【ES6】阮一峰ES6学习之Class的继承

1. 概念

Class 通过extends关键字实现继承,让子类继承父类的属性和方法。extends 的写法比 ES5 的原型链继承,要清晰和方便很多。

// Point是父类,ColorPoint是子类,它通过extends关键字,继承了Point类的所有属性和方法。
class Point {
    
    
}

class ColorPoint extends Point {
    
    
}

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。

ES6 规定,子类必须在constructor()方法中调用super(),否则就会报错。

class Point {
    
     /* ... */ }

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()
  }
}

constructor()方法和toString()方法内部,都出现了super关键字。super在这里表示父类的构造函数,用来新建一个父类的实例对象。

为什么需要super关键字: 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,添加子类自己的实例属性和方法。如果不调用super()方法,子类就得不到自己的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(),导致新建实例时报错。

注意:新建子类实例时,父类的构造函数必定会先运行一次。

来个小李子

class Foo {
    
    
  constructor() {
    
    
    console.log(1);
  }
}

class Bar extends Foo {
    
    
  constructor() {
    
    
    super();
    console.log(2);
  }
}

const bar = new Bar();
// 1
// 2

2. super关键字

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。

第一种情况,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();
  }
}

上面代码中,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。

注意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的实例,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

上面代码中,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。

class A {
    
    }

class B extends A {
    
    
  m() {
    
    
    super(); // 报错
  }
}

上面代码中,super()用在B类的m方法之中,就会造成语法错误。

第二种情况,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。

class A {
    
    
  constructor() {
    
    
    this.p = 2;
  }
}

class B extends A {
    
    
  get m() {
    
    
    return super.p;
  }
}

let b = new B();
b.m // undefined

上面代码中,p是父类A实例的属性,super.p就引用不到它。

如果属性定义在父类的原型对象上,super就可以取到。

class A {
    
    }
A.prototype.x = 2;

class B extends A {
    
    
  constructor() {
    
    
    super();
    console.log(super.x) // 2
  }
}

let b = new B();

上面代码中,属性x是定义在A.prototype上面的,所以super.x可以取到它的值。

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。

3. 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 ArrayMyArray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ArrayString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.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。

下面是一个自定义Error子类的例子,可以用来定制报错时的行为。

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});
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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