阿里巴巴技术文章分享 Javascript继承机制的实现

时间:2020-05-14 人气:0

Javascript作为一门脚本语言，在设计之初并没有考虑到面向对象的特性。即便到了当今这个遍布现代浏览器的年代，各种Javascript 框架/库如雨后春笋般地疯狂生长，Javascript中连个 class 关键字都没有。如果你要编写一个类，你还得借助于function，至于继承、重载什么的，就别奢望了。

可是，没有继承，日子怎么过啊？难道把所有的共有逻辑都拷贝一遍，实现最低级的代码复用？

答案当然是——NO，所以，我们要自己实现继承！

目标

最关键的目标当然是继承——子类自动拥有父类的所有公共属性和方法。

支持instanceof，例如c是子类的实例，而P是父类，c instanceof P应该返回true。

其次应该能够重写（Override）父类的方法，并且在子类的方法中，能够方便地调用到父类的同名方法。

至于说重载（Overload），由于Javascript的语言特性（不可以有同名方法，即便它们参数列表不一样），无法实现。

设计与实现

Javascript的对象有一个很重要的属性——__proto__，也就是原型。原型实质上也是一个对象，所有它也可以有自己的原型，这样就形成一个原型链。当你调用某个对象的某个方法，或者读取该对象的某个属性，Javascript执行器是这样做的：

1、首先到该对象中找对应的方法或属性，如果找不到，
2、到该对象的原型中找，如果还找不到，
3、到原型的原型里面找
4、...
5、直到最后找到Object的原型为止，如果还没有则返回undefined
如下图所示：

原型链的这个特性，和继承很相似，所以自然而然，我们可以利用它来实现继承机制。而原型链对instanceof的支持，使得它成为很好的选择。

我们定义extend函数，这个函数接受两个参数，第一个是父类，第二个是子类，如下所示：

function extend(ParentClass, ChildClass) {
  ...
  return ChildClass;
}

这个函数对子类进行处理，并返回子类。处理的逻辑如下：

建立原型链

通过将子类的原型链与父类的原型链连接起来，子类可以自动拥有父类的方法和属性：

var pp = ParentClass.prototype,
  cp = ChildClass.prototype;
function T() {};
T.prototype = pp;
ChildClass.prototype = new T();

为了连接原型链，需要创建一个父类的实例，并将其赋给子类的原型属性。但我们不希望在extend方法里面就实例化父类，所以引入了一个中间类T，以解决这个问题。

实现重写

原型链建立之后，原来子类原型上的方法和属性我们也需要保留下来：

方法

如果父类有同名方法，我们使用一个闭包，来保留对父类方法和子类方法的引用。然后，修改新的原型中该方法的引用，将其指向一个新的 function。在这个function里面，我们创建一个临时属性super，将其指向父类方法，并调用子类方法，这样在子类方法中，通过 this.super可以调用该父类方法：

ChildClass.prototype[name] = (function(pm, cm) {
  return function() {
    var _super = this.super;
    this.super = pm;
    var result = cm.apply(this, arguments);
    this.super = _super;
    return result;
  };
})(pp[name], cp[name]);

属性

对于属性，不存在重写的问题，所以直接将子类原来的原型中的属性加到新的原型中即可：

ChildClass.prototype[name] = cp[name];

构造器

为了让子类能够访问到父类的构造器，我们将父类赋给子类的super属性：

ChildClass.super = ParentClass;

如何使用

假设我们要设计一个管理系统，里面涉及到客户、工人和经理等。将客户和员工的共性抽象出来，我们得到人（People）；然后将工人和经理的共性抽象得到员工（Employee）。这样我们得到三级类结构：

实现这个设计的代码如下：

function People(firstname, lastname) {
  this.firstname = firstname;
  this.lastname = lastname;
}

function Employee(firstname, lastname, company) {
  Employee.super.apply(this, arguments);
  this.company = company;
}

function Manager(firstname, lastname, company, title) {
  Manager.super.apply(this, arguments);
  this.title = title;
}

我们希望对每个人都有一个描述，People是姓+名；员工在姓+名之后，还包括公司名称；而经理在员工的描述之后，还包括职位。代码如下：

People.prototype.summary = function() {
  return this.firstname + " " + this.lastname;
};

Employee.prototype.summary = function() {
  return this.super.call(this) + ", " + this.company;
};

Manager.prototype.summary = function() {
  return this.super.call(this) + ", " + this.title;
};

在所有的成员方法都已经定义好之后，声明类的继承（必须先定义方法，再声明类的继承，否则无法在方法中使用this.super调用父类方法！）：

extend(People, Employee);
extend(Employee, Manager);

使用这些类就比较简单，直接new就好了：

var people = new People("Alice", "Dickens");
var employee = new Employee("Bob", "Ray", "Alibaba");
var manager = new Manager("Calvin", "Klein", "Alibaba", "Senior Manager");
console.log( people.summary() ); //Alice Dickens
console.log( employee.summary() ); //Bob Ray, Alibaba
console.log( manager.summary() ); //Calvin Klein, Alibaba, Senior Manager

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