[原創]JavaScript繼承詳解

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物件導向與基於對象

幾乎每個開發人員都有物件導向語言(比如C++、C#、Java)的開發經驗。 在傳統物件導向的語言中,有兩個非常重要的概念 - 類和執行個體。 類定義了一類事物公用的行為和方法;而執行個體則是類的一個具體實現。 我們還知道,物件導向編程有三個重要的概念 - 封裝、繼承和多態。

但是在JavaScript的世界中,所有的這一切特性似乎都不存在。 因為JavaScript本身不是物件導向的語言,而是基於對象的語言。 這裡面就有一些有趣的特性,比如JavaScript中所有事物都是對象, 包括字串、數組、日期、數字,甚至是函數,比如下面這個例子:

    // 定義一個函數 - add    function add(a, b) {        add.invokeTimes++;        return a + b;    }    // 因為函數本身也是對象,這裡為函數add定義一個屬性,用來記錄此函數被調用的次數    add.invokeTimes = 0;    add(1 + 1);    add(2 + 3);    console.log(add.invokeTimes); // 2    

 

類比JavaScript中類和繼承

在物件導向的語言中,我們使用類來建立一個自訂對象。然而JavaScript中所有事物都是對象,那麼用什麼辦法來建立自訂對象呢?

這就需要引入另外一個概念 - 原型(prototype),我們可以簡單的把prototype看做是一個模版,新建立的自訂對象都是這個模版(prototype)的一個拷貝 (實際上不是拷貝而是連結,只不過這種連結是不可見,給人們的感覺好像是拷貝)。

讓我們看一下通過prototype建立自訂對象的一個例子:

 // 建構函式    function Person(name, sex) {        this.name = name;        this.sex = sex;    }    // 定義Person的原型,原型中的屬性可以被自訂對象引用    Person.prototype = {        getName: function() {            return this.name;        },        getSex: function() {            return this.sex;        }    }    

這裡我們把函數Person稱為建構函式,也就是建立自訂對象的函數。可以看出,JavaScript通過建構函式和原型的方式類比實現了類的功能。
建立自訂對象(執行個體化類)的代碼:

     var zhang = new Person("ZhangSan", "man");    console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"    var chun = new Person("ChunHua", "woman");    console.log(chun.getName()); // "ChunHua"    

當代碼var zhang = new Person("ZhangSan", "man")執行時,其實內部做了如下幾件事情:

  • 建立一個空白對象(new Object())。
  • 拷貝Person.prototype中的屬性(索引值對)到這個Null 物件中(我們前面提到,內部實現時不是拷貝而是一個隱藏的連結)。
  • 將這個對象通過this關鍵字傳遞到建構函式中並執行建構函式。
  • 將這個對象賦值給變數zhang。

 

為了證明prototype模版並不是被拷貝到執行個體化的對象中,而是一種連結的方式,請看如下代碼:

     function Person(name, sex) {        this.name = name;        this.sex = sex;    }    Person.prototype.age = 20;    var zhang = new Person("ZhangSan", "man");    console.log(zhang.age); // 20    // 覆蓋prototype中的age屬性    zhang.age = 19;    console.log(zhang.age); // 19    delete zhang.age;    // 在刪除執行個體屬性age後,此屬性值又從prototype中擷取    console.log(zhang.age); // 20    

這種在JavaScript內部實現的隱藏的prototype連結,是JavaScript賴以生存的溫潤土壤, 也是類比實現繼承的基礎。

 

如何在JavaScript中實現簡單的繼承?
下面的例子將建立一個僱員類Employee,它從Person繼承了原型prototype中的所有屬性。

     function Employee(name, sex, employeeID) {        this.name = name;        this.sex = sex;        this.employeeID = employeeID;    }    // 將Employee的原型指向Person的一個執行個體    // 因為Person的執行個體可以調用Person原型中的方法, 所以Employee的執行個體也可以調用Person原型中的所有屬性。    Employee.prototype = new Person();    Employee.prototype.getEmployeeID = function() {        return this.employeeID;    };    var zhang = new Employee("ZhangSan", "man", "1234");    console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan    

 

上面關於繼承的實現很粗糙,並且存在很多問題:

  • 在建立Employee建構函式和原型(以後簡稱類)時,就對Person進行了執行個體化,這是不合適的。
  • Employee的建構函式沒法調用父類Person的建構函式,導致在Employee建構函式中對name和sex屬性的重複賦值。
  • Employee中的函數會覆蓋Person中的同名函數,沒有重載的機制(和上一條是一個類型的問題)。
  • 建立JavaScript類的文法過於零散,不如C#/Java中的文法優雅。
  • 實現中有constructor屬性的指向錯誤,這個會在第二篇文章中討論。

我們會在第三章完善這個例子。

 

JavaScript繼承的實現

正因為JavaScript本身沒有完整的類和繼承的實現,並且我們也看到通過手工實現的方式存在很多問題, 因此對於這個富有挑戰性的任務網上已經有很多實現了:

  • Douglas Crockford - Prototypal Inheritance in JavaScript
  • Douglas Crockford - Classical Inheritance in JavaScript
  • John Resig - Simple JavaScript Inheritance
  • Dean Edwards - A Base Class for JavaScript Inheritance
  • Prototype
  • Mootools
  • Extjs

這個系列的文章將會逐一深入分析這些實現,最終達到對JavaScript中如何?類和繼承有一個深入的瞭解。

 

下一章我們將會介紹在類實現中的相關知識,比如this、constructor、prototype等。

本系列文章列表:

  • JavaScript繼承詳解
  • JavaScript繼承詳解(二)
  • JavaScript繼承詳解(三)
  • JavaScript繼承詳解(四)
  • JavaScript繼承詳解(五)
  • JavaScript繼承詳解(六)
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