重新理解JS的6種繼承方式


寫在前面

一直不喜歡JS的OOP,在學習階段好像也用不到,總覺得JS的OOP不倫不類的,可能是因為先接觸了Java,所以對JS的OO部分有些抵觸。

偏見歸偏見,既然面試官問到了JS的OOP,那么說明這東西肯定是有用的,應該拋開偏見,認真地了解一下

約定

P.S.下面將展開一個有點長的故事,所以有必要提前約定共同語言:

/*
 * 約定
 */
function Fun(){
    // 私有屬性
    var val = 1;        // 私有基本屬性
    var arr = [1];      // 私有引用屬性
    function fun(){}    // 私有函數(引用屬性)

    // 實例屬性
    this.val = 1;               // 實例基本屬性
    this.arr = [1];             // 實例引用屬性
    this.fun = function(){};    // 實例函數(引用屬性)
}

// 原型屬性
Fun.prototype.val = 1;              // 原型基本屬性
Fun.prototype.arr = [1];            // 原型引用屬性
Fun.prototype.fun = function(){};   // 原型函數(引用屬性)

上面的約定應該是比較合理的,如果難以理解,可以查看黯羽輕揚:JS學習筆記2_面向對象,了解更多的基本常識

一.簡單原型鏈

這是實現繼承最簡單的方式了,真的超簡單,核心就一句話(在代碼中用注釋標明了)

1.具體實現

function Super(){
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
function Sub(){
    // ...
}
Sub.prototype = new Super();    // 核心

var sub1 = new Sub();
var sub2 = new Sub();
sub1.val = 2;
sub1.arr.push(2);
alert(sub1.val);    // 2
alert(sub2.val);    // 1

alert(sub1.arr);    // 1, 2
alert(sub2.arr);    // 1, 2

2.核心

拿父類實例來充當子類原型對象

3.優缺點

優點:

  1. 簡單,易於實現

缺點:

  1. 修改sub1.arr后sub2.arr也變了,因為來自原型對象的引用屬性是所有實例共享的。

    可以這樣理解:執行sub1.arr.push(2);先對sub1進行屬性查找,找遍了實例屬性(在本例中沒有實例屬性),沒找到,就開始順着原型鏈向上找,拿到了sub1的原型對象,一搜身,發現有arr屬性。於是給arr末尾插入了2,所以sub2.arr也變了

  2. 創建子類實例時,無法向父類構造函數傳參

二.借用構造函數

簡單原型鏈真夠簡單,可是存在2個致命缺點簡直不能用,於是上個世紀末的jsers就想辦法fix這2個缺陷,然后出現了借用構造函數方式

1.具體實現

function Super(val){
    this.val = val;
    this.arr = [1];

    this.fun = function(){
        // ...
    }
}
function Sub(val){
    Super.call(this, val);   // 核心
    // ...
}

var sub1 = new Sub(1);
var sub2 = new Sub(2);
sub1.arr.push(2);
alert(sub1.val);    // 1
alert(sub2.val);    // 2

alert(sub1.arr);    // 1, 2
alert(sub2.arr);    // 1

alert(sub1.fun === sub2.fun);   // false

2.核心

借父類的構造函數來增強子類實例,等於是把父類的實例屬性復制了一份給子類實例裝上了(完全沒有用到原型)

3.優缺點

優點:

  1. 解決了子類實例共享父類引用屬性的問題

  2. 創建子類實例時,可以向父類構造函數傳參

P.S.前輩就這么高效,兩個缺陷瞬間修復

缺點:

  1. 無法實現函數復用,每個子類實例都持有一個新的fun函數,太多了就會影響性能,內存爆炸。。

P.S.好吧,剛修復了共享引用屬性的問題,又出現了這個新問題。。

三.組合繼承(最常用)

目前我們的借用構造函數方式還是有問題(無法實現函數復用),沒關系,接着修復,jsers吭哧吭哧又搞出了組合繼承

1.具體實現

function Super(){
    // 只在此處聲明基本屬性和引用屬性
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
//  在此處聲明函數
Super.prototype.fun1 = function(){};
Super.prototype.fun2 = function(){};
//Super.prototype.fun3...
function Sub(){
    Super.call(this);   // 核心
    // ...
}
Sub.prototype = new Super();    // 核心

var sub1 = new Sub(1);
var sub2 = new Sub(2);
alert(sub1.fun === sub2.fun);   // true

2.核心

把實例函數都放在原型對象上,以實現函數復用。同時還要保留借用構造函數方式的優點,通過Super.call(this);繼承父類的基本屬性和引用屬性並保留能傳參的優點;通過Sub.prototype = new Super();繼承父類函數,實現函數復用

3.優缺點

優點:

  1. 不存在引用屬性共享問題
  2. 可傳參
  3. 函數可復用

缺點:

  1. (一點小瑕疵)子類原型上有一份多余的父類實例屬性,因為父類構造函數被調用了兩次,生成了兩份,而子類實例上的那一份屏蔽了子類原型上的。。。又是內存浪費,比剛才情況好點,不過確實是瑕疵

P.S.如果無法理解這個”多余“,可以查看黯羽輕揚:JS學習筆記2_面向對象,文章末尾有更詳細的解釋

四.寄生組合繼承(最佳方式)

從名字就能看出又是對組合繼承的優化,不是說組合繼承有瑕疵嗎,沒關系,我們接着追求完美

1.具體實現

function beget(obj){   // 生孩子函數 beget:龍beget龍,鳳beget鳳。
    var F = function(){};
    F.prototype = obj;
    return new F();
}
function Super(){
    // 只在此處聲明基本屬性和引用屬性
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
//  在此處聲明函數
Super.prototype.fun1 = function(){};
Super.prototype.fun2 = function(){};
//Super.prototype.fun3...
function Sub(){
    Super.call(this);   // 核心
    // ...
}
var proto = beget(Super.prototype); // 核心
proto.constructor = Sub;            // 核心
Sub.prototype = proto;              // 核心

var sub = new Sub();
alert(sub.val);
alert(sub.arr);

P.S.等等,生孩子函數是啥東西,怎么沒聽過?還有標明了核心的3句話,怎么沒看明白?別着急,我們喝杯茶接着看

2.核心

用beget(Super.prototype);切掉了原型對象上多余的那份父類實例屬性

P.S.啥?沒看明白?哦哦~,忘記說原型式和寄生式繼承了,就說怎么總覺得忘了鎖門。。這記性

P.S.寄生組合式繼承,這名字不是很貼切,和寄生式繼承關系並不是特別大

3.優缺點

優點:完美了

缺點:理論上沒有了(如果用起來麻煩不算缺點的話。。)

P.S.用起來麻煩是一方面,另一方面是因為寄生組合式繼承出現的比較晚,是21世紀初的東西,大家等不起這么久,所以組合繼承是最常用的,而這個理論上完美的方案卻只是課本上的最佳方式了

五.原型式

其實介紹完上面的完美方案就可以結束了,但從組合繼承到完美方案好像有一段不小的思維跳躍,有必要把故事說清楚

1.具體實現

function beget(obj){   // 生孩子函數 beget:龍beget龍,鳳beget鳳。
    var F = function(){};
    F.prototype = obj;
    return new F();
}
function Super(){
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}

// 拿到父類對象
var sup = new Super();
// 生孩子
var sub = beget(sup);   // 核心
// 增強
sub.attr1 = 1;
sub.attr2 = 2;
//sub.attr3...

alert(sub.val);     // 1
alert(sub.arr);     // 1
alert(sub.attr1);   // 1

P.S.誒~看到了沒,生孩子函數beget出現了

2.核心

用生孩子函數得到得到一個“純潔”的新對象(“純潔”是因為沒有實例屬性),再逐步增強之(填充實例屬性)

P.S.ES5提供了Object.create()函數,內部就是原型式繼承,IE9+支持

3.優缺點

優點:

  1. 從已有對象衍生新對象,不需要創建自定義類型(更像是對象復制,而不是繼承。。)

缺點:

  1. 原型引用屬性會被所有實例共享,因為是用整個父類對象來充當了子類原型對象,所以這個缺陷無可避免

  2. 無法實現代碼復用(新對象是現取的,屬性是現添的,都沒用函數封裝,怎么復用)

P.S.這東西和繼承有很大關系嗎?為什么尼古拉斯把它也列為實現繼承的一種方式?關系不大,但有一定關系

六.寄生式

這名字太扯了,而且寄生式是一種模式(套路),並不是只能用來實現繼承

1.具體實現

function beget(obj){   // 生孩子函數 beget:龍beget龍,鳳beget鳳。
    var F = function(){};
    F.prototype = obj;
    return new F();
}
function Super(){
    this.val = 1;
    this.arr = [1];
}
function getSubObject(obj){
    // 創建新對象
    var clone = beget(obj); // 核心
    // 增強
    clone.attr1 = 1;
    clone.attr2 = 2;
    //clone.attr3...

    return clone;
}

var sub = getSubObject(new Super());
alert(sub.val);     // 1
alert(sub.arr);     // 1
alert(sub.attr1);   // 1

2.核心

給原型式繼承穿了個馬甲而已,看起來更像繼承了(上面介紹的原型式繼承更像是對象復制)

注意:beget函數並不是必須的,換言之,創建新對象 -> 增強 -> 返回該對象,這樣的過程叫寄生式繼承,新對象是如何創建的並不重要(用beget生的,new出來的,字面量現做的。。都可以)

3.優缺點

優點:

  1. 還是不需要創建自定義類型

缺點:

  1. 無法實現函數復用(沒用到原型,當然不行)

P.S.劇情解析:有缺陷的寄生式繼承 + 不完美的組合繼承 = 完美的寄生組合式繼承,不妨回去找找看哪里用到了寄生

七.6種繼承方式的聯系

繼承

P.S.虛線表示輔助作用,實線表示決定性作用

參考資料

  • 《JavaScript高級程序設計》

  • 《JavaScript語言精粹》


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