原型继承

Mr.Hope ... 2019-10-10 JavaScript 大约 3 分钟

在传统的基于 Class 的语言如 Java、C++ 中,继承的本质是扩展一个已有的 Class,并生成新的 Subclass。

由于这类语言严格区分类和实例,继承实际上是类型的扩展。但是,JavaScript 由于采用原型继承,我们无法直接扩展一个 Class,因为根本不存在 Class 这种类型。

但是办法还是有的。我们先回顾 Student 构造函数:

function Student(props) {
  this.name = props.name || "Unnamed";
}

Student.prototype.hello = function () {
  alert(`Hello, ${this.name}!`);
};
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以及 Student 的原型链:

js-proto

现在,我们要基于 Student 扩展出 PrimaryStudent,可以先定义出 PrimaryStudent:

function PrimaryStudent(props) {
  // 调用Student构造函数,绑定this变量:
  Student.call(this, props);
  this.grade = props.grade || 1;
}
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但是,调用了 Student 构造函数不等于继承了 StudentPrimaryStudent 创建的对象的原型是:

new PrimaryStudent() ----> PrimaryStudent.prototype ----> Object.prototype ----> null
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必须想办法把原型链修改为:

new PrimaryStudent() ----> PrimaryStudent.prototype ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
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这样,原型链对了,继承关系就对了。新的基于 PrimaryStudent 创建的对象不但能调用 PrimaryStudent.prototype 定义的方法,也可以调用 Student.prototype 定义的方法。

如果您想用最简单粗暴的方法这么干:

PrimaryStudent.prototype = Student.prototype;
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是不行的!如果这样的话,PrimaryStudentStudent 共享一个原型对象,那还要定义 PrimaryStudent 干啥?

我们必须借助一个中间对象来实现正确的原型链,这个中间对象的原型要指向 Student.prototype。为了实现这一点,参考发明 JSON 的道格拉斯的代码,中间对象可以用一个空函数 F 来实现:

// PrimaryStudent构造函数:
function PrimaryStudent(props) {
  Student.call(this, props);
  this.grade = props.grade || 1;
}

// 空函数F:
function F() {}

// 把F的原型指向Student.prototype:
F.prototype = Student.prototype;

// 把PrimaryStudent的原型指向一个新的F对象,F对象的原型正好指向Student.prototype:
PrimaryStudent.prototype = new F();

// 把PrimaryStudent原型的构造函数修复为PrimaryStudent:
PrimaryStudent.prototype.constructor = PrimaryStudent;

// 继续在PrimaryStudent原型(就是new F()对象)上定义方法:
PrimaryStudent.prototype.getGrade = function () {
  return this.grade;
};

// 创建xiaoming:
const xiaoming = new PrimaryStudent({
  name: "小明",
  grade: 2,
});

xiaoming.name; // '小明'
xiaoming.grade; // 2

// 验证原型:
xiaoming.__proto__ === PrimaryStudent.prototype; // true
xiaoming.__proto__.__proto__ === Student.prototype; // true

// 验证继承关系:
xiaoming instanceof PrimaryStudent; // true
xiaoming instanceof Student; // true
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用一张图来表示新的原型链:

js-proto-extend

注意,函数 F 仅用于桥接,我们仅创建了一个 new F() 实例,而且,没有改变原有的 Student 定义的原型链。

如果把继承这个动作用一个 inherits() 函数封装起来,还可以隐藏 F 的定义,并简化代码:

function inherits(Child, Parent) {
  const F = () => {};

  F.prototype = Parent.prototype;
  Child.prototype = new F();
  Child.prototype.constructor = Child;
}
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这个 inherits() 函数可以复用:

function Student(props) {
  this.name = props.name || "Unnamed";
}

Student.prototype.hello = function () {
  alert(`Hello, ${this.name}!`);
};

function PrimaryStudent(props) {
  Student.call(this, props);
  this.grade = props.grade || 1;
}

// 实现原型继承链:
inherits(PrimaryStudent, Student);

// 绑定其他方法到PrimaryStudent原型:
PrimaryStudent.prototype.getGrade = function () {
  return this.grade;
};
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# 原型继承小结

JavaScript 的原型继承实现方式就是:

  1. 定义新的构造函数,并在内部用 call() 调用希望“继承”的构造函数,并绑定 this

  2. 借助中间函数 F 实现原型链继承,最好通过封装的 inherits 函数完成;

  3. 继续在新的构造函数的原型上定义新方法。