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ES6 javascript中Class类继承用法实例详解

作者:佚名 来源:网络整理 更新时间:2017-11-17
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本文实例讲述了ES6 javascript中Class类继承用法。分享给大家供大家参考,具体如下:

1. 基本用法

Class 之间可以通过extends关键字实现继承, 这比 ES5 的通过修改原型链实现继承, 要清晰和方便很多。

class ColorPoint extends Point {}

上面代码定义了一个ColorPoint类, 该类通过extends关键字, 继承了Point类的所有属性和方法。 但是由于没有部署任何代码, 所以这两个类完全一样, 等于复制了一个Point类。 下面, 我们在ColorPoint内部加上代码。

class ColorPoint extends Point {
 constructor(x, y, color) {
  super(x, y); // 调用父类的 constructor(x, y)
  this.color = color;
 }
 toString() {
  return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的 toString()
 }
}

上面代码中, constructor方法和toString方法之中, 都出现了super关键字, 它在这里表示父类的构造函数, 用来新建父类的this对象。

子类必须在constructor方法中调用super方法, 否则新建实例时会报错。 这是因为子类没有自己的this对象, 而是继承父类的this对象, 然后对其进行加工。 如果不调用super方法, 子类就得不到this对象。

class Point { /* ... */ }
class ColorPoint extends Point {
 constructor() {}
}
let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

上面代码中, ColorPoint继承了父类Point, 但是它的构造函数没有调用super方法, 导致新建实例时报错。

ES5 的继承, 实质是先创造子类的实例对象this, 然后再将父类的方法添加到this上面( Parent.apply(this))。 ES6 的继承机制完全不同, 实质是先创造父类的实例对象this( 所以必须先调用super方法), 然后再用子类的构造函数修改this。

如果子类没有定义constructor方法, 这个方法会被默认添加, 代码如下。 也就是说, 不管有没有显式定义, 任何一个子类都有constructor方法。

constructor(...args) {
 super(...args);
}

另一个需要注意的地方是, 在子类的构造函数中, 只有调用super之后, 才可以使用this关键字, 否则会报错。 这是因为子类实例的构建, 是基于对父类实例加工, 只有super方法才能返回父类实例。

class Point {
 constructor(x, y) {
  this.x = x;
  this.y = y;
 }
}
class ColorPoint extends Point {
 constructor(x, y, color) {
  this.color = color; // ReferenceError
  super(x, y);
  this.color = color; // 正确
 }
}

上面代码中, 子类的constructor方法没有调用super之前, 就使用this关键字, 结果报错, 而放在super方法之后就是正确的。

下面是生成子类实例的代码。

let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');
cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true

上面代码中, 实例对象cp同时是ColorPoint和Point两个类的实例, 这与 ES5 的行为完全一致。

2. 类的 prototype 属性和 __proto__ 属性

大多数浏览器的 ES5 实现之中, 每一个对象都有__proto__属性, 指向对应的构造函数的 prototype 属性。 Class 作为构造函数的语法糖, 同时有prototype 属性和__proto__属性, 因此同时存在两条继承链。

( 1) 子类的__proto__属性, 表示构造函数的继承, 总是指向父类。
( 2) 子类prototype属性的__proto__属性, 表示方法的继承, 总是指向父类的prototype属性。

class A {}
class B extends A {}
B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

上面代码中, 子类B的__proto__属性指向父类A, 子类B的prototype属性的__proto__属性指向父类A的prototype属性。

这样的结果是因为, 类的继承是按照下面的模式实现的。

class A {}
class B {}
// B 的实例继承 A 的实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// B 继承 A 的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A);

对象的扩展》 一章给出过Object.setPrototypeOf方法的实现。

Object.setPrototypeOf = function(obj, proto) {
 obj.__proto__ = proto;
 return obj;
}

因此, 就得到了上面的结果。

Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;
Object.setPrototypeOf(B, A);
// 等同于
B.__proto__ = A;

这两条继承链, 可以这样理解: 作为一个对象, 子类( B) 的原型( __proto__属性) 是父类( A); 作为一个构造函数, 子类( B) 的原型( prototype属性) 是父类的实例。

Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

3. Extends 的继承目标

extends关键字后面可以跟多种类型的值。

class B extends A {}

上面代码的A, 只要是一个有prototype属性的函数, 就能被B继承。 由于函数都有prototype属性( 除了Function.prototype函数), 因此A可以是任意函数。

下面, 讨论三种特殊情况。

第一种特殊情况, 子类继承 Object 类。

class A extends Object {}
A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下, A其实就是构造函数Object的复制, A的实例就是Object的实例。

第二种特殊情况, 不存在任何继承。

class A {}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下, A 作为一个基类( 即不存在任何继承), 就是一个普通函数, 所以直接继承Funciton.prototype。 但是, A调用后返回一个空对象( 即Object实例), 所以A.prototype.__proto__指向构造函数( Object) 的prototype属性。

第三种特殊情况, 子类继承null。

class A extends null {}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === undefined // true

这种情况与第二种情况非常像。 A也是一个普通函数, 所以直接继承Funciton.prototype。 但是, A 调用后返回的对象不继承任何方法, 所以它的__proto__指向Function.prototype, 即实质上执行了下面的代码。

class C extends null {
 constructor() {
  return Object.create(null);
 }
}

4. Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true

因此, 可以使用这个方法判断, 一个类是否继承了另一个类。

5. super 关键字

super这个关键字, 有两种用法, 含义不同。

( 1) 作为函数调用时( 即super(...args)), super代表父类的构造函数。

( 2) 作为对象调用时( 即super.propsuper.method()), super代表父类。 注意, 此时super即可以引用父类实例的属性和方法, 也可以引用父类的静态方法。

class B extends A {
 get m() {
  return this._p * super._p;
 }
 set m() {
  throw new Error(' 该属性只读 ');
 }
}

上面代码中, 子类通过super关键字, 调用父类实例的_p属性。
由于, 对象总是继承其他对象的, 所以可以在任意一个对象中, 使用super关键字。

var obj = {
 toString() {
  return "MyObject: " + super.toString();
 }
};
obj.toString(); // MyObject: [object Object]

6. 实例的 __proto__ 属性

子类实例的 __proto__ 属性的 __proto__ 属性, 指向父类实例的 __proto__ 属性。 也就是说, 子类的原型的原型, 是父类的原型。

var p1 = new Point(2, 3);
var p2 = new ColorPoint(2, 3, 'red');
p2.__proto__ === p1.__proto__ // false
p2.__proto__.__proto__ === p1.__proto__ // true

上面代码中, ColorPoint继承了Point, 导致前者原型的原型是后者的原型。

因此, 通过子类实例的__proto__.__proto__属性, 可以修改父类实例的行为。

p2.__proto__.__proto__.printName = function() {
 console.log('Ha');
};
p1.printName() // "Ha"

上面代码在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法, 结果影响到了Point的实例p1。

原生构造函数的继承

原生构造函数是指语言内置的构造函数, 通常用来生成数据结构。 ECMAScript 的原生构造函数大致有下面这些。

Boolean()
Number()
String()
Array()
Date()
Function()
RegExp()
Error()
Object()

以前, 这些原生构造函数是无法继承的, 比如, 不能自己定义一个Array的子类。

function MyArray() {
 Array.apply(this, arguments);
}
MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
 constructor: {
  value: MyArray,
  writable: true,
  configurable: true,
  enumerable: true
 }
});

上面代码定义了一个继承 Array 的MyArray类。 但是, 这个类的行为与Array完全不一致。

var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length // 0
colors.length = 0;
colors[0] // "red"

之所以会发生这种情况, 是因为子类无法获得原生构造函数的内部属性, 通过Array.apply() 或者分配给原型对象都不行。 原生构造函数会忽略apply方法传入的this, 也就是说, 原生构造函数的this无法绑定, 导致拿不到内部属性。

ES5 是先新建子类的实例对象this, 再将父类的属性添加到子类上, 由于父类的内部属性无法获取, 导致无法继承原生的构造函数。 比如, Array 构造函数有一个内部属性[[DefineOwnProperty]], 用来定义新属性时, 更新length属性, 这个内部属性无法在子类获取, 导致子类的length属性行为不正常。

下面的例子中, 我们想让一个普通对象继承Error对象。

var e = {};
Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]
Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

上面代码中, 我们想通过Error.call(e) 这种写法, 让普通对象e具有Error对象的实例属性。 但是, Error.call() 完全忽略传入的第一个参数, 而是返回一个新对象, e本身没有任何变化。 这证明了Error.call(e) 这种写法, 无法继承原生构造函数。

ES6 允许继承原生构造函数定义子类, 因为 ES6 是先新建父类的实例对象this, 然后再用子类的构造函数修饰this, 使得父类的所有行为都可以继承。 下面是一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array {
 constructor(...args) {
  super(...args);
 }
}
var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1
arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上面代码定义了一个MyArray类, 继承了Array构造函数, 因此就可以从MyArray生成数组的实例。 这意味着, ES6 可以自定义原生数据结构( 比如Array、 String 等) 的子类, 这是 ES5 无法做到的。

上面这个例子也说明, extends关键字不仅可以用来继承类, 还可以用来继承原生的构造函数。 因此可以在原生数据结构的基础上, 定义自己的数据结构。 下面就是定义了一个带版本功能的数组。

class VersionedArray extends Array {
 constructor() {
  super();
  this.history = [
   []
  ];
 }
 commit() {
  this.history.push(this.slice());
 }
 revert() {
  this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
 }
}
var x = new VersionedArray();
x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]
x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]
x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.revert();
x // [1, 2]

上面代码中, VersionedArray结构会通过commit方法, 将自己的当前状态存入history属性, 然后通过revert方法, 可以撤销当前版本, 回到上一个版本。 除此之外, VersionedArray依然是一个数组, 所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

下面是一个自定义Error子类的例子。

class ExtendableError extends Error {
 constructor(message) {
  super();
  this.message = message;
  this.stack = (new Error()).stack;
  this.name = this.constructor.name;
 }
}
class MyError extends ExtendableError {
 constructor(m) {
  super(m);
 }
}
var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
 // Error
 // at MyError.ExtendableError
 // ...

注意, 继承Object的子类, 有一个行为差异。

class NewObj extends Object {
 constructor() {
  super(...arguments);
 }
}
var o = new NewObj({
 attr: true
});
console.log(o.attr === true); // false

上面代码中, NewObj继承了Object, 但是无法通过super方法向父类Object传参。 这是因为 ES6 改变了Object构造函数的行为, 一旦发现Object方法不是通过new Object() 这种形式调用, ES6 规定Object构造函数会忽略参数。

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希望本文所述对大家基于ECMAScript的程序设计有所帮助。

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