特殊的内部属性：[[HomeObject]]。

当函数被指定为类或对象方法时，其 [[HomeObject]] 属性为该对象。

这实际上违反了 unbind 函数的思想，因为方法记住了它们的对象。并且 [[HomeObject]] 不能被改变，所以这是永久 bind（绑定）。所以在 JavaScript 这是一个很大的变化。

但是这种改变是安全的。 [[HomeObject]] 仅用于在 super 中获取下一层原型。所以它不会破坏兼容性。

让我们来看看它是如何在 super 中运作的：

let animal = {
  name: "Animal",
  eat() {         // [[HomeObject]] == animal
    alert(`${this.name} eats.`);
  }
};

let rabbit = {
  __proto__: animal,
  name: "Rabbit",
  eat() {         // [[HomeObject]] == rabbit
    super.eat();
  }
};

let longEar = {
  __proto__: rabbit,
  name: "Long Ear",
  eat() {         // [[HomeObject]] == longEar
    super.eat();
  }
};


longEar.eat();  // Long Ear eats.

每个方法都会在内部 [[HomeObject]] 属性中记住它的对象。然后 super 使用它来解析原型。

在类和普通对象中定义的方法中都定义了 [[HomeObject]]，但是对于对象，必须使用：method() 而不是 "method: function()"。

在下面的例子中，使用非方法语法（non-method syntax）进行比较。这么做没有设置 [[HomeObject]] 属性，继承也不起作用：

let animal = {
  eat: function() { // should be the short syntax: eat() {...}
    // ...
  }
};

let rabbit = {
  __proto__: animal,
  eat: function() {
    super.eat();
  }
};


rabbit.eat();  // Error calling super (because there's no [[HomeObject]])

静态方法和继承

class 语法也支持静态属性的继承。

例如：

class Animal {

  constructor(name, speed) {
    this.speed = speed;
    this.name = name;
  }

  run(speed = 0) {
    this.speed += speed;
    alert(`${this.name} runs with speed ${this.speed}.`);
  }

  static compare(animalA, animalB) {
    return animalA.speed - animalB.speed;
  }

}

// Inherit from Animal
class Rabbit extends Animal {
  hide() {
    alert(`${this.name} hides!`);
  }
}

let rabbits = [
  new Rabbit("White Rabbit", 10),
  new Rabbit("Black Rabbit", 5)
];

rabbits.sort(Rabbit.compare);

rabbits[0].run(); // Black Rabbit runs with speed 5.

现在我们可以调用 Rabbit.compare，假设继承的 Animal.compare 将被调用。

它是如何工作的？再次使用原型。正如你猜到的那样，extends 同样给 Rabbit 提供了引用到 Animal的 [Prototype]。

所以，Rabbit 函数现在继承 Animal 函数。Animal 自带引用到 Function.prototype 的 [[Prototype]]（因为它不 extend 其他类）。

看看这里：

class Animal {}
class Rabbit extends Animal {}

// for static propertites and methods
alert(Rabbit.__proto__ === Animal); // true

// and the next step is Function.prototype
alert(Animal.__proto__ === Function.prototype); // true

// that's in addition to the "normal" prototype chain for object methods
alert(Rabbit.prototype.__proto__ === Animal.prototype);

这样 Rabbit 可以访问 Animal 的所有静态方法。

在内置对象中没有静态继承

请注意，内置类没有静态 [[Prototype]] 引用。例如，Object 具有 Object.defineProperty，Object.keys等方法，但 Array，Date 不会继承它们。

Date 和 Object 的结构：

Date 和 Object 之间毫无关联，他们独立存在，不过 Date.prototype 继承于 Object.prototype，仅此而已。

造成这个情况是因为 JavaScript 在设计初期没有考虑使用 class 语法和继承静态方法。

原生拓展

Array，Map 等内置类也可以扩展。

举个例子，PowerArray 继承自原生 Array：

// add one more method to it (can do more)
class PowerArray extends Array {
  isEmpty() {
    return this.length === 0;
  }
}

let arr = new PowerArray(1, 2, 5, 10, 50);
alert(arr.isEmpty()); // false

let filteredArr = arr.filter(item => item >= 10);
alert(filteredArr); // 10, 50
alert(filteredArr.isEmpty()); // false

请注意一件非常有趣的事情。像 filter，map 和其他内置方法 - 返回新的继承类型的对象。他们依靠 constructor 属性来做到这一点。

在上面的例子中，

arr.constructor === PowerArray

所以当调用 arr.filter() 时，它自动创建新的结果数组，就像 new PowerArray 一样，于是我们可以继续使用 PowerArray 的方法。

我们甚至可以自定义这种行为。如果存在静态 getter Symbol.species，返回新建对象使用的 constructor。

下面的例子中，由于 Symbol.species 的存在，map，filter等内置方法将返回普通的数组：

class PowerArray extends Array {
  isEmpty() {
    return this.length === 0;
  }


  // built-in methods will use this as the constructor
  static get [Symbol.species]() {
    return Array;
  }

}

let arr = new PowerArray(1, 2, 5, 10, 50);
alert(arr.isEmpty()); // false

// filter creates new array using arr.constructor[Symbol.species] as constructor
let filteredArr = arr.filter(item => item >= 10);


// filteredArr is not PowerArray, but Array

alert(filteredArr.isEmpty()); // Error: filteredArr.isEmpty is not a function

我们可以在其他 key 使用 Symbol.species，可以用于剥离结果值中的无用方法，或是增加其他方法。

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