面試官問：JS的繼承

時間 2019-11-06

原文原文鏈接

用過React的讀者知道，常常用extends繼承React.Component。html

// 部分源碼
function Component(props, context, updater) {
  // ...
}
Component.prototype.setState = function(partialState, callback){
    // ...
}
const React = {
    Component,
    // ...
}
// 使用
class index extends React.Component{
    // ...
}

點擊這裏查看 React github源碼前端

面試官能夠順着這個問JS繼承的相關問題，好比：ES6的class繼承用ES5如何實現。聽說不少人答得很差。<br/>html5

構造函數、原型對象和實例之間的關係

要弄懂extends繼承以前，先來複習一下構造函數、原型對象和實例之間的關係。
代碼表示：node

function F(){}
var f = new F();
// 構造器
F.prototype.constructor === F; // true
F.__proto__ === Function.prototype; // true
Function.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true

// 實例
f.__proto__ === F.prototype; // true
F.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true

筆者畫了一張圖表示：
react

`ES6 extends` 繼承作了什麼操做

咱們先看看這段包含靜態方法的ES6繼承代碼：git

// ES6
class Parent{
    constructor(name){
        this.name = name;
    }
    static sayHello(){
        console.log('hello');
    }
    sayName(){
        console.log('my name is ' + this.name);
        return this.name;
    }
}
class Child extends Parent{
    constructor(name, age){
        super(name);
        this.age = age;
    }
    sayAge(){
        console.log('my age is ' + this.age);
        return this.age;
    }
}
let parent = new Parent('Parent');
let child = new Child('Child', 18);
console.log('parent: ', parent); // parent:  Parent {name: "Parent"}
Parent.sayHello(); // hello
parent.sayName(); // my name is Parent
console.log('child: ', child); // child:  Child {name: "Child", age: 18}
Child.sayHello(); // hello
child.sayName(); // my name is Child
child.sayAge(); // my age is 18

其中這段代碼裏有兩條原型鏈，不信看具體代碼。es6

// 一、構造器原型鏈
Child.__proto__ === Parent; // true
Parent.__proto__ === Function.prototype; // true
Function.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true
// 二、實例原型鏈
child.__proto__ === Child.prototype; // true
Child.prototype.__proto__ === Parent.prototype; // true
Parent.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
Object.prototype.__proto__ === null; // true

一圖勝千言，筆者也畫了一張圖表示，如圖所示：github

結合代碼和圖能夠知道。
ES6 extends 繼承，主要就是：面試

把子類構造函數(Child)的原型(__proto__)指向了父類構造函數(Parent)，
把子類實例child的原型對象(Child.prototype) 的原型(__proto__)指向了父類parent的原型對象(Parent.prototype)。

這兩點也就是圖中用不一樣顏色標記的兩條線。express

子類構造函數Child繼承了父類構造函數Preant的裏的屬性。使用super調用的(ES5則用call或者apply調用傳參)。

也就是圖中用不一樣顏色標記的兩條線。
看過《JavaScript高級程序設計-第3版》章節6.3繼承的讀者應該知道，這2和3小點，正是寄生組合式繼承，書中例子沒有第1小點。
1和2小點都是相對於設置了__proto__連接。那問題來了，什麼能夠設置了__proto__連接呢。

`new`、`Object.create`和`Object.setPrototypeOf`能夠設置`proto`

說明一下，__proto__這種寫法是瀏覽器廠商本身的實現。
再結合一下圖和代碼看一下的new，new出來的實例的__proto__指向構造函數的prototype，這就是new作的事情。
摘抄一下以前寫過文章的一段。面試官問：可否模擬實現JS的new操做符，有興趣的讀者能夠點擊查看。

`new`作了什麼：

建立了一個全新的對象。

這個對象會被執行[[Prototype]]（也就是__proto__）連接。

生成的新對象會綁定到函數調用的this。

經過new建立的每一個對象將最終被[[Prototype]]連接到這個函數的prototype對象上。

若是函數沒有返回對象類型Object(包含Functoin, Array, Date, RegExg, Error)，那麼new表達式中的函數調用會自動返回這個新的對象。

`Object.create` `ES5提供的`

Object.create(proto, [propertiesObject])
方法建立一個新對象，使用現有的對象來提供新建立的對象的__proto__。
它接收兩個參數，不過第二個可選參數是屬性描述符（不經常使用，默認是undefined）。對於不支持ES5的瀏覽器，MDN上提供了ployfill方案。
MDN Object.create()

// 簡版：也正是應用了new會設置__proto__連接的原理。
if(typeof Object.create !== 'function'){
    Object.create = function(proto){
        function F() {}
        F.prototype = proto;
        return new F();
    }
}

`Object.setPrototypeOf` `ES6提供的`

Object.setPrototypeOf MDN

Object.setPrototypeOf() 方法設置一個指定的對象的原型 ( 即, 內部[[Prototype]]屬性）到另外一個對象或 null。
Object.setPrototypeOf(obj, prototype)

`ployfill`
// 僅適用於Chrome和FireFox，在IE中不工做：
Object.setPrototypeOf = Object.setPrototypeOf || function (obj, proto) {
  obj.__proto__ = proto;
  return obj; 
}

nodejs源碼就是利用這個實現繼承的工具函數的。
nodejs utils inherits

function inherits(ctor, superCtor) {
  if (ctor === undefined || ctor === null)
    throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE('ctor', 'Function', ctor);

  if (superCtor === undefined || superCtor === null)
    throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE('superCtor', 'Function', superCtor);

  if (superCtor.prototype === undefined) {
    throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE('superCtor.prototype',
                                   'Object', superCtor.prototype);
  }
  Object.defineProperty(ctor, 'super_', {
    value: superCtor,
    writable: true,
    configurable: true
  });
  Object.setPrototypeOf(ctor.prototype, superCtor.prototype);
}

`ES6`的`extends`的`ES5`版本實現

知道了ES6 extends繼承作了什麼操做和設置__proto__的知識點後，把上面ES6例子的用ES5就比較容易實現了，也就是說實現寄生組合式繼承，簡版代碼就是：

// ES5 實現ES6 extends的例子
function Parent(name){
    this.name = name;
}
Parent.sayHello = function(){
    console.log('hello');
}
Parent.prototype.sayName = function(){
    console.log('my name is ' + this.name);
    return this.name;
}

function Child(name, age){
    // 至關於super
    Parent.call(this, name);
    this.age = age;
}
// new
function object(){
    function F() {}
    F.prototype = proto;
    return new F();
}
function _inherits(Child, Parent){
    // Object.create
    Child.prototype = Object.create(Parent.prototype);
    // __proto__
    // Child.prototype.__proto__ = Parent.prototype;
    Child.prototype.constructor = Child;
    // ES6
    // Object.setPrototypeOf(Child, Parent);
    // __proto__
    Child.__proto__ = Parent;
}
_inherits(Child,  Parent);
Child.prototype.sayAge = function(){
    console.log('my age is ' + this.age);
    return this.age;
}
var parent = new Parent('Parent');
var child = new Child('Child', 18);
console.log('parent: ', parent); // parent:  Parent {name: "Parent"}
Parent.sayHello(); // hello
parent.sayName(); // my name is Parent
console.log('child: ', child); // child:  Child {name: "Child", age: 18}
Child.sayHello(); // hello
child.sayName(); // my name is Child
child.sayAge(); // my age is 18

咱們徹底能夠把上述ES6的例子經過babeljs轉碼成ES5來查看，更嚴謹的實現。

// 對轉換後的代碼進行了簡要的註釋
"use strict";
// 主要是對當前環境支持Symbol和不支持Symbol的typeof處理
function _typeof(obj) {
    if (typeof Symbol === "function" && typeof Symbol.iterator === "symbol") {
        _typeof = function _typeof(obj) {
            return typeof obj;
        };
    } else {
        _typeof = function _typeof(obj) {
            return obj && typeof Symbol === "function" && obj.constructor === Symbol && obj !== Symbol.prototype ? "symbol" : typeof obj;
        };
    }
    return _typeof(obj);
}
// _possibleConstructorReturn 判斷Parent。call(this, name)函數返回值 是否爲null或者函數或者對象。
function _possibleConstructorReturn(self, call) {
    if (call && (_typeof(call) === "object" || typeof call === "function")) {
        return call;
    }
    return _assertThisInitialized(self);
}
// 如何 self 是void 0 （undefined） 則報錯
function _assertThisInitialized(self) {
    if (self === void 0) {
        throw new ReferenceError("this hasn't been initialised - super() hasn't been called");
    }
    return self;
}
// 獲取__proto__
function _getPrototypeOf(o) {
    _getPrototypeOf = Object.setPrototypeOf ? Object.getPrototypeOf : function _getPrototypeOf(o) {
        return o.__proto__ || Object.getPrototypeOf(o);
    };
    return _getPrototypeOf(o);
}
// 寄生組合式繼承的核心
function _inherits(subClass, superClass) {
    if (typeof superClass !== "function" && superClass !== null) {
        throw new TypeError("Super expression must either be null or a function");
    }
    // Object.create()方法建立一個新對象，使用現有的對象來提供新建立的對象的__proto__。 
    // 也就是說執行後 subClass.prototype.__proto__ === superClass.prototype; 這條語句爲true
    subClass.prototype = Object.create(superClass && superClass.prototype, {
        constructor: {
            value: subClass,
            writable: true,
            configurable: true
        }
    });
    if (superClass) _setPrototypeOf(subClass, superClass);
}
// 設置__proto__
function _setPrototypeOf(o, p) {
    _setPrototypeOf = Object.setPrototypeOf || function _setPrototypeOf(o, p) {
        o.__proto__ = p;
        return o;
    };
    return _setPrototypeOf(o, p);
}
// instanceof操做符包含對Symbol的處理
function _instanceof(left, right) {
    if (right != null && typeof Symbol !== "undefined" && right[Symbol.hasInstance]) {
        return right[Symbol.hasInstance](left);
    } else {
        return left instanceof right;
    }
}

function _classCallCheck(instance, Constructor) {
    if (!_instanceof(instance, Constructor)) {
        throw new TypeError("Cannot call a class as a function");
    }
}
// 按照它們的屬性描述符 把方法和靜態屬性賦值到構造函數的prototype和構造器函數上
function _defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
        var descriptor = props[i];
        descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
        descriptor.configurable = true;
        if ("value" in descriptor) descriptor.writable = true;
        Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
}
// 把方法和靜態屬性賦值到構造函數的prototype和構造器函數上
function _createClass(Constructor, protoProps, staticProps) {
    if (protoProps) _defineProperties(Constructor.prototype, protoProps);
    if (staticProps) _defineProperties(Constructor, staticProps);
    return Constructor;
}

// ES6
var Parent = function () {
    function Parent(name) {
        _classCallCheck(this, Parent);
        this.name = name;
    }
    _createClass(Parent, [{
        key: "sayName",
        value: function sayName() {
            console.log('my name is ' + this.name);
            return this.name;
        }
    }], [{
        key: "sayHello",
        value: function sayHello() {
            console.log('hello');
        }
    }]);
    return Parent;
}();

var Child = function (_Parent) {
    _inherits(Child, _Parent);
    function Child(name, age) {
        var _this;
        _classCallCheck(this, Child);
        // Child.__proto__ => Parent
        // 因此也就是至關於Parent.call(this, name); 是super(name)的一種轉換
        // _possibleConstructorReturn 判斷Parent.call(this, name)函數返回值 是否爲null或者函數或者對象。
        _this = _possibleConstructorReturn(this, _getPrototypeOf(Child).call(this, name));
        _this.age = age;
        return _this;
    }
    _createClass(Child, [{
        key: "sayAge",
        value: function sayAge() {
            console.log('my age is ' + this.age);
            return this.age;
        }
    }]);
    return Child;
}(Parent);

var parent = new Parent('Parent');
var child = new Child('Child', 18);
console.log('parent: ', parent); // parent:  Parent {name: "Parent"}
Parent.sayHello(); // hello
parent.sayName(); // my name is Parent
console.log('child: ', child); // child:  Child {name: "Child", age: 18}
Child.sayHello(); // hello
child.sayName(); // my name is Child
child.sayAge(); // my age is 18

若是對JS繼承相關仍是不太明白的讀者，推薦閱讀如下書籍的相關章節，能夠自行找到相應的pdf版本。

總結

繼承對於JS來講就是父類擁有的方法和屬性、靜態方法等，子類也要擁有。子類中能夠利用原型鏈查找，也能夠在子類調用父類，或者從父類拷貝一份到子類等方案。
繼承方法能夠有不少，重點在於必須理解並熟
悉這些對象、原型以及構造器的工做方式，剩下的就簡單了。寄生組合式繼承是開發者使用比較多的。
回顧寄生組合式繼承。主要就是三點：