ES6 javascript中Class類繼承的示例分析

小編給大家分享一下ES6 javascript中Class類繼承的示例分析，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

具體如下：

1. 基本用法

Class 之間可以通過extends關鍵字實現繼承， 這比 ES5 的通過修改原型鏈實現繼承， 要清晰和方便很多。

class ColorPoint extends Point {}

上面代碼定義了一個ColorPoint類， 該類通過extends關鍵字， 繼承了Point類的所有屬性和方法。 但是由于沒有部署任何代碼， 所以這兩個類完全一樣， 等于復制了一個Point類。 下面， 我們在ColorPoint內部加上代碼。

class ColorPoint extends Point {
 constructor(x, y, color) {
  super(x, y); // 調用父類的 constructor(x, y)
  this.color = color;
 }
 toString() {
  return this.color + ' ' + super.toString(); // 調用父類的 toString()
 }
}

上面代碼中， constructor方法和toString方法之中， 都出現了super關鍵字， 它在這里表示父類的構造函數， 用來新建父類的this對象。

子類必須在constructor方法中調用super方法， 否則新建實例時會報錯。 這是因為子類沒有自己的this對象， 而是繼承父類的this對象， 然后對其進行加工。 如果不調用super方法， 子類就得不到this對象。

class Point { /* ... */ }
class ColorPoint extends Point {
 constructor() {}
}
let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

上面代碼中， ColorPoint繼承了父類Point， 但是它的構造函數沒有調用super方法， 導致新建實例時報錯。

ES5 的繼承， 實質是先創造子類的實例對象this， 然后再將父類的方法添加到this上面（ Parent.apply(this)）。 ES6 的繼承機制完全不同， 實質是先創造父類的實例對象this（ 所以必須先調用super方法）， 然后再用子類的構造函數修改this。

如果子類沒有定義constructor方法， 這個方法會被默認添加， 代碼如下。 也就是說， 不管有沒有顯式定義， 任何一個子類都有constructor方法。

constructor(...args) {
 super(...args);
}

另一個需要注意的地方是， 在子類的構造函數中， 只有調用super之后， 才可以使用this關鍵字， 否則會報錯。 這是因為子類實例的構建， 是基于對父類實例加工， 只有super方法才能返回父類實例。

class Point {
 constructor(x, y) {
  this.x = x;
  this.y = y;
 }
}
class ColorPoint extends Point {
 constructor(x, y, color) {
  this.color = color; // ReferenceError
  super(x, y);
  this.color = color; // 正確
 }
}

上面代碼中， 子類的constructor方法沒有調用super之前， 就使用this關鍵字， 結果報錯， 而放在super方法之后就是正確的。

下面是生成子類實例的代碼。

let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');
cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true

上面代碼中， 實例對象cp同時是ColorPoint和Point兩個類的實例， 這與 ES5 的行為完全一致。

2. 類的 prototype 屬性和 __proto__ 屬性

大多數瀏覽器的 ES5 實現之中， 每一個對象都有__proto__屬性， 指向對應的構造函數的 prototype 屬性。 Class 作為構造函數的語法糖， 同時有prototype 屬性和__proto__屬性， 因此同時存在兩條繼承鏈。

（ 1） 子類的__proto__屬性， 表示構造函數的繼承， 總是指向父類。
（ 2） 子類prototype屬性的__proto__屬性， 表示方法的繼承， 總是指向父類的prototype屬性。

class A {}
class B extends A {}
B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

上面代碼中， 子類B的__proto__屬性指向父類A， 子類B的prototype屬性的__proto__屬性指向父類A的prototype屬性。

這樣的結果是因為， 類的繼承是按照下面的模式實現的。

class A {}
class B {}
// B 的實例繼承 A 的實例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// B 繼承 A 的靜態屬性
Object.setPrototypeOf(B, A);

《對象的擴展》 一章給出過Object.setPrototypeOf方法的實現。

Object.setPrototypeOf = function(obj, proto) {
 obj.__proto__ = proto;
 return obj;
}

因此， 就得到了上面的結果。

Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;
Object.setPrototypeOf(B, A);
// 等同于
B.__proto__ = A;

這兩條繼承鏈， 可以這樣理解： 作為一個對象， 子類（ B） 的原型（ __proto__屬性） 是父類（ A）； 作為一個構造函數， 子類（ B） 的原型（ prototype屬性） 是父類的實例。

Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

3. Extends 的繼承目標

extends關鍵字后面可以跟多種類型的值。

class B extends A {}

上面代碼的A， 只要是一個有prototype屬性的函數， 就能被B繼承。 由于函數都有prototype屬性（ 除了Function.prototype函數）， 因此A可以是任意函數。

下面， 討論三種特殊情況。

第一種特殊情況， 子類繼承 Object 類。

class A extends Object {}
A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

這種情況下， A其實就是構造函數Object的復制， A的實例就是Object的實例。

第二種特殊情況， 不存在任何繼承。

class A {}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

這種情況下， A 作為一個基類（ 即不存在任何繼承）， 就是一個普通函數， 所以直接繼承Funciton.prototype。 但是， A調用后返回一個空對象（ 即Object實例）， 所以A.prototype.__proto__指向構造函數（ Object） 的prototype屬性。

第三種特殊情況， 子類繼承null。

class A extends null {}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === undefined // true

這種情況與第二種情況非常像。 A也是一個普通函數， 所以直接繼承Funciton.prototype。 但是， A 調用后返回的對象不繼承任何方法， 所以它的__proto__指向Function.prototype， 即實質上執行了下面的代碼。

class C extends null {
 constructor() {
  return Object.create(null);
 }
}

4. Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用來從子類上獲取父類。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true

因此， 可以使用這個方法判斷， 一個類是否繼承了另一個類。

5. super 關鍵字

super這個關鍵字， 有兩種用法， 含義不同。

（ 1） 作為函數調用時（ 即super(...args)）， super代表父類的構造函數。

（ 2） 作為對象調用時（ 即super.prop或super.method()）， super代表父類。 注意， 此時super即可以引用父類實例的屬性和方法， 也可以引用父類的靜態方法。

class B extends A {
 get m() {
  return this._p * super._p;
 }
 set m() {
  throw new Error(' 該屬性只讀 ');
 }
}

上面代碼中， 子類通過super關鍵字， 調用父類實例的_p屬性。
由于， 對象總是繼承其他對象的， 所以可以在任意一個對象中， 使用super關鍵字。

var obj = {
 toString() {
  return "MyObject: " + super.toString();
 }
};
obj.toString(); // MyObject: [object Object]

6. 實例的 __proto__ 屬性

子類實例的 __proto__ 屬性的 __proto__ 屬性， 指向父類實例的 __proto__ 屬性。 也就是說， 子類的原型的原型， 是父類的原型。

var p1 = new Point(2, 3);
var p2 = new ColorPoint(2, 3, 'red');
p2.__proto__ === p1.__proto__ // false
p2.__proto__.__proto__ === p1.__proto__ // true

上面代碼中， ColorPoint繼承了Point， 導致前者原型的原型是后者的原型。

因此， 通過子類實例的__proto__.__proto__屬性， 可以修改父類實例的行為。

p2.__proto__.__proto__.printName = function() {
 console.log('Ha');
};
p1.printName() // "Ha"

上面代碼在ColorPoint的實例p2上向Point類添加方法， 結果影響到了Point的實例p1。

原生構造函數的繼承

原生構造函數是指語言內置的構造函數， 通常用來生成數據結構。 ECMAScript 的原生構造函數大致有下面這些。

Boolean()
Number()
String()
Array()
Date()
Function()
RegExp()
Error()
Object()

以前， 這些原生構造函數是無法繼承的， 比如， 不能自己定義一個Array的子類。

function MyArray() {
 Array.apply(this, arguments);
}
MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
 constructor: {
  value: MyArray,
  writable: true,
  configurable: true,
  enumerable: true
 }
});

上面代碼定義了一個繼承 Array 的MyArray類。 但是， 這個類的行為與Array完全不一致。

var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length // 0
colors.length = 0;
colors[0] // "red"

之所以會發生這種情況， 是因為子類無法獲得原生構造函數的內部屬性， 通過Array.apply() 或者分配給原型對象都不行。 原生構造函數會忽略apply方法傳入的this， 也就是說， 原生構造函數的this無法綁定， 導致拿不到內部屬性。

ES5 是先新建子類的實例對象this， 再將父類的屬性添加到子類上， 由于父類的內部屬性無法獲取， 導致無法繼承原生的構造函數。 比如， Array 構造函數有一個內部屬性[[DefineOwnProperty]]， 用來定義新屬性時， 更新length屬性， 這個內部屬性無法在子類獲取， 導致子類的length屬性行為不正常。

下面的例子中， 我們想讓一個普通對象繼承Error對象。

var e = {};
Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]
Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

上面代碼中， 我們想通過Error.call(e) 這種寫法， 讓普通對象e具有Error對象的實例屬性。 但是， Error.call() 完全忽略傳入的第一個參數， 而是返回一個新對象， e本身沒有任何變化。 這證明了Error.call(e) 這種寫法， 無法繼承原生構造函數。

ES6 允許繼承原生構造函數定義子類， 因為 ES6 是先新建父類的實例對象this， 然后再用子類的構造函數修飾this， 使得父類的所有行為都可以繼承。 下面是一個繼承Array的例子。

class MyArray extends Array {
 constructor(...args) {
  super(...args);
 }
}
var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1
arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上面代碼定義了一個MyArray類， 繼承了Array構造函數， 因此就可以從MyArray生成數組的實例。 這意味著， ES6 可以自定義原生數據結構（ 比如Array、 String 等） 的子類， 這是 ES5 無法做到的。

上面這個例子也說明， extends關鍵字不僅可以用來繼承類， 還可以用來繼承原生的構造函數。 因此可以在原生數據結構的基礎上， 定義自己的數據結構。 下面就是定義了一個帶版本功能的數組。

class VersionedArray extends Array {
 constructor() {
  super();
  this.history = [
   []
  ];
 }
 commit() {
  this.history.push(this.slice());
 }
 revert() {
  this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
 }
}
var x = new VersionedArray();
x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]
x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]
x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.revert();
x // [1, 2]

上面代碼中， VersionedArray結構會通過commit方法， 將自己的當前狀態存入history屬性， 然后通過revert方法， 可以撤銷當前版本， 回到上一個版本。 除此之外， VersionedArray依然是一個數組， 所有原生的數組方法都可以在它上面調用。

下面是一個自定義Error子類的例子。

class ExtendableError extends Error {
 constructor(message) {
  super();
  this.message = message;
  this.stack = (new Error()).stack;
  this.name = this.constructor.name;
 }
}
class MyError extends ExtendableError {
 constructor(m) {
  super(m);
 }
}
var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
 // Error
 // at MyError.ExtendableError
 // ...

注意， 繼承Object的子類， 有一個行為差異。

class NewObj extends Object {
 constructor() {
  super(...arguments);
 }
}
var o = new NewObj({
 attr: true
});
console.log(o.attr === true); // false

上面代碼中， NewObj繼承了Object， 但是無法通過super方法向父類Object傳參。 這是因為 ES6 改變了Object構造函數的行為， 一旦發現Object方法不是通過new Object() 這種形式調用， ES6 規定Object構造函數會忽略參數。

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