面向对象编程——继承

ECMAScript只支持实现继承,而且其实现继承主要依靠原型链实现。

一、原型链

首先需要理解构造函数、原型、实例的关系。上文详细分析了这三者的联系——即实例包含指向原型的指针,原型包含指向构造函数的指针,构造函数包含指向原型的指针。
图1
那么继承的基本思想就是A的原型等于B的实例,B含有指向B原型的指针,则A的原型包含指向B原型的指针。如此递进,形成原型链。基本模式:
function SuperType(){
this.property = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function(){
return this.property;
}
function SubType(){
this.Subproperty = false;
}
subType.property = new SuperType();//继承SuperType

SubType.prototype.getSubValue= function(){
return this.subproperty;
};
var instance = new SubType();
alert(instance.getSuperValue());//true
图2

(1)默认的原型

所有函数的默认原型都是 Object 的实例,因此默认原型都会包含一个内部指针,指向 Object.prototype 。这也正是所有自定义类型都会继承 toString() 、valueOf() 等默认方法的根本原因。图 3 展示了该例子中完整的原型链。
图3
(2)确定原型和实例的关系

第一种,使用instance of操作符
alert(instance instanceof Object); //true
alert(instance instanceof SuperType); //true
alert(instance instanceof SubType); //true
由于原型链的存在,可以说instance是以上三个任何一个类型的实例。

第二种,使用isPrototypeOf()方法,只要是原型链出现过的原型,都是该实例的原型。
alert(Object.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
alert(SuperType.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
alert(SubType.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true

(3)谨慎定义方法

子类型重写超类型中的某个方法,或者需要添加超类型中不存在的某个方法时,给原型添加方法的代码一定要放在替换原型的语句之后。

//继承了 SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
// 添加新方法
SubType.prototype.getSubValue = function (){
return this.subproperty;
};
// 重写超类型中的方法
SubType.prototype.getSuperValue = function (){
return false;
};
在通过原型链实现继承时,不能使用对象字面量创建原型方法。因为这样做就会重写原型链。

(4)问题

包含引用类型值的原型属性会被所有实例共享;
在创建子类型的实例时,不能向超类型的构造函数中传递参数。实际上,应该说是没有办法在不影响所有对象实例的情况下,给超类型的构造函数传递参数。有鉴于此,再加上前面刚刚讨论过的由于原型中包含引用类型值所带来的问题,实践中很少会单独使用原型链。

二、借用构造函数

在子类型构造函数的内部调用超类型构造函数。函数只不过是在特定环境中执行代码的对象,因此通过使用 apply() 和 call() 方法也可以在(将来)新创建的对象上执行构造函数。

function SuperType(){
this.colors = [“red”, “blue”, “green”];
}
function SubType(){
// 继承了 SuperType
SuperType.call(this);
}
var instance1 = new SubType();

1.传递参数

相对于原型链而言,借用构造函数有一个很大的优势,即可以在子类型构造函数中向超类型构造函数传递参数。

function SuperType(name){
this.name = name;
}
function SubType(){
//继承了 SuperType,同时还传递了参数
SuperType.call(this, “Nicholas”);
//实例属性
this.age = 29;
}
var instance = new SubType();
alert(instance.name); //“Nicholas”;
alert(instance.age); //29

2、问题

方法都在构造函数中定义,因此函数复用就无从谈起了。而且,在超类型的原型中定义的方法,对子类型而言也是不可见的,结果所有类型都只能使用构造函数模式。考虑到这些问题,借用构造函数的技术也是很少单独使用的。

三、组合继承

将原型链和借用构造函数的技术组合到一块,从而发挥二者之长的一种继承模式。其背后的思路是使用原型链实现对原型属性和方法的继承,而通过借用构造函数来实现对实例属性的继承。这样,既通过在原型上定义方法实现了函数复用,又能够保证每个实例都有它自己的属性。例:

function SuperType(name){
this.name = name;
this.colors = [“red”, “blue”, “green”];
}
SuperType.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
};
function SubType(name, age){
//继承属性
SuperType.call(this, name);
this.age = age;
}
//继承方法
SubType.prototype = new SuperType();
SubType.prototype.constructor = SubType;
SubType.prototype.sayAge = function(){
alert(this.age);
};
var instance1 = new SubType(“Nicholas”, 29);
instance1.colors.push(“black”);
alert(instance1.colors); //“red,blue,green,black”
instance1.sayName(); //“Nicholas”;
instance1.sayAge(); //29
var instance2 = new SubType(“Greg”, 27);
alert(instance2.colors); //“red,blue,green”
instance2.sayName(); //“Greg”;
instance2.sayAge(); //27

组合继承避免了原型链和借用构造函数的缺陷,融合了它们的优点,成为 JavaScript 中最常用的继承模式。而且, instanceof 和 isPrototypeOf() 也能够用于识别基于组合继承创建的对象。

四、原型式继承

function object(o){
function F(){}
F.prototype = o;
return new F();
}
从本质上讲, object() 对传入其中的对象执行了一次浅复制。
ECMAScript 5 通过新增 Object.create() 方法规范化了原型式继承。这个方法接收两个参数:一个用作新对象原型的对象和(可选的)一个为新对象定义额外属性的对象。在传入一个参数的情况下,Object.create() 与 object() 方法的行为相同。
Object.create() 方法的第二个参数与 Object.defineProperties() 方法的第二个参数格式相同:每个属性都是通过自己的描述符定义的。以这种方式指定的任何属性都会覆盖原型对象上的同名属性。
在没有必要兴师动众地创建构造函数,而只想让一个对象与另一个对象保持类似的情况下,原型式继承是完全可以胜任的。不过别忘了,包含引用类型值的属性始终都会共享相应的值,就像使用原型模式一样。

五、寄生式继承

function createAnother(original){
var clone = object(original); //通过调用函数创建一个新对象
clone.sayHi = function(){ //以某种方式来增强这个对象
alert(“hi”);
};
return clone; //返回这个对象
}

六、寄生组合式继承

组合继承最大的问题就是无论什么情况下,都会调用两次超类型构造函数:一次是在创建子类型原型的时候,另一次是在子类型构造函数内部。

所谓寄生组合式继承,即通过借用构造函数来继承属性,通过原型链的混成形式来继承方法。其背后的基本思路是:不必为了指定子类型的原型而调用超类型的构造函数,我们所需要的无非就是超类型原型的一个副本而已。本质上,就是使用寄生式继承来继承超类型的原型,然后再将结果指定给子类型的原型。寄生组合式继承的基本模式如下所示。
function inheritPrototype(subType, superType){
var prototype = object(superType.prototype); //创建对象
prototype.constructor = subType; //增强对象
subType.prototype = prototype; //指定对象
}

这个例子的高效率体现在它只调用了一次 SuperType 构造函数,并且因此避免了在 SubType.prototype 上面创建不必要的、多余的属性。与此同时,原型链还能保持不变;因此,还能够正常使用instanceof 和 isPrototypeOf() 。开发人员普遍认为寄生组合式继承是引用类型最理想的继承范式。

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