Class的继承

2715 字
14 分钟
Class的继承

Class 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。

extends关键字#

Class 可以通过extends关键字实现继承

class Point {
constructor(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
toString() {
return "(" + this.x + ", " + this.y + ")";
}
}
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。 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。这是因为子类自己的this对象,必须先通过父类的构造函数完成塑造,得到与父类同样的实例属性和方法,然后再对其进行加工,加上子类自己的实例属性和方法。如果不调用super方法,子类就得不到this对象。 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,基于父类实例,只有super方法才能调用父类实例。

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。

super#

super这个关键字,既可以当作函数使用,也可以当作对象使用。在这两种情况下,它的用法完全不同。

作为函数调用#

super作为函数调用时,代表父类的构造函数。ES6 要求,子类的构造函数必须执行一次super函数。

class A {}
class B extends A {
constructor() {
super()
}
}

子类B的构造函数之中的super(),代表调用父类的构造函数。这是必须的,否则 JavaScript 引擎会报错

super虽然代表了父类A的构造函数,但是返回的是子类B的实例,即super内部的this指的是B,因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)

class A {
constructor() {
console.log(new.target.name);
}
}
class B extends A {
constructor() {
super();
}
}
new A(); // A
new B(); // B

new.target指向当前正在执行的函数。可以看到,在super()执行时,它指向的是子类B的构造函数,而不是父类A的构造函数。也就是说,super()内部的this指向的是B。

作为函数时,super()只能用在子类的构造函数之中,用在其他地方就会报错

###作为对象使用 ### super作为对象时,在普通方法中,指向父类的原型对象;在静态方法中,指向父类

class A {
p() {
return 2
}
}
class B extends A {
constructor() {
super()
console.log(super.p()) // 2
}
}
let b = new B()

上面代码中,子类B当中的super.p(),就是将super当作一个对象使用。这时,super在普通方法之中,指向A.prototype,所以super.p()就相当于A.prototype.p()。 这里需要注意,由于super指向父类的原型对象,所以定义在父类实例上的方法或属性,是无法通过super调用的,而定义在父类原型对象上的,super 就可以直接取到

class A {
constructor() {
this.p = 2
}
}
A.prototype.x = 2
class B extends A {
p() {
return super.p
}
x() {
return super.x
}
}
let b = new B()
b.p() // undefined
b.x() // 2

ES6 规定,在子类普通方法中通过super调用父类的方法时,方法内部的this指向当前的子类实例。

class A {
constructor() {
this.x = 1
}
print() {
console.log(this.x)
}
}
class B extends A {
constructor() {
super()
this.x = 2
}
m() {
super.print()
}
}
let b = new B()
b.m() // 2

上面代码中,super.print()虽然调用的是A.prototype.print(),但是A.prototype.print()内部的this指向子类B的实例,导致输出的是2,而不是1。也就是说,实际上执行的是super.print.call(this)。

由于this指向子类实例,所以如果通过super对某个属性赋值,这时super就是this,赋值的属性会变成子类实例的属性。

class A {
constructor() {
this.x = 1
}
}
class B extends A {
constructor() {
super()
this.x = 2
super.x = 3
console.log(super.x) // undefined
console.log(this.x) // 3
}
}
let b = new B()

上面代码中,super.x赋值为3,这时等同于对this.x赋值为3。而当读取super.x的时候,读的是A.prototype.x,所以返回undefined。

如果super作为对象,用在静态方法之中,这时super将指向父类,而不是父类的原型对象。

class Parent {
static myMethod(msg) {
console.log('static', msg)
}
myMethod(msg) {
console.log('instance', msg)
}
}
class Child extends Parent {
static myMethod(msg) {
super.myMethod(msg)
}
myMethod(msg) {
super.myMethod(msg)
}
}
Child.myMethod(1) // static 1
let child = new Child()
child.myMethod(2) // instance 2

上面代码中,super在静态方法之中指向父类,在普通方法之中指向父类的原型对象。

另外,在子类的静态方法中通过super调用父类的方法时,方法内部的this指向当前的子类,而不是子类的实例。

class A {
constructor() {
this.x = 1
}
static print() {
console.log(this.x)
}
}
class B extends A {
constructor() {
super()
this.x = 2
}
static m() {
super.print()
}
m() {
super.print()
}
}
B.x = 3
B.m() // 3
new B().m() //TypeError: (intermediate value).print is not a function

静态方法B.m里面,super.print指向父类的静态方法。这个方法里面的this指向的是B,而不是B的实例,而普通方法B.m()中,由于super指向父类的原型对象A.prototype,其中没有 print()这个方法,所以会报错

最后,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

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

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

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)
// 等同于B.prototype.__proto__ = A.prototype
// B 继承 A 的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A)
// 等同于B.__proto__ = A
const b = new B()

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)的原型对象(prototype属性)是父类的原型对象(prototype属性)的实例

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

class A {}
class B extends A {}
let a = new A()
let b = new B()
b.__proto__ === B.prototype //true
b.__proto__.__proto__ === a.__proto__ //true

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

b.__proto__.__proto__.fun = function () {
console.log("fun")
}
a.fun() // "fun"

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。

let 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。

let 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ES6中一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array {
constructor(...args) {
super(...args)
}
}
let 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])
}
}
let 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.history // [[], [1, 2]]
x.revert()
x // [1, 2]

上面代码中,VersionedArray会通过commit方法,将自己的当前状态生成一个版本快照,存入history属性。revert方法用来将数组重置为最新一次保存的版本。除此之外,VersionedArray依然是一个普通数组,所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

文章分享

如果这篇文章对你有帮助,欢迎分享给更多人!

Class的继承
https://sukksa.github.io/posts/class-de-ji-cheng/
作者
Sukksa
发布于
2022-06-26
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0
Profile Image of the Author
Sukksa
记录前端学习与日常
公告
博客刚刚上线,内容还在慢慢补齐。欢迎随便逛逛~
分类
标签
最新动态
站点统计
文章
69
分类
16
标签
17
总字数
178,517
运行时长
0 天
最后活动
0 天前
站点信息
构建平台
GitHub Actions
博客版本
Firefly v6.16.8
文章许可
CC BY-NC-SA 4.0
文章目录