JavaScript 继承的实现_javascript技巧
- WBOY原创
- 2016-05-16 18:50:25865浏览
面向对象与基于对象
几乎每个开发人员都有面向对象语言（比如C++、C#、Java）的开发经验。 在传统面向对象的语言中，有两个非常重要的概念 - 类和实例。 类定义了一类事物公共的行为和方法；而实例则是类的一个具体实现。 我们还知道，面向对象编程有三个重要的概念 - 封装、继承和多态。
但是在JavaScript的世界中，所有的这一切特性似乎都不存在。 因为JavaScript本身不是面向对象的语言，而是基于对象的语言。 这里面就有一些有趣的特性，比如JavaScript中所有事物都是对象， 包括字符串、数组、日期、数字，甚至是函数，比如下面这个例子：
// 定义一个函数 - add<br> function add(a, b) {<br> add.invokeTimes++;<br> return a + b;<br> }<br> // 因为函数本身也是对象，这里为函数add定义一个属性，用来记录此函数被调用的次数<br> add.invokeTimes = 0;<br><br> add(1 + 1);<br> add(2 + 3);<br> console.log(add.invokeTimes); // 2<br>
模拟JavaScript中类和继承
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JavaScript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？
这就需要引入另外一个概念 - 原型（prototype），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，给人们的感觉好像是拷贝）。
让我们看一下通过prototype创建自定义对象的一个例子：
// 构造函数<br> function Person(name, sex) {<br> this.name = name;<br> this.sex = sex;<br> }<br> // 定义Person的原型，原型中的属性可以被自定义对象引用<br> Person.prototype = {<br> getName: function() {<br> return this.name;<br> },<br> getSex: function() {<br> return this.sex;<br> }<br> }<br>
这里我们把函数Person称为构造函数，也就是创建自定义对象的函数。可以看出，JavaScript通过构造函数和原型的方式模拟实现了类的功能。
创建自定义对象（实例化类）的代码：
var zhang = new Person("ZhangSan", "man");<br> console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"<br><br> var chun = new Person("ChunHua", "woman");<br> console.log(chun.getName()); // "ChunHua"<br>
当代码var zhang = new Person("ZhangSan", "man")执行时，其实内部做了如下几件事情：
- 创建一个空白对象（new Object()）。
- 拷贝Person.prototype中的属性（键值对）到这个空对象中（我们前面提到，内部实现时不是拷贝而是一个隐藏的链接）。
- 将这个对象通过this关键字传递到构造函数中并执行构造函数。
- 将这个对象赋值给变量zhang。
为了证明prototype模版并不是被拷贝到实例化的对象中，而是一种链接的方式，请看如下代码：
function Person(name, sex) {<br> this.name = name;<br> this.sex = sex;<br> }<br> Person.prototype.age = 20;<br><br> var zhang = new Person("ZhangSan", "man");<br> console.log(zhang.age); // 20<br> // 覆盖prototype中的age属性<br> zhang.age = 19;<br> console.log(zhang.age); // 19<br> delete zhang.age;<br> // 在删除实例属性age后，此属性值又从prototype中获取<br> console.log(zhang.age); // 20<br>
这种在JavaScript内部实现的隐藏的prototype链接，是JavaScript赖以生存的温润土壤， 也是模拟实现继承的基础。
如何在JavaScript中实现简单的继承？
下面的例子将创建一个雇员类Employee，它从Person继承了原型prototype中的所有属性。
function Employee(name, sex, employeeID) {<br> this.name = name;<br> this.sex = sex;<br> this.employeeID = employeeID;<br> }<br> // 将Employee的原型指向Person的一个实例<br> // 因为Person的实例可以调用Person原型中的方法, 所以Employee的实例也可以调用Person原型中的所有属性。<br> Employee.prototype = new Person();<br> Employee.prototype.getEmployeeID = function() {<br> return this.employeeID;<br> };<br><br> var zhang = new Employee("ZhangSan", "man", "1234");<br> console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan<br>
上面关于继承的实现很粗糙，并且存在很多问题：
- 在创建Employee构造函数和原型（以后简称类）时，就对Person进行了实例化，这是不合适的。
- Employee的构造函数没法调用父类Person的构造函数，导致在Employee构造函数中对name和sex属性的重复赋值。
- Employee中的函数会覆盖Person中的同名函数，没有重载的机制（和上一条是一个类型的问题）。
- 创建JavaScript类的语法过于零散，不如C#/Java中的语法优雅。
- 实现中有constructor属性的指向错误，这个会在第二篇文章中讨论。
我们会在第三章完善这个例子。
JavaScript继承的实现
正因为JavaScript本身没有完整的类和继承的实现，并且我们也看到通过手工实现的方式存在很多问题， 因此对于这个富有挑战性的任务网上已经有很多实现了：
- Douglas Crockford - Prototypal Inheritance in JavaScript
- Douglas Crockford - Classical Inheritance in JavaScript
- John Resig - Simple JavaScript Inheritance
- Dean Edwards - A Base Class for JavaScript Inheritance
- Prototype
- Mootools
- Extjs
这个系列的文章将会逐一深入分析这些实现，最终达到对JavaScript中如何实现类和继承有一个深入的了解。
下一章我们将会介绍在类实现中的相关知识，比如this、constructor、prototype等。
这一章我们将会重点介绍JavaScript中几个重要的属性（this、constructor、prototype）， 这些属性对于我们理解如何实现JavaScript中的类和继承起着至关重要的作用。
this
this表示当前对象，如果在全局作用范围内使用this，则指代当前页面对象window； 如果在函数中使用this，则this指代什么是根据运行时此函数在什么对象上被调用。 我们还可以使用apply和call两个全局方法来改变函数中this的具体指向。
先看一个在全局作用范围内使用this的例子：
<script type="text/javascript">
console.log(this === window); // true
console.log(window.alert === this.alert); // true
console.log(this.parseInt("021", 10)); // 10
</script>
函数中的this是在运行时决定的，而不是函数定义时，如下：
// 定义一个全局函数
function foo() {
console.log(this.fruit);
}
// 定义一个全局变量，等价于window.fruit = "apple";
var fruit = "apple";
// 此时函数foo中this指向window对象
// 这种调用方式和window.foo();是完全等价的
foo(); // "apple"
// 自定义一个对象，并将此对象的属性foo指向全局函数foo
var pack = {
fruit: "orange",
foo: foo
};
// 此时函数foo中this指向window.pack对象
pack.foo(); // "orange"
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foo中的this === pack
foo.apply(pack); // "orange"
注：apply和call两个函数的作用相同，唯一的区别是两个函数的参数定义不同。
因为在JavaScript中函数也是对象，所以我们可以看到如下有趣的例子：
// 定义一个全局函数
function foo() {
if (this === window) {
console.log("this is window.");
}
}
// 函数foo也是对象，所以可以定义foo的属性boo为一个函数
foo.boo = function() {
if (this === foo) {
console.log("this is foo.");
} else if (this === window) {
console.log("this is window.");
}
};
// 等价于window.foo();
foo(); // this is window.
// 可以看到函数中this的指向调用函数的对象
foo.boo(); // this is foo.
// 使用apply改变函数中this的指向
foo.boo.apply(window); // this is window.
prototype
我们已经在第一章中使用prototype模拟类和继承的实现。 prototype本质上还是一个JavaScript对象。 并且每个函数都有一个默认的prototype属性。
如果这个函数被用在创建自定义对象的场景中，我们称这个函数为构造函数。 比如下面一个简单的场景：
// 构造函数
function Person(name) {
this.name = name;
}
// 定义Person的原型，原型中的属性可以被自定义对象引用
Person.prototype = {
getName: function() {
return this.name;
}
}
var zhang = new Person("ZhangSan");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"
作为类比，我们考虑下JavaScript中的数据类型 - 字符串（String）、数字（Number）、数组（Array）、对象（Object）、日期（Date）等。 我们有理由相信，在JavaScript内部这些类型都是作为构造函数来实现的，比如： // 定义数组的构造函数，作为JavaScript的一种预定义类型
function Array() {
// ...
}
// 初始化数组的实例
var arr1 = new Array(1, 56, 34, 12);
// 但是，我们更倾向于如下的语法定义：
var arr2 = [1, 56, 34, 12];
同时对数组操作的很多方法（比如concat、join、push）应该也是在prototype属性中定义的。 实际上，JavaScript所有的固有数据类型都具有只读的prototype属性（这是可以理解的：因为如果修改了这些类型的prototype属性，则哪些预定义的方法就消失了）， 但是我们可以向其中添加自己的扩展方法。
// 向JavaScript固有类型Array扩展一个获取最小值的方法
Array.prototype.min = function() {
var min = this[0];
for (var i = 1; i <br>注意：这里有一个陷阱，向Array的原型中添加扩展方法后，当使用for-in循环数组时，这个扩展方法也会被循环出来。 <br>下面的代码说明这一点（假设已经向Array的原型中扩展了min方法）： <pre class="cnblogs_code"> var arr = [1, 56, 34, 12];
var total = 0;
for (var i in arr) {
total += parseInt(arr[i], 10);
}
console.log(total); // NaN
解决方法也很简单： var arr = [1, 56, 34, 12];
var total = 0;
for (var i in arr) {
if (arr.hasOwnProperty(i)) {
total += parseInt(arr[i], 10);
}
}
console.log(total); // 103
constructor
constructor始终指向创建当前对象的构造函数。比如下面例子：
// 等价于 var foo = new Array(1, 56, 34, 12);
var arr = [1, 56, 34, 12];
console.log(arr.constructor === Array); // true
// 等价于 var foo = new Function();
var Foo = function() { };
console.log(Foo.constructor === Function); // true
// 由构造函数实例化一个obj对象
var obj = new Foo();
console.log(obj.constructor === Foo); // true
// 将上面两段代码合起来，就得到下面的结论
console.log(obj.constructor.constructor === Function); // true
但是当constructor遇到prototype时，有趣的事情就发生了。
我们知道每个函数都有一个默认的属性prototype，而这个prototype的constructor默认指向这个函数。如下例所示：
function Person(name) {
this.name = name;
};
Person.prototype.getName = function() {
return this.name;
};
var p = new Person("ZhangSan");
console.log(p.constructor === Person); // true
console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true
// 将上两行代码合并就得到如下结果
console.log(p.constructor.prototype.constructor === Person); // true
当时当我们重新定义函数的prototype时（注意：和上例的区别，这里不是修改而是覆盖）， constructor的行为就有点奇怪了，如下示例： function Person(name) {
this.name = name;
};
Person.prototype = {
getName: function() {
return this.name;
}
};
var p = new Person("ZhangSan");
console.log(p.constructor === Person); // false
console.log(Person.prototype.constructor === Person); // false
console.log(p.constructor.prototype.constructor === Person); // false
为什么呢？ 原来是因为覆盖Person.prototype时，等价于进行如下代码操作：
Person.prototype = new Object({
getName: function() {
return this.name;
}
});
而constructor始终指向创建自身的构造函数，所以此时Person.prototype.constructor === Object，即是： function Person(name) {
this.name = name;
};
Person.prototype = {
getName: function() {
return this.name;
}
};
var p = new Person("ZhangSan");
console.log(p.constructor === Object); // true
console.log(Person.prototype.constructor === Object); // true
console.log(p.constructor.prototype.constructor === Object); // true
怎么修正这种问题呢？方法也很简单，重新覆盖Person.prototype.constructor即可： function Person(name) {
this.name = name;
};
Person.prototype = new Object({
getName: function() {
return this.name;
}
});
Person.prototype.constructor = Person;
var p = new Person("ZhangSan");
console.log(p.constructor === Person); // true
console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true
console.log(p.constructor.prototype.constructor === Person); // true
下一章我们将会对第一章提到的Person-Employee类和继承的实现进行完善。
面向对象与基于对象
几乎每个开发人员都有面向对象语言（比如C++、C#、Java）的开发经验。 在传统面向对象的语言中，有两个非常重要的概念 - 类和实例。 类定义了一类事物公共的行为和方法；而实例则是类的一个具体实现。 我们还知道，面向对象编程有三个重要的概念 - 封装、继承和多态。
但是在JavaScript的世界中，所有的这一切特性似乎都不存在。 因为JavaScript本身不是面向对象的语言，而是基于对象的语言。 这里面就有一些有趣的特性，比如JavaScript中所有事物都是对象， 包括字符串、数组、日期、数字，甚至是函数，比如下面这个例子：
// 定义一个函数 - add<br> function add(a, b) {<br> add.invokeTimes++;<br> return a + b;<br> }<br> // 因为函数本身也是对象，这里为函数add定义一个属性，用来记录此函数被调用的次数<br> add.invokeTimes = 0;<br><br> add(1 + 1);<br> add(2 + 3);<br> console.log(add.invokeTimes); // 2<br>
模拟JavaScript中类和继承
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JavaScript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？
这就需要引入另外一个概念 - 原型（prototype），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，给人们的感觉好像是拷贝）。
让我们看一下通过prototype创建自定义对象的一个例子：
// 构造函数<br> function Person(name, sex) {<br> this.name = name;<br> this.sex = sex;<br> }<br> // 定义Person的原型，原型中的属性可以被自定义对象引用<br> Person.prototype = {<br> getName: function() {<br> return this.name;<br> },<br> getSex: function() {<br> return this.sex;<br> }<br> }<br>
这里我们把函数Person称为构造函数，也就是创建自定义对象的函数。可以看出，JavaScript通过构造函数和原型的方式模拟实现了类的功能。
创建自定义对象（实例化类）的代码：
var zhang = new Person("ZhangSan", "man");<br> console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"<br><br> var chun = new Person("ChunHua", "woman");<br> console.log(chun.getName()); // "ChunHua"<br>
当代码var zhang = new Person("ZhangSan", "man")执行时，其实内部做了如下几件事情：
- 创建一个空白对象（new Object()）。
- 拷贝Person.prototype中的属性（键值对）到这个空对象中（我们前面提到，内部实现时不是拷贝而是一个隐藏的链接）。
- 将这个对象通过this关键字传递到构造函数中并执行构造函数。
- 将这个对象赋值给变量zhang。
为了证明prototype模版并不是被拷贝到实例化的对象中，而是一种链接的方式，请看如下代码：
function Person(name, sex) {<br> this.name = name;<br> this.sex = sex;<br> }<br> Person.prototype.age = 20;<br><br> var zhang = new Person("ZhangSan", "man");<br> console.log(zhang.age); // 20<br> // 覆盖prototype中的age属性<br> zhang.age = 19;<br> console.log(zhang.age); // 19<br> delete zhang.age;<br> // 在删除实例属性age后，此属性值又从prototype中获取<br> console.log(zhang.age); // 20<br>
这种在JavaScript内部实现的隐藏的prototype链接，是JavaScript赖以生存的温润土壤， 也是模拟实现继承的基础。
如何在JavaScript中实现简单的继承？
下面的例子将创建一个雇员类Employee，它从Person继承了原型prototype中的所有属性。
function Employee(name, sex, employeeID) {<br> this.name = name;<br> this.sex = sex;<br> this.employeeID = employeeID;<br> }<br> // 将Employee的原型指向Person的一个实例<br> // 因为Person的实例可以调用Person原型中的方法, 所以Employee的实例也可以调用Person原型中的所有属性。<br> Employee.prototype = new Person();<br> Employee.prototype.getEmployeeID = function() {<br> return this.employeeID;<br> };<br><br> var zhang = new Employee("ZhangSan", "man", "1234");<br> console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan<br>
上面关于继承的实现很粗糙，并且存在很多问题：
- 在创建Employee构造函数和原型（以后简称类）时，就对Person进行了实例化，这是不合适的。
- Employee的构造函数没法调用父类Person的构造函数，导致在Employee构造函数中对name和sex属性的重复赋值。
- Employee中的函数会覆盖Person中的同名函数，没有重载的机制（和上一条是一个类型的问题）。
- 创建JavaScript类的语法过于零散，不如C#/Java中的语法优雅。
- 实现中有constructor属性的指向错误，这个会在第二篇文章中讨论。
我们会在第三章完善这个例子。