從一個組件的實現來深入理解 JS 中的繼承

時間  2019-11-07
標籤 一個 組件 實現 深入 理解 繼承 欄目 JavaScript 简体版
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其實，不管是寫什麼語言的程序員，最終的目的，都是把產品或代碼封裝到一塊兒，提供接口，讓使用者很溫馨的實現功能。因此對於我來講，每每頭疼的不是寫代碼，而是寫註釋和文檔！若是接口很亂，確定會頭疼一成天。javascript

clipboard.png

JavaScript 最初是以 Web 腳本語言面向大衆的，儘管如今出了服務器端的 nodejs，可是單線程的性質尚未變。對於一個 Web 開發人員來講，能寫一手漂亮的組件極爲重要。GitHub 上那些開源且 stars 過百的 Web 項目或組件，可讀性確定很是好。html

從一個例子來學習寫組件

組件教程的參考來自於 GitHub 上，通俗易懂，連接。前端

要實現下面這個功能，對一個 input 輸入框的內容進行驗證，只有純數字和字母的組合纔是被接受的，其餘都返回 failed：java

clipboard.png

全局變量寫法

這種寫法徹底沒有約束，基本全部人都會，徹底沒啥技巧：node

// html
<input type="text" id="input"/>
// javascript
var input = document.getElementById("input");
function getValue(){
  return input.value;
}
function render(){
  var value = getValue();
  if(!document.getElementById("show")){
    var append = document.createElement('span');
    append.setAttribute("id", "show");
    input.parentNode.appendChild(append);
  }
  var show = document.getElementById("show");
  if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
    show.innerHTML = 'Pass!';
  }else{
    show.innerHTML = 'Failed!';
  }
}
input.addEventListener('keyup', function(){
  render();
});

缺點天然不用多說，變量沒有任何隔離，嚴重污染全局變量，雖然能夠達到目的，但極不推薦這種寫法。git

對象隔離做用域

鑑於以上寫法的弊端，咱們用對象來隔離變量和函數：程序員

var obj = {
  input: null,
  // 初始化並提供入口調用方法
  init: function(config){
    this.input = document.getElementById(config.id);
    this.bind();
    //鏈式調用
    return this;
  },
  // 綁定
  bind: function(){
    var self = this;
    this.input.addEventListener('keyup', function(){
      self.render();
    });
  },
  getValue: function(){
    return this.input.value;
  },
  render: function(){
    var value = this.getValue();
    if(!document.getElementById("show")){
      var append = document.createElement('span');
      append.setAttribute("id", "show");
      input.parentNode.appendChild(append);
    }
    var show = document.getElementById("show");
    if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
      show.innerHTML = 'Pass!';
    }else{
      show.innerHTML = 'Failed!';
    }
  }
}
window.onload = function(){
  obj.init({id: "input"});
}

相對於開放式的寫法，上面的這個方法就比較清晰了。有初始化，有內部函數和變量，還提供入口調用方法。es6

新手能實現上面的方法已經很不錯了，還記得當初作百度前端學院題目的時候，基本就是用對象了。github

不過這種方法仍然有弊端。obj 對象中的方法都是公開的，並非私有的，其餘人寫的代碼能夠隨意更改這些內容。當多人協做或代碼量不少時，又會產生一系列問題。編程

函數閉包的寫法

var fun = (function(){
  var _bind = function(obj){
    obj.input.addEventListener('keyup', function(){
      obj.render();
    });
  }
  var _getValue = function(obj){
    return obj.input.value;
  }
  var InputFun = function(config){};
  InputFun.prototype.init = function(config){
    this.input = document.getElementById(config.id);
    _bind(this);
    return this;
  }
  InputFun.prototype.render = function(){
    var value = _getValue(this);
    if(!document.getElementById("show")){
      var append = document.createElement('span');
      append.setAttribute("id", "show");
      input.parentNode.appendChild(append);
    }
    var show = document.getElementById("show");
    if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
      show.innerHTML = 'Pass!';
    }else{
      show.innerHTML = 'Failed!';
    }
  }
  return InputFun;
})();
window.onload = function(){
  new fun().init({id: 'input'});
}

函數閉包寫法的好處都在自執行的閉包裏，不會受到外面的影響，並且提供給外面的方法包括 init 和 render。好比咱們能夠像 JQuery 那樣，稍微對其改造一下：

var $ = function(id){
  // 這樣子就不用每次都 new 了
  return new fun().init({'id': id});
}
window.onload = function(){
  $('input');
}

尚未涉及到原型，只是簡單的閉包。

基本上，這已是一個合格的寫法了。

面向對象

雖然上面的方法以及夠好了，可是咱們的目的，是爲了使用面向對象。面向對象一直以來都是被認爲最佳的編程方式，若是每一個人的代碼風格都類似，維護、查看起來就很是的方便。

可是，我想在介紹面向對象以前，先來回憶一下 JS 中的繼承（實現咱們放到最後再說）。

入門級的面向對象

提到繼承，我首先想到的就是用 new 來實現。仍是以例子爲主吧，人->學生->小學生，在 JS 中有原型鏈這麼一說，__proto__ 和 prototype ，對於原型鏈就不過多闡述，若是不懂的能夠本身去查閱一些資料。

在這裏，我仍是要說明一下 JS 中的 new 構造，好比 var student = new Person(name)，實際上有三步操做：

var student = {};
student.__proto__ = Person.prototype;
Person.call(student, name)

獲得的 student 是一個對象，__proto__執行 Person 的 prototype，Person.call 至關於 constructor。

function Person(name){
  this.name = name;
}
Person.prototype.Say = function(){
  console.log(this.name + ' can say!');
}
var ming = new Person("xiaoming");
console.log(ming.__proto__ == Person.prototype) //true new的第二步結果
console.log(ming.name) // 'xiaoming' new 的第三步結果
ming.Say() // 'xiaoming can say!' proto 向上追溯的結果

利用 __proto__ 屬性的向上追溯，能夠實現一個基於原型鏈的繼承。

function Person(name){
  this.name = name;
}
Person.prototype.Say = function(){
  console.log(this.name + ' can say!');
}
function Student(name){
  Person.call(this, name); //Person 的屬性賦值給 Student
}
Student.prototype = new Person(); //順序不能反，要在最前面
Student.prototype.DoHomeWork = function(){
  console.log(this.name + ' can do homework!');
}
var ming = new Student("xiaoming");
ming.DoHomeWork(); //'xiaoming can do homework!'
ming.Say(); //'xiaoming can say!'

大概剛認識原型鏈的時候，我也就只能寫出這樣的水平了，我以前的文章。

打開調試工具，看一下 ming 都有哪些東西：

ming
  name: "xiaoming"
  __proto__: Person
    DoHomeWork: ()
    name: undefined //注意這裏多了一個 name 屬性
    __proto__: Object
      Say: ()
      constructor: Person(name)
      __proto__: Object

當調用 ming.Say() 的時候，恰好 ming.__proto__.__proto__ 有這個屬性，這就是鏈式調用的原理，一層一層向下尋找。

這就是最簡單的繼承了。

面向對象的進階

來看一看剛纔那種作法的弊端。

  1. 沒有實現傳統面向對象該有的 super 方法來調用父類方法，鏈式和 super 方法相比仍是有必定缺陷的；

  2. 形成過多的原型屬性（name），constructor 丟失（constructor 是一個很是重要的屬性，MDN）。

由於鏈式是一層層向上尋找，知道找到爲止，很明顯 super 直接調用父類更具備優點。

// 多了原型屬性
console.log(ming.__proto__) // {name: undefined}

爲何會多一個 name，緣由是由於咱們執行了 Student.prototype = new Person();，而 new 的第三步會執行一個 call 的函數，會使得 Student.prototype.name = undefined，剛好 ming.__proto__ 指向 Student 的 prototype，用了 new 是沒法避免的。

// 少了 constructor
console.log(ming.constructor == Person) //true
console.log(ming.constructor == Student) // false

這也很奇怪，明明 ming 是繼承與 Student，卻返回 false，究其緣由，Student.prototype 的 constructor 方法丟失，向上找到了 Student.prototype.__proto__ 的 constructor 方法。

clipboard.png

再找緣由，這句話致使了 Student.prototype 的 constructor 方法丟失：

Student.prototype = new Person();

在這句話以前打一個斷點，曾經是有的，只是被替換掉了：

clipboard.png

找到了問題所在，如今來改進：

// fn 用來排除多餘的屬性(name)
var fn = function(){};
fn.prototype = Person.prototype;
Student.prototype = new fn();
// 從新添上 constructor 屬性
Student.prototype.constructor = Student;

用上面的繼承代碼替換掉以前的 Student.prototype = new Person();

面向對象的封裝

咱們不能每一次寫代碼的時候都這樣寫這麼多行來繼承吧，因此，於情於理，仍是來進行簡單的包裝：

function classInherit(subClass, parentClass){
  var fn = function(){};
  fn.prototype = parentClass.prototype;
  subClass.prototype = new fn();
  subClass.prototype.constructor = subClass;
}
classInherit(Student, Person);

哈哈，所謂的包裝，就是重抄一下代碼。

進一步完善面向對象

上面的問題只是簡單的解決了多餘屬性和 constructor 丟失的問題，而 super 問題仍然沒有改進。

舉個栗子，來看看 super 的重要，每一個人都會睡覺，sleep 函數是人的一個屬性，學生分爲小學生和大學生，小學生晚上 9 點睡覺，大學生 12 點睡覺，因而：

Person.prototype.Sleep = function(){
  console.log('Sleep!');
}
function E_Student(){}; //小學生
function C_Student(){}; //大學生
classInherit(E_Student, Person);
classInherit(C_Student, Person);
//重寫 Sleep 方法
E_Student.prototype.Sleep = function(){
  console.log('Sleep!');
  console.log('Sleep at 9 clock');
}
C_Student.prototype.Sleep = function(){
  console.log('Sleep!');
  console.log('Sleep at 12 clock');
}

對於 Sleep 方法，顯得比較混亂，而咱們想要經過 super，直接調用父類的函數：

E_Student.prototype.Sleep = function(){
  this._super(); //super 方法
  console.log('Sleep at 9 clock');
}
C_Student.prototype.Sleep = function(){
  this._super(); //super 方法
  console.log('Sleep at 12 clock');
}

不知道對 super 的理解正不正確，總感受怪怪的，歡迎指正！

來看下 JQuery 之父是如何 class 的面向對象，原文在這，源碼以下。

/* Simple JavaScript Inheritance
 * By John Resig http://ejohn.org/
 * MIT Licensed.
 */
// Inspired by base2 and Prototype
(function(){
  // initializing 開關很巧妙的來實現調用原型而不構造，還有回掉
  var initializing = false, fnTest = /xyz/.test(function(){xyz;}) ? /\b_super\b/ : /.*/;
  // The base Class implementation (does nothing)
  // 全局，this 指向 window，最大的父類
  this.Class = function(){};
 
  // Create a new Class that inherits from this class
  // 繼承的入口
  Class.extend = function(prop) {
    //保留當前類，通常是父類的原型
    var _super = this.prototype;
   
    // Instantiate a base class (but only create the instance,
    // don't run the init constructor)
    //開關 用來使原型賦值時不調用真正的構成流程
    initializing = true;
    var prototype = new this();
    initializing = false;
   
    // Copy the properties over onto the new prototype
    for (var name in prop) {
      // Check if we're overwriting an existing function
      //對函數判斷，將屬性套到子類上
      prototype[name] = typeof prop[name] == "function" &&
        typeof _super[name] == "function" && fnTest.test(prop[name]) ?
        (function(name, fn){
          //用閉包來存儲
          return function() {
            var tmp = this._super;
           
            // Add a new ._super() method that is the same method
            // but on the super-class
            this._super = _super[name];
           
            // The method only need to be bound temporarily, so we
            // remove it when we're done executing
            //實現同名調用
            var ret = fn.apply(this, arguments);  
            this._super = tmp;
            return ret;
          };
        })(name, prop[name]) :
        prop[name];
    }
   
    // 要返回的子類
    function Class() {
      // All construction is actually done in the init method
      if ( !initializing && this.init )
        this.init.apply(this, arguments);
    }
    //前面介紹過的，繼承
    Class.prototype = prototype;
   
    Class.prototype.constructor = Class;
 
    Class.extend = arguments.callee;
   
    return Class;
  };
})();

這個時候就能夠很輕鬆的實現面向對象，使用以下：

var Person = Class.extend({
  init: function(name){
    this.name = name;
  },
  Say: function(name){
    console.log(this.name + ' can Say!');
  },
  Sleep: function(){
    console.log(this.name + ' can Sleep!');
  }
});
var Student = Person.extend({
  init: function(name){
    this._super('Student-' + name);
  },
  Sleep: function(){
    this._super();
    console.log('And sleep early!');
  },
  DoHomeWork: function(){
    console.log(this.name + ' can do homework!');
  }
});
var p = new Person('Li');
p.Say(); //'Li can Say!'
p.Sleep(); //'Li can Sleep!'
var ming = new Student('xiaoming');
ming.Say(); //'Student-xiaoming can Say!'
ming.Sleep();//'Student-xiaoming can Sleep!'
            // 'And sleep early!'
ming.DoHomeWork(); //'Student-xiaoming can do homework!'

除了 John Resig 的 super 方法，不少人都作了嘗試，不過我以爲 John Resig 的實現方式很是的妙，也比較貼近 super 方法，我本人也用源碼調試了好幾個小時，才勉強能理解。John Resig 的頭腦真是使人佩服。

ES6 中的 class

在 JS 中，class 從一開始就屬於關鍵字，在 ES6 終於可使用 class 來定義類。好比：

class Point {
  constructor(x, y){
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
  toString(){
    return '(' + this.x + ',' + this.y + ')';
  }
}
var p = new Point(3, 4);
console.log(p.toString()); //'(3,4)'

更多有關於 ES6 中類的使用請參考阮一峯老師的 Class基本語法。

其實 ES6 中的 class 只是寫對象原型的時候更方便，更像面向對象，class 的功能 ES5 徹底能夠作到，好比就上面的例子：

typeof Point; //'function'
Point.prototype;
/*
|Object
|--> constructor: function (x, y)
|--> toString: function()
|--> __proto__: Object
*/

和用 ES5 實現的真的沒有什麼差異，反而如今流行的一些庫比 ES6 的 class 能帶來更好的效益。

回到最開始的組件問題

那麼，說了這麼多面向對象，如今回到最開始的那個組件的實現——如何用面向對象來實現。

仍是利用 John Resig 構造 class 的方法：

var JudgeInput = Class.extend({
  init: function(config){
    this.input = document.getElementById(config.id);
    this._bind();
  },
  _getValue: function(){
    return this.input.value;
  },
  _render: function(){
    var value = this._getValue();
    if(!document.getElementById("show")){
      var append = document.createElement('span');
      append.setAttribute("id", "show");
      input.parentNode.appendChild(append);
    }
    var show = document.getElementById("show");
    if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
      show.innerHTML = 'Pass!';
    }else{
      show.innerHTML = 'Failed!';
    }
  },
  _bind: function(){
    var self = this;
    self.input.addEventListener('keyup', function(){
      self._render();
    });
  }
});
window.onload = function(){
  new JudgeInput({id: "input"});
}

可是，這樣子，基本功能算是實現了，關鍵是很差擴展，沒有面向對象的精髓。因此，針對目前的狀況，咱們準備創建一個 Base 基類，init 表示初始化，render 函數表示渲染，bind 函數表示綁定，destory 用來銷燬，同時 get、set 方法提供得到和更改屬性：

var Base = Class.extend({
  init: function(config){
    this._config = config;
    this.bind();
  },
  get: function(key){
    return this._config[key];
  },
  set: function(key, value){
    this._config[key] = value;
  },
  bind: function(){
    //之後構造
  },
  render: function(){
    //之後構造
  },
  destory: function(){
    //定義銷燬方法
  }
});

基於這個 Base，咱們修改 JudgeInput 以下：

var JudgeInput = Base.extend({
  _getValue: function(){
    return this.get('input').value;
  },
  bind: function(){
    var self = this;
    self.get('input').addEventListener('keyup', function(){
      self.render();
    });
  },
  render: function(){
    var value = this._getValue();
    if(!document.getElementById("show")){
      var append = document.createElement('span');
      append.setAttribute("id", "show");
      input.parentNode.appendChild(append);
    }
    var show = document.getElementById("show");
    if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
      show.innerHTML = 'Pass!';
    }else{
      show.innerHTML = 'Failed!';
    }
  }
});
window.onload = function(){
  new JudgeInput({input: document.getElementById("input")});
}

好比，咱們後期修改了判斷條件，只有當長度爲 5-10 的時候纔會返回 success，這個時候能很快定位到 JudgeInput 的 render 函數：

render: function(){
  var value = this._getValue();
  if(!document.getElementById("show")){
    var append = document.createElement('span');
    append.setAttribute("id", "show");
    input.parentNode.appendChild(append);
  }
  var show = document.getElementById("show");
  //修改正則便可
  if(/^[0-9a-zA-Z]{5,10}$/.exec(value)){
    show.innerHTML = 'Pass!';
  }else{
    show.innerHTML = 'Failed!';
  }
}

以我目前的能力，只能理解到這裏了。

總結

從一個組件出發，一步一步爬坑，又跑去介紹 JS 中的面向對象，若是你能看到最後，那麼你就可動手一步一步實現一個 JQuery 了，純調侃。

關於一個組件的寫法，從入門級到最終版本，一波三折，不只要考慮代碼的實用性，還要兼顧後期維護。JS 中實現面向對象，剛接觸 JS 的時候，我能用簡單的原型鏈來實現，後來看了一些文章，發現了很多問題，在看 John Resig 的 Class，感觸頗深。還好，如今目的是實現了，共勉！

參考

製做組件的例子
javascript oo實現
John Resig: Simple JavaScript Inheritance

歡迎來我博客一塊兒交流。

2016-11-13

經指正，已經將錯誤的 supper 改爲 super。

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