搞懂 JavaScript 继承原理

摘要： 理解JS继承。

• 原文：搞懂 JavaScript 继承原理
• 做者：前端小智

Fundebug经受权转载，版权归原做者全部。

在理解继承以前，须要知道 js 的三个东西：

• 1. 什么是 JS 原型链
• 2. this 的值究竟是什么
• 3. JS 的 new 究竟是干什么的

1. 什么是 JS 原型链？

咱们知道 JS 有对象，好比

var obj = { name: "obj" };

咱们经过控制台把 obj 打印出来：

咱们会发现 obj 已经有几个属性（方法）了。那么问题来了：valueOf / toString / constructor 是怎么来？咱们并无给 obj.valueOf 赋值呀。

上面这个图有点难懂，我手画一个示意图：

咱们发现控制台打出来的结果是：

• obj 自己有一个属性 name (这是咱们给它加的)
• obj 还有一个属性叫作 proto(它是一个对象)
• obj 还有一个属性，包括 valueOf, toString, constructor 等
• obj.proto其实也有一个叫作proto的属性(console.log 没有显示)，值为 null

如今回到咱们的问题：obj 为何会拥有 valueOf / toString / constructor 这几个属性？

答案： 这跟 proto有关 。

当咱们「读取」 obj.toString 时，JS 引擎会作下面的事情：

• 看看 obj 对象自己有没有 toString 属性。没有就走到下一步。
• 看看 obj.proto 对象有没有 toString 属性， 发现 obj.proto 有 toString 属性， 因而找到了，因此 obj.toString 实际就是第 2 步中找到的 obj.proto.toString。
• 若是 obj.proto没有，那么浏览器会继续查看 obj.proto.proto
• 若是 obj.proto.proto也没有，那么浏览器会继续查看 obj.proto.proto.proto
• 直到找到 toString 或者 proto 为 null。

上面的过程，就是「读」属性的「搜索过程」。而这个「搜索过程」，是连着由 proto 组成的链子一直走的。这个链子，就叫作「原型链」。

共享原型链

如今咱们还有另外一个对象

var obj2 = { name: "obj2" };

如图:

那么 obj.toString 和 obj2.toString 实际上是同一东西， 也就是 obj2.proto.toString。

说白了，咱们改其中的一个 proto.toString ，那么另一个其实也会变!

差别化

若是咱们想让 obj.toString 和 obj2.toString 的行为不一样怎么作呢？ 直接赋值就行了：

obj.toString = function() {
    return "新的 toString 方法";
};

小结

• [读]属性时会沿着原型链搜索
• [新增]属性时不会去看原型链

2. this 的值究竟是什么

你可能遇到过这样的 JS 面试题：

var obj = {
    foo: function() {
        console.log(this);
    }
};

var bar = obj.foo;
obj.foo(); // 打印出的 this 是 obj
bar(); // 打印出的 this 是 window

请解释最后两行函数的值为何不同。

函数调用

JS（ES5）里面有三种函数调用形式：

func(p1, p2);
obj.child.method(p1, p2);
func.call(context, p1, p2); // 先不讲 apply

通常，初学者都知道前两种形式，并且认为前两种形式「优于」第三种形式。 咱们方方老师大姥说了，你必定要记住，第三种调用形式，才是正常调用形式：

func.call(context, p1, p2);

其余两种都是语法糖，能够等价地变为 call 形式：

func(p1, p2)等价于 func.call(undefined, p1, p2);

obj.child.method(p1, p2) 等价于 obj.child.method.call(obj.child, p1, p2);

至此咱们的函数调用只有一种形式：

func.call(context, p1, p2);

这样，this 就好解释了 this 就是上面 context。

this 是你 call 一个函数时传的 context，因为你历来不用 call 形式的函数调用，因此你一直不知道。

先看 func(p1, p2) 中的 this 如何肯定：

当你写下面代码时;

function func() {
    console.log(this);
}

func();
等价于;

function func() {
    console.log(this);
}

func.call(undefined); // 能够简写为 func.call()

按理说打印出来的 this 应该就是 undefined 了吧，可是浏览器里有一条规则：

若是你传的 context 就 null 或者 undefined，那么 window 对象就是默认的 context（严格模式下默认 context 是 undefined）

所以上面的打印结果是 window。若是你但愿这里的 this 不是 window，很简单：

func.call(obj); // 那么里面的 this 就是 obj 对象了

回到题目：

var obj = {
    foo: function() {
        console.log(this);
    }
};

var bar = obj.foo;
obj.foo(); // 转换为 obj.foo.call(obj)，this 就是 obj
bar();
// 转换为 bar.call()
// 因为没有传 context
// 因此 this 就是 undefined
// 最后浏览器给你一个默认的 this —— window 对象

[ ] 语法

function fn() {
    console.log(this);
}
var arr = [fn, fn2];
arr[0](); // 这里面的 this 又是什么呢？

咱们能够把 arr0 想象为 arr.0( )，虽而后者的语法错了，可是形式与转换代码里的 obj.child.method(p1, p2) 对应上了，因而就能够愉快的转换了：

arr[0]();

假想为 arr.0() 而后转换为 arr.0.call(arr) 那么里面的 this 就是 arr 了 :)

小结：

• this 就是你 call 一个函数时，传入的第一个参数。
• 若是你的函数调用不是 call 形式， 请将其转换为 call 形式

码部署后可能存在的BUG无法实时知道，过后为了解决这些BUG，花了大量的时间进行log 调试，这边顺便给你们推荐一个好用的BUG监控工具 Fundebug。

3. JS 的 new 究竟是干什么的？

咱们声明一个士兵，具备以下属性：

var 士兵 = {
    ID: 1, // 用于区分每一个士兵
    兵种: "美国大兵",
    攻击力: 5,
    生命值: 42,
    行走: function() {
        /*走俩步的代码*/
    },
    奔跑: function() {
        /*狂奔的代码*/
    },
    死亡: function() {
        /*Go die*/
    },
    攻击: function() {
        /*糊他熊脸*/
    },
    防护: function() {
        /*护脸*/
    }
};

咱们制造一个士兵， 只须要这样：

兵营.制造(士兵);

若是须要制造 100 个士兵怎么办呢？

循环 100 次吧：

var 士兵们 = []
var 士兵
for(var i=0; i<100; i++){
  士兵 = {
    ID: i, // ID 不能重复
    兵种:"美国大兵",
    攻击力:5,
    生命值:42,
    行走:function(){ /*走俩步的代码*/}，
    奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/  },
    死亡:function(){ /*Go die*/    },
    攻击:function(){ /*糊他熊脸*/   },
    防护:function(){ /*护脸*/       }
  }
  士兵们.push(士兵)
}

兵营.批量制造(士兵们)

哎呀，看起来好简单

质疑

上面的代码存在一个问题：浪费了不少内存

• 行走、奔跑、死亡、攻击、防护这五个动做对于每一个士兵实际上是同样的，只须要各自引用同一个函数就能够了，不必重复建立 100 个行走、100 个奔跑……
• 这些士兵的兵种和攻击力都是同样的，不必建立 100 次。
• 只有 ID 和生命值须要建立 100 次，由于每一个士兵有本身的 ID 和生命值。

改进

经过第一节能够知道 ，咱们能够经过原型链来解决重复建立的问题：咱们先建立一个「士兵原型」，而后让「士兵」的 proto 指向「士兵原型」。

var 士兵原型 = {
  兵种:"美国大兵",
  攻击力:5,
  行走:function(){ /*走俩步的代码*/}，
  奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/  },
  死亡:function(){ /*Go die*/    },
  攻击:function(){ /*糊他熊脸*/   },
  防护:function(){ /*护脸*/       }
}

var 士兵们 = []
var 士兵
for(var i=0; i<100; i++){
  士兵 = {
    ID: i, // ID 不能重复
    生命值:42
  }

  /*实际工做中不要这样写，由于 __proto__ 不是标准属性*/
  士兵.__proto__ = 士兵原型

  士兵们.push(士兵)
}

兵营.批量制造(士兵们)

优雅？

有人指出建立一个士兵的代码分散在两个地方很不优雅，因而咱们用一个函数把这两部分联系起来：

function 士兵(ID){
  var 临时对象 = {};
  临时对象.__proto__ = 士兵.原型;
  临时对象.ID = ID;
  临时对象.生命值 = 42;

  return 临时对象;
}

士兵.原型 = {
  兵种:"美国大兵",
  攻击力:5,
  行走:function(){ /*走俩步的代码*/}，
  奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/  },
  死亡:function(){ /*Go die*/    },
  攻击:function(){ /*糊他熊脸*/   },
  防护:function(){ /*护脸*/       }
}

// 保存为文件：士兵.js

 而后就能够愉快地引用「士兵」来建立士兵了：

var 士兵们 = []
for(var i=0; i<100; i++){
  士兵们.push(士兵(i))
}

兵营.批量制造(士兵们)

JS 之父看到你们都这么搞，以为何须呢，我给大家个糖吃，因而 JS 之父建立了 new 关键字，可让咱们少写几行代码：

只要你在士兵前面使用 new 关键字，那么能够少作四件事情：

1. 不用建立临时对象，由于 new 会帮你作（你使用「this」就能够访问到临时对象）；
2. 不用绑定原型，由于 new 会帮你作(new 为了知道原型在哪，因此指定原型的名字 prototype);
3. 不用 return 临时对象，由于 new 会帮你作；
4. 不要给原型想名字了，由于 new 指定名字为 prototype。

这一次用 new 来写

function 士兵(ID){
  this.ID = ID
  this.生命值 = 42
}

士兵.prototype = {
  兵种:"美国大兵",
  攻击力:5,
  行走:function(){ /*走俩步的代码*/},
  奔跑:function(){ /*狂奔的代码*/  },
  死亡:function(){ /*Go die*/    },
  攻击:function(){ /*糊他熊脸*/   },
  防护:function(){ /*护脸*/       }
}

// 保存为文件：士兵.js
而后是建立士兵（加了一个 new 关键字）：

var 士兵们 = []
for(var i=0; i<100; i++){
  士兵们.push(new 士兵(i))
}

兵营.批量制造(士兵们)

new 的做用，就是省那么几行代码。（也就是所谓的语法糖）

注意 constructor 属性

new 操做为了记录「临时对象是由哪一个函数建立的」，因此预先给「士兵.prototype」加了一个 constructor 属性：

士兵.prototype = {
    constructor: 士兵
};

若是你从新对「士兵.prototype」赋值，那么这个 constructor 属性就没了，因此你应该这么写：

士兵.prototype.兵种 = "美国大兵";
士兵.prototype.攻击力 = 5;
士兵.prototype.行走 = function() {
    /*走俩步的代码*/
};
士兵.prototype.奔跑 = function() {
    /*狂奔的代码*/
};
士兵.prototype.死亡 = function() {
    /*Go die*/
};
士兵.prototype.攻击 = function() {
    /*糊他熊脸*/
};
士兵.prototype.防护 = function() {
    /*护脸*/
};

或者你也能够本身给 constructor 从新赋值：

士兵.prototype = {
    constructor: 士兵,
    兵种: "美国大兵",
    攻击力: 5,
    行走: function() {
        /*走俩步的代码*/
    },
    奔跑: function() {
        /*狂奔的代码*/
    },
    死亡: function() {
        /*Go die*/
    },
    攻击: function() {
        /*糊他熊脸*/
    },
    防护: function() {
        /*护脸*/
    }
};

4、继承

继承的本质就是上面的讲的原型链

1)借助构造函数实现继承

function Parent1() {
    this.name = "parent1";
}

Parent1.prototype.say = function() {};

function Child1() {
    Parent1.call(this);
    this.type = "child";
}

console.log(new Child1());

打印结果：

这个主要是借用 call 来改变 this 的指向，经过 call 调用 Parent ，此时 Parent 中的 this 是指 Child1。有个缺点，从打印结果看出 Child1 并无 say 方法，因此这种只能继承父类的实例属性和方法，不能继承原型属性/方法。

2)借助原型链实现继承

/**
 * 借助原型链实现继承
 */
function Parent2() {
    this.name = "parent2";
    this.play = [1, 2, 3];
}

function Child2() {
    this.type = "child2";
}
Child2.prototype = new Parent2();

console.log(new Child2());

var s1 = new Child2();
var s2 = new Child2();

打印：

经过一讲的，咱们知道要共享莫些属性，须要 对象.proto = 父亲对象的.prototype,但实际上咱们是不能直接 操做proto，这时咱们能够借用 new 来作，因此 Child2.prototype = new Parent2(); <=> Child2.prototype.proto = Parent2.prototype; 这样咱们借助 new 这个语法糖，就能够实现原型链继承。但这里有个老是，如打印结果，咱们给 s1.play 新增一个值 ，s2 也跟着改了。因此这个是原型链继承的缺点，缘由是 s1.pro 和 s2.pro指向同一个地址即 父类的 prototype。

3)组合方式实现继承

/**
 * 组合方式
 */

function Parent3() {
    this.name = "parent3";
    this.play = [1, 2, 3];
}

Parent3.prototype.say = function() {};

function Child3() {
    Parent3.call(this);
    this.type = "child3";
}

Child3.prototype = new Parent3();

var s3 = new Child3();
var s4 = new Child3();
s3.play.push(4);
console.log(new Child3());
console.log(s3.play, s4.play);

打印:

将 1 和 2 两种方式组合起来，就能够解决 1 和 2 存在问题，这种方式为组合继承。这种方式有点缺点就是我实例一个对象的时， 父类 new 了两次，一次是 var s3 = new Child3()对应 Child3.prototype = new Parent3()还要 new 一次。

4)组合继承的优化 1

function Parent4() {
    this.name = "parent4";
    this.play = [1, 2, 3];
}

Parent4.prototype.say = function() {};

function Child4() {
    Parent4.call(this);
    this.type = "child4";
}

Child4.prototype = Parent4.prototype;

var s5 = new Child4();
var s6 = new Child4();

这边主要为 Child4.prototype = Parent4.prototype， 由于咱们经过构造函数就能够拿到全部属性和实例的方法，那么如今我想继承父类的原型对象，因此你直接赋值给我就行，不用在去 new 一次父类。其实这种方法仍是有问题的，若是我在控制台打印如下两句:

从打印能够看出，此时我是没有办法区分一个对象 是直接 由它的子类实例化仍是父类呢？咱们还有一个方法判断来判断对象是不是类的实例，那就是用 constructor,我在控制台打印如下内容：

咦，你会发现它指向的是父类 ，这显然不是咱们想要的结果， 上面讲过咱们 prototype 里面有一个 constructor, 而咱们此时子类的 prototype 指向是 父类的 prototye ,而父类 prototype 里面的 contructor 固然是父类本身的，这个就是产生该问题的缘由。

组合继承的优化 2

/**
 * 组合继承的优化2
 */

function Parent5() {
    this.name = "parent4";
    this.play = [1, 2, 3];
}

Parent5.prototype.say = function() {};

function Child5() {
    Parent5.call(this);
    this.type = "child4";
}

Child5.prototype = Object.create(Parent5.prototype);

这里主要使用Object.create()，它的做用是将对象继承到proto属性上。举个例子：

var test = Object.create({ x: 123, y: 345 });
console.log(test); //{}
console.log(test.x); //123
console.log(test.__proto__.x); //3
console.log(test.__proto__.x === test.x); //true

那你们可能说这样解决了吗，其实没有解决,由于这时 Child5.prototype 仍是没有本身的 constructor,它要找的话仍是向本身的原型对象上找最后仍是找到 Parent5.prototype, constructor 仍是 Parent5 ,因此要给 Child5.prototype 写本身的 constructor:

Child5.prototype = Object.create(Parent5.prototype);
Child5.prototype.constructor = Child5;

参考

• 什么是 JS 原型链？
• this 的值究竟是什么？一次说清楚
• JS 的 new 究竟是干什么的？

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