不同於基於類別的程式語言,如 C 和 Java,JavaScript 中的繼承方式是基於原型的。同時由於 JavaScript 是一種非常靈活的語言,因此實現繼承的方式也非常多。
首要的基本概念是關於建構函式和原型鏈的,父物件的建構子稱為Parent,子物件的建構函式稱為Child,對應的父物件和子物件分別為parent和child。
物件中有一個隱藏屬性[[prototype]](注意不是prototype),在 Chrome 中是__proto__,而在某些環境下則不可訪問,它指向的是這個物件的原型。在存取任何一個物件的屬性或方法時,首先會搜尋本物件的所有屬性,如果找不到的話則會根據[[prototype]]沿著原型鏈逐步搜尋其原型物件上的屬性,直到找到為止,否則返回undefined。
1.原型鏈繼承:
原型鍊是 JavaScript 中實作繼承的預設方式,如果要讓子物件繼承父物件的話,最簡單的方式是將子物件建構函式的prototype屬性指向父物件的一個實例:
function Parent() {}
function Child() {}
Child.prototype = new Parent()
這時候,Child的prototype屬性被重寫了,指向了一個新對象,但是這個新對象的constructor屬性卻沒有正確指向Child,JS 引擎並不會自動為我們完成這件工作,這需要我們手動去將Child的原型物件的constructor屬性重新指向Child:
Child.prototype.constructor = Child
以上就是JavaScript 中的預設繼承機制,將需要重用的屬性和方法遷移到原型對像中,而將不可重用的部分設定為對象的自身屬性,但這種繼承方式需要新建一個實例作為原型對象,效率上會低一些。
2.原型繼承(非原型鏈):
為了避免上一個方法需要重複建立原型物件實例的問題,可以直接將子物件建構函式的prototype指向父物件建構函式的prototype,這樣,所有Parent.prototype中的屬性和方法也能被重複使用,同時不需要重複建立原型物件實例:
Child.prototype = Parent.prototype
Child.prototype.constructor = Child
但是我們知道,在JavaScript 中,物件是作為引用類型存在的,這種方法實際上是將Child.prototype和Parent.prototype中保存的指針指向了同一個對象,因此,當我們想要在子對象原型中擴展一些屬性以便之後繼續繼承的話,父物件的原型也會被改寫,因為這裡的原型物件實例總是只有一個,這也是這種繼承方式的缺點。
3.臨時構造者繼承:
為了解決上面的問題,可以藉用一個臨時構造器起到一個中間層的作用,所有子對象原型的操作都是在臨時構造器的實例上完成,不會影響到父對象原型:
var F = function() {}
F.prototype = Parent.prototype
Child.prototype = new F()
Child.prototype.constructor = Child
同時,為了可以在子物件中存取父類別原型中的屬性,可以在子物件建構器上加入一個指向父物件原型的屬性,如uber,這樣,可以在子物件上直接透過child.constructor.uber訪問到父級原型物件。
我們可以將上面的這些工作封裝成一個函數,以後呼叫這個函數就可以方便實現這種繼承方式了:
function extend(Child, Parent) {
var F = function() {}
F.prototype = Parent.prototype
Child.prototype = new F()
Child.prototype.constructor = Child
Child.uber = Parent.prototype
}
然後就可以這樣呼叫:
extend(Dog, Animal)
4.屬性拷貝:
這種繼承方式基本上沒有改變原型鏈的關係,而是直接將父級原型物件中的屬性全部複製到子物件原型中,當然,這裡的複製僅適用於基本資料類型,物件類型只支持引用傳遞。
function extend2(Child, Parent) {
var p = Parent.prototype
var c = Child.prototype
for (var i in p) {
c[i] = p[i]
}
c.uber = p
}
這種方式對部分原型屬性進行了重建,建構物件的時候效率會低一些,但是能夠減少原型鏈的查找。不過我個人覺得這種方式的優點並不明顯。
5.物件間繼承:
除了基於構造器間的繼承方法,還可以拋開構造器直接進行物件間的繼承。即直接進行物件屬性的拷貝,其中包括淺拷貝和深拷貝。
淺拷貝:
接受要繼承的對象,同時建立一個新的空對象,將要繼承對象的屬性拷貝至新對象並傳回這個新對象:
function extendCopy(p) {
var c = {}
for (var i in p) {
c[i] = p[i]
}
c.uber = p
return c
}
拷貝完成之後對於新物件中需要改寫的屬性可以進行手動改寫。
深拷貝:
淺拷貝的問題也顯而易見,它不能拷貝物件類型的屬性而只能傳遞引用,要解決這個問題就要使用深拷貝。深拷貝的重點在於拷貝的遞歸調用,檢測到物件類型的屬性時就會建立對應的物件或數組,並逐一複製其中的基本類型值。
function deepCopy(p, c) {
c = c || {}
for (var i in p) {
if (p.hasOwnProperty(i)) {
if (typeof p[i] === 'object') {
c[i] = Array.isArray(p[i]) ? [] : {}
deepCopy(p[i], c[i])
} else {
c[i] = p[i]
}
}
}
return c
}
其中用到了一個 ES5 的Array.isArray()方法用來判斷參數是否為數組,沒有實作此方法的環境需要自己手動封裝一個 shim。
Array.isArray = function(p) {
return p instanceof Array
}
但是使用instanceof運算子無法判斷來自不同框架的陣列變量,但這種情況比較少。
6.原型繼承:
借助父級對象,透過建構函式建立一個以父級物件為原型的新物件:
function object(o) {
var n
function F() {}
F.prototype = o
n = new F()
n.uber = o
return n
}
這裡,直接將父物件設定為子物件的原型,ES5 中的 Object.create()方法就是這種實作方式。
7.原型繼承與屬性拷貝混合:
原型繼承方法中以傳入的父對象為原型建構子對象,同時還可以在父對象提供的屬性之外額外傳入需要拷貝屬性的對象:
function ojbectPlus(o, stuff) {
var n
function F() {}
F.prototype = o
n = new F()
n.uber = o
for (var i in stuff) {
n[i] = stuff[i]
}
return n
}
8.多重繼承:
這種方式不涉及原型鏈的操作,傳入多個需要拷貝屬性的對象,依序進行屬性的全拷貝:
function multi() {
var n = {}, stuff, i = 0,
len = arguments.length
for (i = 0; i
stuff = arguments[i]
for (var key in stuff) {
n[i] = stuff[i]
}
}
return n
}
根據物件傳入的順序依序進行拷貝,也就是說,如果後傳入的物件包含和前面物件相同的屬性,後者將會覆寫前者。
9.構造器借用:
JavaScript中的call()和apply()方法非常好用,其改變方法執行上下文的功能在繼承的實作中也能發揮作用。所謂建構子借用是指在子物件建構器中藉用父物件的建構子對this進行操作:
function Parent() {}
Parent.prototype.name = 'parent'
function Child() {
Parent.apply(this, arguments)
}
var child = new Child()
console.log(child.name)
這種方式的最大優勢就是,在子物件的建構器中,是對子物件的自身屬性進行完全的重建,引用類型的變數也會產生一個新值而不是一個引用,所以對子物件的任何操作都不會影響父對象。
而這種方法的缺點在於,在子物件的建置過程中沒有使用過new操作符,因此子物件不會繼承父級原型物件上的任何屬性,在上面的程式碼中,child的name屬性將會是undefined。
要解決這個問題,可以再次手動將子物件建構器原型設為父物件的實例:
Child.prototype = new Parent()
但這又會帶來另一個問題,即父物件的建構器會被呼叫兩次,一次是在父物件建構器借用過程中,另一次是在繼承原型過程中。
要解決這個問題,就要去掉一次父物件建構器的調用,建構器借用不能省略,那麼只能去掉後一次調用,實現繼承原型的另一方法就是迭代複製:
extend2(Child, Parent)
使用之前實作的extend2()方法即可。