JS基础完美掌握继承知识点

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前言

上篇文章详细解析了原型、原型链的相关知识点，这篇文章讲的是和原型链有密切关联的继承，它是前端基础中很重要的一个知识点，它对于代码复用来说非常有用，本篇将详细解析 JS 中的各种继承方式和优缺点进行，希望看完本篇文章能够对继承以及相关概念理解的更为透彻。

本篇文章需要先理解原型、原型链以及 call 的相关知识：

JS 基础 - 函数、对象和原型、原型链的关系

js 基础 - 面试官想知道你有多理解 call,apply,bind？

何为继承？

维基百科)：继承可以使得子类具有父类别的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码。

继承是一个类从另一个类获取方法和属性的过程。

PS：或者是多个类

JS 实现继承的原理

记住这个概念，你会发现 JS 中的继承都是在实现这个目的，差异是它们的实现方式不同。

复制父类的属性和方法来重写子类原型对象。

原型链继承(new)：

function fatherFn() {this.some = '父类的 this 属性';}
fatherFn.prototype.fatherFnSome =  '父类原型对象的属性或者方法';
// 子类
function sonFn() {this.obkoro1 = '子类的 this 属性';}
// 核心步骤：重写子类的原型对象
sonFn.prototype = new fatherFn(); // 将 fatherFn 的实例赋值给 sonFn 的 prototype
sonFn.prototype.sonFnSome = '子类原型对象的属性或者方法' // 子类的属性 / 方法声明在后面, 避免被覆盖
// 实例化子类
const sonFnInstance = new sonFn();
console.log('子类的实例：', sonFnInstance);

原型链子类实例

原型链继承获取父类的属性和方法

  1. fatherFn通过 this 声明的属性 / 方法都会绑定在 new 期间创建的新对象上。
  2. 新对象的原型是 father.prototype, 通过原型链的属性查找到father.prototype 的属性和方法。

理解 new 做了什么：

new 在本文出现多次，new 也是 JS 基础中很重要的一块内容，很多知识点会涉及到 new，不太理解的要多看几遍。

  1. 创建一个全新的对象。
  2. 这个新对象的原型 (__proto__) 指向函数的 prototype 对象。
  3. 执行函数，函数的 this 会绑定在新创建的对象上。
  4. 如果函数没有返回其他对象(包括数组、函数、日期对象等)，那么会自动返回这个新对象。
  5. 返回的那个对象为构造函数的实例。

构造调用函数返回其他对象

返回其他对象会导致获取不到构造函数的实例，很容易因此引起意外的问题！

我们知道了 fatherFn 的this和 prototype 的属性 / 方法都跟 new 期间创建的新对象有关系。

如果在父类中返回了其他对象 (new 的第四点)，其他对象没有父类的 this 和prototype，因此导致原型链继承失败。

我们来测试一下，修改原型链继承中的父类fatherFn：

function fatherFn() {
  this.some = '父类的 this 属性';
  console.log('new fatherFn 期间生成的对象', this)
  return ['数组对象', '函数对象', '日期对象', '正则对象', '等等等', '都不会返回 new 期间创建的新对象']
}

PS：本文中构造调用函数都不能返回其他函数，下文不再提及该点。

不要使用对象字面量的形式创建原型方法：

这种方式很容易在不经意间，清除 / 覆盖了原型对象原有的属性 / 方法，不该为了稍微简便一点，而使用这种写法。

有些人在需要在原型对象上创建多个属性和方法，会使用对象字面量的形式来创建：

sonFn.prototype = new fatherFn();
// 子类的 prototype 被清空后 重新赋值, 导致上一行代码失效
sonFn.prototype = {
    sonFnSome: '子类原型对象的属性',
    one: function() {},
    two: function() {},
    three: function() {}
}

还有一种常见的做法，该方式会导致函数原型对象的属性 constructor 丢失：

function test() {}
test.prototype = {...}

原型链继承的缺点

  1. 父类使用 this 声明的属性被所有实例共享

    原因是：实例化的父类 (sonFn.prototype = new fatherFn()) 是一次性赋值到子类实例的原型 (sonFn.prototype) 上，它会将父类通过 this 声明的属性也在赋值到 sonFn.prototype 上。

值得一提的是：很多博客中说，引用类型的属性被所有实例共享，通常会用数组来举例，实际上数组以及其他父类通过 this 声明的属性也只是通过原型链查找去获取子类实例的原型 (sonFn.prototype) 上的值。

  1. 创建子类实例时，无法向父类构造函数传参，不够灵活。

这种模式父类的属性、方法一开始就是定义好的，无法向父类传参，不够灵活。

sonFn.prototype = new fatherFn()

借用构造函数继承(call)

 function fatherFn(...arr) {
  this.some = '父类的 this 属性';
  this.params = arr // 父类的参数
}
fatherFn.prototype.fatherFnSome = '父类原型对象的属性或者方法';
function sonFn(fatherParams, ...sonParams) {fatherFn.call(this, ...fatherParams); // 核心步骤: 将 fatherFn 的 this 指向 sonFn 的 this 对象上
  this.obkoro1 = '子类的 this 属性';
  this.sonParams = sonParams; // 子类的参数
}
sonFn.prototype.sonFnSome = '子类原型对象的属性或者方法'
let fatherParamsArr = ['父类的参数 1', '父类的参数 2']
let sonParamsArr = ['子类的参数 1', '子类的参数 2']
const sonFnInstance = new sonFn(fatherParamsArr, ...sonParamsArr); // 实例化子类
console.log('借用构造函数子类实例', sonFnInstance)

借用构造函数继承的子类实例

借用构造函数继承做了什么？

声明类，组织参数等，只是辅助的上下文代码，核心是借用构造函数使用 call 做了什么：

一经调用 call/apply 它们就会立即执行函数，并在函数执行时改变函数的 this 指向

fatherFn.call(this, ...fatherParams);
  1. 在子类中使用 call 调用父类，fatherFn将会被立即执行，并且将 fatherFn 函数的 this 指向 sonFn 的this。
  2. 因为函数执行了，所以 fatherFn 使用 this 声明的函数都会被 声明到 sonFn 的this对象 下。
  3. 实例化子类，this 将指向 new 期间创建的新对象，返回该新对象。
  4. 对 fatherFn.prototype 没有任何操作，无法继承。

该对象的属性为：子类和父类声明的 this 属性 / 方法，它的原型是

PS: 关于 call/apply/bind 的更多细节，推荐查看我的博客：[js 基础 - 面试官想知道你有多理解 call,apply,bind？[不看后悔系列]](https://juejin.im/post/5d469e…

借用构造函数继承的优缺点

优点：

  1. 可以向父类传递参数
  2. 解决了原型链继承中：父类属性使用 this 声明的属性会在所有实例共享的问题。

缺点：

  1. 只能继承父类通过 this 声明的属性 / 方法，不能继承父类 prototype 上的属性 / 方法。
  2. 父类方法无法复用：因为无法继承父类的 prototype，所以每次子类实例化都要执行父类函数，重新声明父类this 里所定义的方法，因此方法无法复用。

组合继承(call+new)

原理 ：使用原型链继承(new) 将this和 prototype 声明的属性 / 方法继承至子类的 prototype 上，使用借用构造函数来继承父类通过 this 声明属性和方法至子类实例的属性上。

function fatherFn(...arr) {
  this.some = '父类的 this 属性';
  this.params = arr // 父类的参数
}
fatherFn.prototype.fatherFnSome = '父类原型对象的属性或者方法';
function sonFn() {fatherFn.call(this, '借用构造继承', '第二次调用'); // 借用构造继承: 继承父类通过 this 声明属性和方法至子类实例的属性上
  this.obkoro1 = '子类的 this 属性';
}
sonFn.prototype = new fatherFn('原型链继承', '第一次调用'); // 原型链继承: 将 `this` 和 `prototype` 声明的属性 / 方法继承至子类的 `prototype` 上
sonFn.prototype.sonFnSome = '子类原型对象的属性或者方法'
const sonFnInstance = new sonFn();
console.log('组合继承子类实例', sonFnInstance)

组合继承的子类实例

从图中可以看到 fatherFn 通过 this 声明的属性 / 方法，在子类实例的属性上，和其原型上都复制了一份，原因在代码中也有注释：

  1. 原型链继承: 父类通过 this 和prototype声明的属性 / 方法继承至子类的 prototype 上。
  2. 借用构造继承: 父类通过 this 声明属性和方法继承至子类实例的属性上。

组合继承的优缺点

优点：

完整继承(又不是不能用)，解决了：

  1. 父类通过 this 声明属性 / 方法被子类实例共享的问题 (原型链继承的问题)
    每次实例化子类将重新初始化父类通过 this 声明的属性，实例根据原型链查找规则，每次都会
  2. 父类通过 prototype 声明的属性 / 方法无法继承的问题(借用构造函数的问题)。

缺点：

  1. 两次调用父类函数 (new fatherFn() 和fatherFn.call(this))，造成一定的性能损耗。
  2. 因调用两次父类, 导致父类通过 this 声明的属性 / 方法，生成两份的问题。
  3. 原型链上下文丢失：子类和父类通过 prototype 声明的属性 / 方法都存在于子类的 prototype 上

原型式继承(Object.create())

继承对象原型 -Object.create()实现

以下是 Object.create() 的模拟实现，使用 Object.create() 可以达成同样的效果，基本上现在都是使用 Object.create() 来做对象的原型继承。

function cloneObject(obj){function F(){}
  F.prototype = obj; // 将被继承的对象作为空函数的 prototype
  return new F(); // 返回 new 期间创建的新对象, 此对象的原型为被继承的对象, 通过原型链查找可以拿到被继承对象的属性}

PS：上面 Object.create() 实现原理可以记一下，有些公司可能会让你讲一下它的实现原理。

例子：

let oldObj = {p: 1};
let newObj = cloneObject(oldObj)
oldObj.p = 2
console.log('oldObj newObj', oldObj, newObj)

原型式继承优缺点：

优点：兼容性好，最简单的对象继承。

缺点：

  1. 因为旧对象 (oldObj) 是实例对象 (newObj) 的原型，多个实例共享被继承对象的属性，存在篡改的可能。
  2. 无法传参

寄生式继承(封装继承过程)

创建一个 仅用于封装继承过程的函数，该函数在内部以某种方式来增强对象，最后返回对象。

function createAnother(original){var clone = cloneObject(original); // 继承一个对象 返回新函数
  // do something 以某种方式来增强对象
  clone.some = function(){}; // 方法
  clone.obkoro1 = '封装继承过程'; // 属性
  return clone; // 返回这个对象
}

使用场景：专门为对象来做某种固定方式的增强。

寄生组合式继承(call+ 寄生式封装)

寄生组合式继承原理：

  1. 使用借用构造函数 (call) 来继承父类 this 声明的属性 / 方法
  2. 通过寄生式封装函数设置父类 prototype 为子类 prototype 的原型来继 承父类的 prototype 声明的属性 / 方法。
function fatherFn(...arr) {
  this.some = '父类的 this 属性';
  this.params = arr // 父类的参数
}
fatherFn.prototype.fatherFnSome = '父类原型对象的属性或者方法';
function sonFn() {fatherFn.call(this, '借用构造继承'); // 核心 1 借用构造继承: 继承父类通过 this 声明属性和方法至子类实例的属性上
  this.obkoro1 = '子类的 this 属性';
}
// 核心 2 寄生式继承：封装了 son.prototype 对象原型式继承 father.prototype 的过程，并且增强了传入的对象。function inheritPrototype(son, father) {const fatherFnPrototype = Object.create(father.prototype); // 原型式继承：浅拷贝 father.prototype 对象 father.prototype 为新对象的原型
  son.prototype = fatherFnPrototype; // 设置 father.prototype 为 son.prototype 的原型
  son.prototype.constructor = son; // 修正 constructor 指向
}
inheritPrototype(sonFn, fatherFn)
sonFn.prototype.sonFnSome = '子类原型对象的属性或者方法'
const sonFnInstance = new sonFn();
console.log('寄生组合式继承子类实例', sonFnInstance)

寄生组合式继承子类实例

寄生组合式继承是最成熟的继承方法：

寄生组合式继承是最成熟的继承方法, 也是现在最常用的继承方法，众多 JS 库采用的继承方案也是它。

寄生组合式继承相对于组合继承有如下优点：

  1. 只调用一次父类 fatherFn 构造函数。
  2. 避免在子类 prototype 上创建不必要多余的属性。
  3. 使用原型式继承父类的 prototype，保持了原型链上下文不变。

    子类的 prototype 只有子类通过 prototype 声明的属性 / 方法和父类 prototype 上的属性 / 方法泾渭分明。

ES6 extends 继承：

ES6 继承的原理跟寄生组合式继承是一样的。

ES6 extends核心代码：

这段代码是通过 babel 在线编译
) 成 es5, 用于子类 prototype 原型式继承父类 prototype 的属性 / 方法。

// 寄生式继承 封装继承过程
function _inherits(son, father) {
  // 原型式继承: 设置 father.prototype 为 son.prototype 的原型 用于继承 father.prototype 的属性 / 方法
  son.prototype = Object.create(father && father.prototype);
  son.prototype.constructor = son; // 修正 constructor 指向
  // 将父类设置为子类的原型 用于继承父类的静态属性 / 方法(father.some)
  if (father) {
    Object.setPrototypeOf
      ? Object.setPrototypeOf(son, father)
      : son.__proto__ = father;
  }
}

另外子类是通过借用构造函数继承 (call) 来继承父类通过 this 声明的属性 / 方法，也跟寄生组合式继承一样。

ES5 继承与 ES6 继承的区别：

本段摘自阮一峰 -es6 入门文档

  • ES5 的继承实质上是 先创建子类的实例对象，再将父类的方法添加到 this 上。
  • ES6 的继承是 先创建父类的实例对象 this，再用子类的构造函数修改 this。

    因为子类没有自己的 this 对象，所以必须先调用父类的 super()方法。

扩展：

为什么要修正 construct 指向？

在寄生组合式继承中有一段如下一段修正 constructor 指向的代码，很多人对于它的作用以及为什么要修正它不太清楚。

son.prototype.constructor = son; // 修正 constructor 指向

construct 的作用

MDN 的定义：返回创建实例对象的 Object 构造函数的引用。

即返回实例对象的构造函数的引用，例如：

let instance = new sonFn()
instance.constructor // sonFn 函数

construct的应用场景：

当我们只有实例对象没有构造函数的引用时：

某些场景下，我们对实例对象经过多轮导入导出，我们不知道实例是从哪个函数中构造出来或者追踪实例的构造函数，较为艰难。

这个时候就可以通过实例对象的 constructor 属性来得到构造函数的引用：

let instance = new sonFn() // 实例化子类
export instance;
// 多轮导入 + 导出，导致 sonFn 追踪非常麻烦，或者不想在文件中再引入 sonFn
let  fn = instance.construct
// do something：new fn() / fn.prototype / fn.length / fn.arguments 等等

保持 construct 指向的一致性：

因此每次重写函数的 prototype 都应该修正一下 construct 的指向，以保持读取 construct 行为的一致性。

小结

继承也是前端的高频面试题，了解本文中继承方法的优缺点，有助于更深刻的理解 JS 继承机制。除了组合继承和寄生式继承都是由其他方法组合而成的，分块理解会对它们理解的更深刻。

建议多看几遍本文，建个 html 文件试试文中的例子，两相结合更佳！

对 prototype 还不是很理解的同学，可以再看看：JS 基础 - 函数、对象和原型、原型链的关系

觉得我的博客对你有帮助的话，就给我点个 Star 吧！

前端进阶积累、公众号、GitHub、wx:OBkoro1、邮箱：obkoro1@foxmail.com

以上 2019/9/22

作者：OBKoro1

参考资料：

JS 高级程序设计(红宝书)6.3 继承

JavaScript 常用八种继承方案

正文完
es6 继承
发表至： javascript
2019-09-23
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