繼承與原型鏈

繼承

【申明】文本引用來源

繼承與原型鏈

談到繼承求豫,js只有一種結(jié)構(gòu):對象葫掉。每個對象都有一個私有屬性(稱為是[[Prototype]]), 它持有一個連接到另一個稱為其 prototype 對象的鏈接。該原型對象具有一個自己的原型,等等,直到達(dá)到一個對象的 prototype 為 null。 根據(jù)定義菲语,null 沒有 prototype,并作為這個 prototype chain 中的最后一個環(huán)節(jié)惑灵。雖然這通常被認(rèn)為是JavaScript的弱點之一山上,但是原型繼承模型實際上比經(jīng)典模型更強(qiáng)大。
雖然泣棋,原型繼承經(jīng)常被視作 JavaScript 的一個弱點胶哲,但事實上,原型繼承模型比經(jīng)典的繼承模型更強(qiáng)大潭辈。
例如鸯屿,在一個原型模型之上構(gòu)建一個經(jīng)典模型是相當(dāng)微不足道的。

基于原型鏈的繼承

繼承屬性

JavaScript 對象是動態(tài)的屬性“包”(指其自己的屬性)把敢。JavaScript 對象有一個指向一個原型對象的鏈寄摆。當(dāng)試圖訪問一個對象的屬性時,它不僅僅在該對象上搜尋修赞,還會搜尋該對象的原型婶恼,以及該對象的原型的原型桑阶,依此層層向上搜索,直到找到一個名字匹配的屬性或到達(dá)原型鏈的末尾勾邦。

遵循ECMAScript標(biāo)準(zhǔn)蚣录,someObject.
proto 符號是用于指派 someObject
的原型。這個等同于 JavaScript 的 proto
屬性眷篇。從 ECMAScript 6 開始, proto 可以用Object.getPrototypeOf()
Object.setPrototypeOf()
訪問器來訪問萎河。

這里演示當(dāng)嘗試訪問屬性時會發(fā)生什么:

/*
假設(shè)一個對象o , 有自己的屬性 a 和 b :

{ a: 1, b: 2 }

o的原型o.__proto__有屬性b 和 c

{ b: 3, c: 4 }

最后, o.__proto__.__proto__ = null

這就是原型鏈的末尾, 即 null

根據(jù)定義,null 沒有__proto__

綜上:整個原型鏈如下

{ a: 1, b: 2 } ---> { b: 3, c: 4 } ---> null 

 */

var o ={ a: 1, b: 2 };

console.log(o.a);// 1
// a是o的自身屬性嗎蕉饼?是的虐杯,該屬性的值為1

console.log(o.b); // 2
// b是o的自身屬性嗎?是的昧港,該屬性的值為2
// o.__proto__上還有一個'b'屬性,但是它不會被訪問到.這種情況稱為"屬性遮蔽 (property shadowing)".

console.log(o.c); // 4
// c是o的自身屬性嗎擎椰?不是,那看看o.__proto__上有沒有.
// c是o.__proto__的自身屬性嗎创肥?是的,該屬性的值為4

console.log(o.d); // undefined
// d是o的自身屬性嗎达舒?不是,那看看o.__proto__上有沒有.
// d是o.__proto__的自身屬性嗎?不是叹侄,那看看o.__proto__.__proto__上有沒有.
// o.__proto__.__proto__為null休弃,停止搜索,
// 沒有d屬性圈膏,返回undefined
繼承方法

JavaScript 并沒有其他基于類的語言所定義的“方法”。在 JavaScript 里篙骡,任何函數(shù)都可以添加到對象上作為對象的屬性稽坤。函數(shù)的繼承與其他的屬性繼承沒有差別,包括上面的“屬性覆蓋”(這種情況相當(dāng)于其他語言的方法重寫)糯俗。

當(dāng)繼承的函數(shù)被調(diào)用時尿褪,this
指向的是當(dāng)前繼承的對象,而不是繼承的函數(shù)所在的原型對象得湘。

var o = {
  a: 2,
  m: function(){
    return this.a + 1;
  }
};

console.log(o.m()); // 3
// 當(dāng)調(diào)用 o.m 時,'this'指向了o.

var p = Object.create(o);
// p是一個對象, p.__proto__是o.

p.a = 12; // 創(chuàng)建 p 的自身屬性a.
console.log(p.m()); // 13
// 調(diào)用 p.m 時, 'this'指向 p. 
// 又因為 p 繼承 o 的 m 函數(shù)
// 此時的'this.a' 即 p.a杖玲,即 p 的自身屬性 'a'

使用不同的方法來創(chuàng)建對象和生成原型鏈

使用普通語法創(chuàng)建對象
var o = { a: 1 }

/*

o 這個對象繼承 object.prototype 上面的所有屬性

所以可以使用 o.hasOwnPropetype("a")

hasOwnPropetype 是 Object.prototype 的自身屬性

Object.prototype 的原型為null

原型鏈如下:

o ---> Object.prototype ---> null

 */

var a = [ 'yo', 'whadup', '?' ]

/*

數(shù)組都繼承Array.prototype

(indexOf, forEach 等方法都是從它繼承而來)

原型鏈如下:

a ---> Array.prototype ---> Object.prototype ---> null

 */

function fun () {

    return 2;
}
/*

函數(shù)都繼承與Function.prototype

(call, bind)等方法都是從它繼承而來

原型鏈如下:

fun ---> Function.prototype ---> Object.prototype ---> null

 */

使用構(gòu)造器創(chuàng)建對象

在 JavaScript 中,構(gòu)造器其實就是一個普通的函數(shù)淘正。當(dāng)使用 new 操作符 來作用這個函數(shù)時摆马,它就可以被稱為構(gòu)造方法(構(gòu)造函數(shù))。
function Graph () {

    this.vertices = []
    this.edges = []

}

Graph.prototype = {

    addVertex: function(v){
        this.vertices.push(v)
    }
}

var g = new Graph();

/*

g 是生成的對象鸿吆,它的自身屬性有 "vertices" and "edges"

在 g 被實例化時囤采,g.__proto__指向了Graph.prototype

 */

使用 Object.create 創(chuàng)建對象

ECMAScript 5 中引入了一個新方法:Object.create()
〕痛荆可以調(diào)用這個方法來創(chuàng)建一個新對象蕉毯。新對象的原型就是調(diào)用 create
方法時傳入的第一個參數(shù):

var a = {a: 1}; 
// a ---> Object.prototype ---> null

var b = Object.create(a);
// b ---> a ---> Object.prototype ---> null
console.log(b.a); // 1 (繼承而來)

var c = Object.create(b);
// c ---> b ---> a ---> Object.prototype ---> null

var d = Object.create(null);
// d ---> null
console.log(d.hasOwnProperty); // undefined, 因為d沒有繼承Object.prototype

使用 class 關(guān)鍵字

ECMAScript6 引入了一套新的關(guān)鍵字用來實現(xiàn) class。使用基于類語言的開發(fā)人員會對這些結(jié)構(gòu)感到熟悉,但它們是不一樣的代虾。 JavaScript 仍然是基于原型的进肯。這些新的關(guān)鍵字包括 class
, constructor
, static
, extends
, 和 super
.

"use strict";

class Polygon {
  constructor(height, width) {
    this.height = height;
    this.width = width;
  }
}

class Square extends Polygon {
  constructor(sideLength) {
    super(sideLength, sideLength);
  }
  get area() {
    return this.height * this.width;
  }
  set sideLength(newLength) {
    this.height = newLength;
    this.width = newLength;
  }
}

var square = new Square(2);

性能

在原型鏈上查找屬性比較耗時,對性能有副作用棉磨,這在性能要求苛刻的情況下很重要江掩。另外,試圖訪問不存在的屬性時會遍歷整個原型鏈含蓉。
遍歷對象的屬性時频敛,原型鏈上的每個可枚舉屬性都會被枚舉出來。
檢測對象的屬性是定義在自身上還是在原型鏈上馅扣,有必要使用 hasOwnProperty 方法斟赚,所有繼承自 Object.proptotype 的對象都包含這個方法

hasOwnProperty 是 JavaScript 中唯一一個只涉及對象自身屬性而不會遍歷原型鏈的方法差油。
注意:僅僅通過判斷值是否為 undefined足以檢測一個屬性是否存在拗军,一個屬性可能存在而其值恰好為

不好的實踐:擴(kuò)展原生對象的原型

一個經(jīng)常被用到的錯誤實踐是去擴(kuò)展 Object.prototype 或者其他內(nèi)置對象的原型。

該技術(shù)被稱為 monkey patching蓄喇,它破壞了原型鏈的密封性发侵。盡管,一些流行的框架(如 Prototype.js)在使用該技術(shù)妆偏,但是并沒有足夠好的理由要用其他非標(biāo)準(zhǔn)的方法將內(nèi)置的類型系統(tǒng)搞亂刃鳄。

我們?nèi)U(kuò)展內(nèi)置對象原型的唯一理由是引入新的 JavaScript 引擎的某些新特性,比如 Array.forEach钱骂。

示例

B 將繼承自 A:

function A(a){
  this.varA = a;
}

// 以上函數(shù) A 的定義中叔锐,既然 A.prototype.varA 總是會被 this.varA 遮蔽,
// 那么將 varA 加入到原型(prototype)中的目的是什么见秽?
A.prototype = {
  varA : null,  
/*
既然它沒有任何作用愉烙,干嘛不將 varA 從原型(prototype)去掉 ? 
也許作為一種在隱藏類中優(yōu)化分配空間的考慮 ?
https://developers.google.com/speed/articles/optimizing-javascript 
如果varA并不是在每個實例中都被初始化,那這樣做將是有效果的解取。
*/
  doSomething : function(){
    // ...
  }
}

function B(a, b){
  A.call(this, a);
  this.varB = b;
}
B.prototype = Object.create(A.prototype, {
  varB : {
    value: null, 
    enumerable: true, 
    configurable: true, 
    writable: true 
  },
  doSomething : { 
    value: function(){ // override
      A.prototype.doSomething.apply(this, arguments); 
      // call super
      // ...
    },
    enumerable: true,
    configurable: true, 
    writable: true
  }
});
B.prototype.constructor = B;

var b = new B();
b.doSomething();

最重要的部分是:

  • 類型被定義在 .prototype 中
  • 而你用 Object.create() 來繼承

prototype 和 Object.getPrototypeOf

對于從 Java 或 C++ 轉(zhuǎn)過來的開發(fā)人員來說 JavaScript 會有點讓人困惑步责,因為它全部都是動態(tài)的,都是運行時禀苦,而且不存在類(classes)蔓肯。所有的都是實例(對象)。即使我們模擬出的 “類(classes)”伦忠,也只是一個函數(shù)對象省核。

你可能已經(jīng)注意到,我們的函數(shù) A 有一個特殊的屬性叫做原型昆码。這個特殊的屬性與 JavaScript 的 new 運算符一起工作气忠。對原型對象的引用會復(fù)制到新實例內(nèi)部的 proto 屬性邻储。例如,當(dāng)你這樣: var a1 = new A()旧噪, JavaScript 就會設(shè)置:a1.proto = A.prototype(在內(nèi)存中創(chuàng)建對象后吨娜,并在運行 this 綁定的函數(shù) A()之前)。然后在你訪問實例的屬性時淘钟,JavaScript 首先檢查它們是否直接存在于該對象中(即是否是該對象的自身屬性)宦赠,如果不是,它會在 proto 中查找米母。也就是說勾扭,你在原型中定義的元素將被所有實例共享,甚至可以在稍后對原型進(jìn)行修改铁瞒,這種變更將影響到所有現(xiàn)存實例妙色。

像上面的例子中,如果你執(zhí)行 var a1 = new A(); var a2 = new A(); 那么 a1.doSomething 事實上會指向Object.getPrototypeOf(a1).doSomething慧耍,它就是你在 A.prototype.doSomething 中定義的內(nèi)容身辨。比如:Object.getPrototypeOf(a1).doSomething == Object.getPrototypeOf(a2).doSomething == A.prototype.doSomething。

簡而言之芍碧, prototype 是用于類型的煌珊,而 Object.getPrototypeOf() 是用于實例的(instances),兩者功能一致泌豆。

proto 看起來就像遞歸引用定庵, 如a1.doSomething,Object.getPrototypeOf(a1).doSomething踪危,Object.getPrototypeOf(Object.getPrototypeOf(a1)).doSomething 等等等洗贰, 直到它找到 doSomething 這個屬性或者 Object.getPrototypeOf 返回 null。

因此陨倡,當(dāng)你執(zhí)行:

var o = new Foo();

JavaScript 實際上執(zhí)行的是:

var o = new Object();
o.__proto__ = Foo.prototype;
Foo.call(o);

(或者類似上面這樣的),然后當(dāng)你執(zhí)行:

o.someProp;

它會檢查是否存在 someProp 屬性许布。如果沒有兴革,它會查找 Object.getPrototypeOf(o).someProp ,如果仍舊沒有,它會繼續(xù)查找 Object.getPrototypeOf(Object.getPrototypeOf(o)).someProp 蜜唾,一直查找下去杂曲,直到它找到這個屬性 或者 Object.getPrototypeOf() 返回 null 。

在用原型繼承編寫復(fù)雜代碼前理解原型繼承模型十分重要袁余。同時擎勘,還要清楚代碼中原型鏈的長度,并在必要時結(jié)束原型鏈颖榜,以避免可能存在的性能問題棚饵。此外煤裙,除非為了兼容新 JavaScript 特性,否則噪漾,永遠(yuǎn)不要擴(kuò)展原生的對象原型硼砰。

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