看法有限,若有描述不當之處,請幫忙及時指出,若有錯誤,會及時修正。javascript
20180201更新:html
修改用詞描述,如組合寄生式改爲寄生組合式,修改多處筆誤(感謝@Yao Ding的反饋)前端
----------長文+多圖預警,須要花費必定時間----------java
故事是從一次實際需求中開始的。。。git
某天,某人向我尋求了一次幫助,要協助寫一個日期工具類,要求:es6
Date
,擁有Date的全部屬性和對象形象點描述,就是要求能夠這樣:github
// 假設最終的類是 MyDate,有一個getTest拓展方法 let date = new MyDate(); // 調用Date的方法,輸出GMT絕對毫秒數 console.log(date.getTime()); // 調用拓展的方法,隨便輸出什麼,譬如helloworld! console.log(date.getTest());
因而,隨手用JS中經典的寄生組合式寫了一個繼承,而後,剛準備完美收工,一運行,卻出現瞭如下的情景:算法
可是的心情是這樣的: ?囧segmentfault
之前也沒有遇到過相似的問題,而後本身嘗試着用其它方法,屢次嘗試,均無果(不算暴力混合法的狀況),其實回過頭來看,是由於思路新奇,憑空想不到,並非原理上有多難。。。數組
因而,藉助強大的搜素引擎,蒐集資料,最後,再本身總結了一番,纔有了本文。
----------正文開始前----------
正文開始前,各位看官能夠先暫停往下讀,嘗試下,在不借助任何網絡資料的狀況下,是否能實現上面的需求?(就以10分鐘
爲限吧)
先說說如何快速快速尋求解答
分析問題的關鍵
該如何實現繼承?
遇到不會的問題,確定第一目標就是如何快速尋求解決方案,答案是:
因而,藉助搜索引擎搜索了下,第一條就符合條件,點開進去看描述
先說說結果,再瀏覽一番後,確實找到了解決方案,而後回過頭來一看,驚到了,由於這個問題的提問時間是6 years, 7 months ago
。
也就是說,2011
年的時候就已經有人提出了。。。
感受本身落後了一個時代>_<。。。
並且還發現了一個細節,那就是viewed:10,606 times
,也就是說至今一共也才一萬屢次閱讀而已,考慮到前端行業的從業人數,這個比例驚人的低。
以點見面,看來,遇到這個問題的人並非不少。
用中文搜索並不丟人(我遇到問題時的本能反應也是去百度)。結果是這樣的:
嗯,看來英文關鍵字搜索效果不錯,第一條就是符合要求的。而後又試了試中文搜索。
效果不如人意,搜索前幾頁,惟一有一條看起來比較相近的(segmentfault
上的那條),點進去看
怎麼說呢。。。這個問題關注度不高,瀏覽器數較少,並且上面的問題描述和預期的有點區別,仍然是有人回答的。
不過,雖說問題在必定程度上獲得瞭解決,可是回答者繞過了沒法繼承這個問題,有點未竟全功的意思。。。
藉助stackoverflow上的回答
先看看本文最開始時提到的經典繼承法實現,以下:
/** * 經典的js寄生組合式繼承 */ function MyDate() { Date.apply(this, arguments); this.abc = 1; } function inherits(subClass, superClass) { function Inner() {} Inner.prototype = superClass.prototype; subClass.prototype = new Inner(); subClass.prototype.constructor = subClass; } inherits(MyDate, Date); MyDate.prototype.getTest = function() { return this.getTime(); }; let date = new MyDate(); console.log(date.getTest());
就是這段代碼⬆,這也是JavaScript高程(紅寶書)中推薦的一種,一直用,從未失手,結果如今馬失前蹄。。。
咱們再回顧下它的報錯:
再打印它的原型看看:
怎麼看都沒問題,由於按照原型鏈回溯規則,Date
的全部原型方法均可以經過MyDate
對象的原型鏈往上回溯到。
再仔細看看,發現它的關鍵並非找不到方法,而是this is not a Date object.
嗯哼,也就是說,關鍵是:因爲調用的對象不是Date的實例,因此不容許調用,就算是本身經過原型繼承的也不行
首先,看看MDN
上的解釋,上面有提到,JavaScript的日期對象只能經過JavaScript Date
做爲構造函數來實例化。
而後再看看stackoverflow上的回答:
有提到,v8
引擎底層代碼中有限制,若是調用對象的[[Class]]
不是Date
,則拋出錯誤。
總的來講,結合這兩點,能夠得出一個結論:
要調用Date上方法的實例對象必須經過Date構造出來,不然不容許調用Date的方法
雖然緣由找到了,可是問題仍然要解決啊,真的就沒辦法了麼?固然不是,事實上仍是有很多實現的方法的。
首先,說說說下暴力的混合法,它是下面這樣子的:
說到底就是:內部生成一個Date
對象,而後此類暴露的方法中,把原有Date
中全部的方法都代理一遍,並且嚴格來講,這根本算不上繼承(都沒有原型鏈回溯)。
而後,再看看ES5中如何實現?
// 須要考慮polyfill狀況 Object.setPrototypeOf = Object.setPrototypeOf || function(obj, proto) { obj.__proto__ = proto; return obj; }; /** * 用了點技巧的繼承,實際上返回的是Date對象 */ function MyDate() { // bind屬於Function.prototype,接收的參數是:object, param1, params2... var dateInst = new(Function.prototype.bind.apply(Date, [Date].concat(Array.prototype.slice.call(arguments))))(); // 更改原型指向,不然沒法調用MyDate原型上的方法 // ES6方案中,這裏就是[[prototype]]這個隱式原型對象,在沒有標準之前就是__proto__ Object.setPrototypeOf(dateInst, MyDate.prototype); dateInst.abc = 1; return dateInst; } // 原型從新指回Date,不然根本沒法算是繼承 Object.setPrototypeOf(MyDate.prototype, Date.prototype); MyDate.prototype.getTest = function getTest() { return this.getTime(); }; let date = new MyDate(); // 正常輸出,譬如1515638988725 console.log(date.getTest());
一眼看上去不知所措?不要緊,先看下圖來理解:(原型鏈關係一目瞭然)
能夠看到,用的是很是巧妙的一種作法:
正常繼承的狀況以下:
new MyDate()
返回實例對象date
是由MyDate
構造的date(MyDate對象)->date.__proto__->MyDate.prototype->MyDate.prototype.__proto__->Date.prototype
這種作法的繼承的狀況以下:
new MyDate()
返回實例對象date
是由Date
構造的date(Date對象)->date.__proto__->MyDate.prototype->MyDate.prototype.__proto__->Date.prototype
能夠看出,關鍵點在於:
Date
對象(由Date
構造,因此有這些內部類中的關鍵[[Class]]
標誌),因此它有調用Date
原型上方法的權利[[ptototype]]
(對外,瀏覽器中可經過__proto__
訪問)指向MyDate.prototype
,而後MyDate.prototype
再指向Date.prototype
。因此最終的實例對象仍然能進行正常的原型鏈回溯,回溯到本來Date的全部原型方法
MDN
上有提到儘可能不要修改對象的[[Prototype]]
,由於這樣可能會干涉到瀏覽器自己的優化。若是你關心性能,你就不該該在一個對象中修改它的 [[Prototype]]
固然,除了上述的ES5實現,ES6中也能夠直接繼承(自帶支持繼承Date
),並且更爲簡單:
class MyDate extends Date { constructor() { super(); this.abc = 1; } getTest() { return this.getTime(); } } let date = new MyDate(); // 正常輸出,譬如1515638988725 console.log(date.getTest());
對比下ES5中的實現,這個真的是簡單的不行,直接使用ES6的Class語法就好了。
並且,也能夠正常輸出。
注意:這裏的正常輸出環境是直接用ES6運行,不通過babel打包,打包後實質上是轉化成ES5的,因此效果徹底不同
雖說上述ES6大法是能夠直接繼承Date的,可是,考慮到實質上大部分的生產環境是:ES6 + Babel
直接這樣用ES6 + Babel是會出問題的
不信的話,能夠自行嘗試下,Babel打包成ES5後代碼大體是這樣的:
而後當信心滿滿的開始用時,會發現:
對,又出現了這個問題,也許這時候是這樣的⊙?⊙
由於轉譯後的ES5源碼中,仍然是經過MyDate
來構造,
而MyDate
的構造中又沒法修改屬於Date
內部的[[Class]]
之類的私有標誌,
所以構造出的對象仍然不容許調用Date
方法(調用時,被引擎底層代碼識別爲[[Class]]
標誌不符合,不容許調用,拋出錯誤)
因而可知,ES6繼承的內部實現和Babel打包編譯出來的實現是有區別的。
(雖然說Babel的polyfill通常會按照定義的規範去實現的,但也不要過分迷信)。
雖然上述提到的三種方法均可以達到繼承Date
的目的-混合法嚴格說不能算繼承,只不過是另類實現。
因而,將全部能打印的主要信息都打印出來,分析幾種繼承的區別,大體場景是這樣的:
能夠參考:( 請進入調試模式)https://dailc.github.io/fe-interview/demo/extends_date.html
從上往下,1, 2, 3, 4
四種繼承實現分別是:(排出了混合法)
__proto__
的那種~~~~如下是MyDate們的prototype~~~~~~~~~ Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ} Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ} Date {getTest: ƒ, constructor: ƒ} Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ} ~~~~如下是new出的對象~~~~~~~~~ Sat Jan 13 2018 21:58:55 GMT+0800 (CST) MyDate2 {abc: 1} Sat Jan 13 2018 21:58:55 GMT+0800 (CST) MyDate {abc: 1} ~~~~如下是new出的對象的Object.prototype.toString.call~~~~~~~~~ [object Date] [object Object] [object Date] [object Object] ~~~~如下是MyDate們的__proto__~~~~~~~~~ ƒ Date() { [native code] } ƒ () { [native code] } ƒ () { [native code] } ƒ Date() { [native code] } ~~~~如下是new出的對象的__proto__~~~~~~~~~ Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ} Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ} Date {getTest: ƒ, constructor: ƒ} Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ} ~~~~如下是對象的__proto__與MyDate們的prototype比較~~~~~~~~~ true true true true
看出,主要差異有幾點:
1, 3
都是Date
構造出的,而其它的則是MyDate
構造出的咱們上文中得出的一個結論是:因爲調用的對象不是由Date構造出的實例,因此不容許調用,就算是本身的原型鏈上有Date.prototype也不行
可是這裏有兩個變量:分別是底層構造實例的方法不同,以及對象的Object.prototype.toString.call
的輸出不同。
(另外一個MyDate.__proto__
能夠排除,由於原型鏈回溯確定與它無關)
萬一它的判斷是根據Object.prototype.toString.call
來的呢?那這樣結論不就有偏差了?
因而,根據ES6中的,Symbol.toStringTag
,使用黑魔法,動態的修改下它,排除下干擾:
// 分別能夠給date2,date3設置 Object.defineProperty(date2, Symbol.toStringTag, { get: function() { return "Date"; } });
而後在打印下看看,變成這樣了:
[object Date] [object Date] [object Date] [object Object]
能夠看到,第二個的MyDate2
構造出的實例,雖然打印出來是[object Date]
,可是調用Date方法仍然是有錯誤
此時咱們能夠更加準確一點的確認:因爲調用的對象不是由Date構造出的實例,因此不容許調用
並且咱們能夠看到,就算經過黑魔法修改Object.prototype.toString.call
,內部的[[Class]]
標識位也是沒法修改的。
(這塊知識點大概是Object.prototype.toString.call能夠輸出內部的[[Class]],但沒法改變它,因爲不是重點,這裏不贅述)。
從上文中的分析能夠看到一點:ES6的Class寫法繼承是沒問題的。可是換成ES5寫法就不行了。
因此ES6的繼承大法和ES5確定是有區別的,那麼到底是哪裏不一樣呢?(主要是結合的本文繼承Date來講)
區別:(以SubClass
,SuperClass
,instance
爲例)
ES5中繼承的實質是:(那種經典寄生組合式繼承法)
SubClass
)構造出實例對象thisSuperClass
)的屬性添加到this
上,SuperClass.apply(this, arguments)
SubClass.prototype
)指向父類原型(SuperClass.prototype
)instance
是子類(SubClass
)構造出的(因此沒有父類的[[Class]]
關鍵標誌)instance
有SubClass
和SuperClass
的全部實例屬性,以及能夠經過原型鏈回溯,獲取SubClass
和SuperClass
原型上的方法ES6中繼承的實質是:
SuperClass
)構造出實例對象this,這也是爲何必須先調用父類的super()
方法(子類沒有本身的this對象,需先由父類構造)SubClass.prototype
),這一步很關鍵,不然沒法找到子類原型(注,子類構造中加工這一步的實際作法是推測出的,從最終效果來推測)SubClass.prototype
)指向父類原型(SuperClass.prototype
)instance
是父類(SuperClass
)構造出的(因此有着父類的[[Class]]
關鍵標誌)instance
有SubClass
和SuperClass
的全部實例屬性,以及能夠經過原型鏈回溯,獲取SubClass
和SuperClass
原型上的方法以上⬆就列舉了些重要信息,其它的如靜態方法的繼承沒有贅述。(靜態方法繼承實質上只須要更改下SubClass.__proto__
到SuperClass
便可)
能夠看着這張圖快速理解:
有沒有發現呢:ES6中的步驟和本文中取巧繼承Date的方法如出一轍,不一樣的是ES6是語言底層的作法,有它的底層優化之處,而本文中的直接修改__proto__容易影響性能
ES6中在super中構建this的好處?
由於ES6中容許咱們繼承內置的類,如Date,Array,Error等。若是this先被建立出來,在傳給Array等系統內置類的構造函數,這些內置類的構造函數是不認這個this的。
因此須要如今super中構建出來,這樣纔能有着super中關鍵的[[Class]]
標誌,才能被容許調用。(不然就算繼承了,也沒法調用這些內置類的方法)
看到這裏,不知道是否對上文中頻繁提到的構造函數,實例對象有所混淆與困惑呢?這裏稍微描述下:
要弄懂這一點,須要先知道new
一個對象到底發生了什麼?先形象點說:
function MyClass() { this.abc = 1; } MyClass.prototype.print = function() { console.log('this.abc:' + this.abc); }; let instance = new MyClass();
譬如,上述就是一個標準的實例對象生成,都發生了什麼呢?
步驟簡述以下:(參考MDN,還有部分關於底層的描述略去-如[[Class]]標識位等)
MyClass.prototype
,let instance = Object.create(MyClass.prototype);
MyClass
,並將 this綁定到新建立的對象,MyClass.call(instance);
,執行後擁有全部實例屬性new
出來的結果。若是構造函數沒有返回對象,那麼new出來的結果爲步驟1建立的對象。(通常狀況下構造函數不返回任何值,不過用戶若是想覆蓋這個返回值,能夠本身選擇返回一個普通對象來覆蓋。固然,返回數組也會覆蓋,由於數組也是對象。)
結合上述的描述,大概能夠還原成如下代碼:(簡單還原,不考慮各類其它邏輯)
let instance = Object.create(MyClass.prototype); let innerConstructReturn = MyClass.call(instance); let innerConstructReturnIsObj = typeof innerConstructReturn === 'object' || typeof innerConstructReturn === 'function'; return innerConstructReturnIsObj ? innerConstructReturn : instance;
注意⚠️:
實際上對於一些內置類(如Date等),並無這麼簡單,還有一些本身的隱藏邏輯,譬如[[Class]]
標識位等一些重要私有屬性。
以爲看起來比較繁瑣?能夠看下圖梳理:
那如今再回頭看看。
什麼是構造函數?
如上述中的MyClass
就是一個構造函數,在內部它構造出了instance
對象
什麼是實例對象?
instance
就是一個實例對象,它是經過new
出來的?
實例與構造的關係
有時候淺顯點,能夠認爲構造函數是xxx就是xxx的實例。即:
let instance = new MyClass();
此時咱們就能夠認爲instance
是MyClass
的實例,由於它的構造函數就是它
不必定,咱們那ES5黑魔法來作示例
function MyDate() { // bind屬於Function.prototype,接收的參數是:object, param1, params2... var dateInst = new(Function.prototype.bind.apply(Date, [Date].concat(Array.prototype.slice.call(arguments))))(); // 更改原型指向,不然沒法調用MyDate原型上的方法 // ES6方案中,這裏就是[[prototype]]這個隱式原型對象,在沒有標準之前就是__proto__ Object.setPrototypeOf(dateInst, MyDate.prototype); dateInst.abc = 1; return dateInst; }
咱們能夠看到instance
的最終指向的原型是MyDate.prototype
,而MyDate.prototype
的構造函數是MyDate
,
所以能夠認爲instance
是MyDate
的實例。
可是,實際上,instance
倒是由Date
構造的
咱們能夠繼續用ES6
中的new.target
來驗證。
注意⚠️
關於new.target
,MDN
中的定義是:new.target返回一個指向構造方法或函數的引用。
嗯哼,也就是說,返回的是構造函數。
咱們能夠在相應的構造中測試打印:
class MyDate extends Date { constructor() { super(); this.abc = 1; console.log('~~~new.target.name:MyDate~~~~'); console.log(new.target.name); } } // new操做時的打印結果是: // ~~~new.target.name:MyDate~~~~ // MyDate
而後,能夠在上面的示例中看到,就算是ES6的Class繼承,MyDate
構造中打印new.target
也顯示MyDate
,
但實際上它是由Date
來構造(有着Date
關鍵的[[Class]]
標誌,由於若是不是Date構造(如沒有標誌)是沒法調用Date的方法的)。
因此,實際上用new.target
是沒法判斷實例對象究竟是由哪個構造構造的(這裏指的是判斷底層真正的[[Class]]
標誌來源的構造)
在MDN上的定義也能夠看到,new.target
返回的是直接構造函數(new做用的那個),因此請不要將直接構造函數與實際上的構造搞混
再回到結論:實例對象不必定就是由它的原型上的構造函數構造的,有可能構造函數內部有着寄生等邏輯,偷偷的用另外一個函數來構造了下,
固然,簡單狀況下,咱們直接說實例對象由對應構造函數構造也沒錯(不過,在涉及到這種Date之類的分析時,咱們仍是得明白)。
這一部分爲補充內容。
前文中一直提到一個概念:Date內部的[[Class]]
標識
其實,嚴格來講,不能這樣泛而稱之(前文中只是用這個概念是爲了下降複雜度,便於理解),它能夠分爲如下兩部分:
在ES5中,每種內置對象都定義了 [[Class]] 內部屬性的值,[[Class]] 內部屬性的值用於內部區分對象的種類
Object.prototype.toString
訪問的就是這個[[Class]]Object.prototype.toString
,沒有提供任何手段使程序訪問此值。而在ES6中,以前的 [[Class]] 再也不使用,取而代之的是一系列的internal slot
Object.prototype.toString
,仍然能夠輸出Internal slot值若是是Object類型(包括內置對象以及本身寫的對象),則調用`Symbol.toStringTag` - `Symbol.toStringTag`方法的默認實現就是返回對象的Internal slot,這個方法**能夠被重寫**
這兩點是有所差別的,須要區分(不過簡單點能夠統一理解爲內置對象內部都有一個特殊標識,用來區分對應類型-不符合類型就不給調用)。
JS內置對象是這些:
"Arguments", "Array", "Boolean", "Date", "Error", "Function", "JSON", "Math", "Number", "Object", "RegExp", "String"
ES6新增的一些,這裏未提到:(如Promise對象能夠輸出[object Promise]
)
而前文中提到的:
Object.defineProperty(date, Symbol.toStringTag, { get: function() { return "Date"; } });
它的做用是重寫Symbol.toStringTag,截取date(雖然是內置對象,可是仍然屬於Object)的Object.prototype.toString
的輸出,讓這個對象輸出本身修改後的[object Date]
。
可是,僅僅是作到輸出的時候變成了Date,實際上內部的internal slot
值並無被改變,所以仍然不被認爲是Date
其實,在判斷繼承時,沒有那麼多的技巧,就只有關鍵的一點:[[prototype]]
(__ptoto__
)的指向關係
譬如:
console.log(instance instanceof SubClass); console.log(instance instanceof SuperClass);
實質上就是:
SubClass.prototype
是否出如今instance
的原型鏈上SuperClass.prototype
是否出如今instance
的原型鏈上而後,對照本文中列舉的一些圖,一目瞭然就能夠看清關係。有時候,徹底沒有必要弄的太複雜。
因爲繼承的介紹在網上已經多不勝數,所以本文沒有再重複描述,而是由一道Date繼承題引起,展開。(關鍵就是原型鏈)
不知道看到這裏,各位看官是否都已經弄懂了JS中的繼承呢?
另外,遇到問題時,多想想,有時候你會發現,其實你知道的並非那麼多,而後再想想,又會發現其實並無這麼複雜。。。
初次發佈2018.01.15
於我我的博客上面
http://www.dailichun.com/2018/01/15/howtoextenddate.html