JavaScript - 继承和类

JavaScript - 继承和类

在这一篇中,我要聊聊 JavaScript 中的继承和“类”。

首先跟你请教下,到底为啥要使用继承和类呢?

在“面向对象”的编程领域里,好像需要一个“对象”的时候,就声明这个对象的 class,然后实例化这个 class 来得到一个对象。这种做法貌似随着面向对象的编程语言的广泛使用,成了“标准”似的。在 Java、C# 这样的编程语言中,和继承以及类相关的有很多的概念,形成了一个庞大、复杂的体系。但是至少我在了解这些的时候没有思考过,到底是因为什么导致我们需要这些东西呢?或者说,使用继承和类,是为了解决怎样的根本性的问题呢?

(当然,有些问题由于提问者本身认知的局限性,可能本就不是值得回答的_

有一种说法,是我在学习 JavaScript 的过程中了解到的,说是继承这个东西本意是为了“代码复用”。我目前是比较认同这种看法,不过没有了解到更多的经典说法,所以没有更多的比较。或许从 Java 程序员的你这里,我可以学到更多,甚至在这个问题的看法上,我会有很大的改变也说不定。不过,限于目前的认知情况,我就继续按这个思路聊啦。

创建一个抽象的类,将具体的属性、方法绑定到这个类上,然后实例化得到的该类型的对象就拥有了这些属性、方法。嗯,的确是很自然的。其中有个细节,我特意说下,可能并不重要。就是,同一类的不同对象,方法是相同的,只是属性值可能不同。因为属性值可以看做是对象携带的数据,对于不同的对象而言是不同的,如果完全相同,或许就没有必要创建两个对象了不是(当然对于特殊的,如常量,就不是如此了)。这个体现在 JavaScript 中的话,应该是下面这个样子:

function Person(name) {
    this.name = name;
}

Person.prototype.getName = function () {
    return this.name;
};

而不能是:

function Person(name) {
    this.name = name;
    this.getName = function () {
        return this.name;
    };
}

原因就在于,后面的这种方式下,每个以 new Person('xxx') 这种方式创建的对象,都有自己的 getName() 方法,而不是相同的方法。从对象属性的这个角度来解释,就是前一种方式下,新创建的对象并没有名称为 getName 的属性,而后一种有。但是前一种也能够使用到这个方法,是因为得到的对象“继承”到了这个方法。下面就引出 JavaScript 中的继承了。

JavaScript 中的继承

JavaScript 中的继承基于原型(prototype)的。JavaScript 中没有“类”的存在,继承是指一个对象从另一个对象那里继承。由于可以一级级地继承下去,所以会产生一个继承链。于是,在试图获取一个对象的属性时,如果这个对象本身没有定义,则会到它的原型对象那里去找找,再没有的话就继续往上一级的原型对象里查找,直到找到或达到最顶级的原型对象(具体是什么我不了解,就不乱说了)那里。另外,当前对象中定义了的属性,会“覆盖”从原型对象那里继承的属性。这一点不难理解,因为在当前对象找到了就不会往上查找了嘛。不过由于 JavaScript 是动态语言,执行过程中可能会删除对象的属性,这个时候从原型对象中继承的属性就又会暴露出来了。这种“链”的机制,和作用域链有点类似,在函数中,一个变量名称在当前函数作用域下找不到的时候,就会往上一级查找,而如果在当前函数作用域中有定义,则会覆盖上级中的同名变量。

最清晰不过的话,应该给一张图,我该用心画一张,不过想想,还是推荐去看看书里的图吧。

再次强调下,我理解的 JavaScript 中的继承,就是一个对象到另一个对象,没有类参与其中。

这种“原型”方式的继承,应该是比较直观和易理解的,不说更多了。

JavaScript 中的“类”

然而,JavaScript 这门拥有各种特性的语言里,还就是有“类”的身影。像上面的第一个例子里,会涉及到几个词:构造函数(constructor)、原型对象(prototype)、实例对象(instance)。对,实际上没有类,但是这些东西整体的作用,给人一种定义了一个叫做“Person”的类的错觉。

具体来说下上面的第一个例子。

首先说 Person,它是一个首先是一个函数,这很明显。只有被以 new Person(...) 这种方式使用时,我们才可以说它是一个构造函数。为什么呢?因为这种方式通常情况下会返回一个新的实例对象,是谁的实例呢?不是这个构造函数的,而是这个构造函数所参与构造的这个看不到的,但是貌似存在的“类”。这么说是不是很难让人明白?

函数作为构造函数被使用是,它的 prototype 属性是有特殊的用途。在这种情况下,这个属性所指向的对象,会被作为得到的实例对象的原型对象使用。也就是说,通过构造函数的 prototype 属性来连接实例对象和它的原型对象,不过实际对于一个已经存在的对象来说,并不需要这个构造函数来持续维系这种关联关系。对象可以直接找到它的原型对象(如果有的话),有的运行环境下还提供了一些特殊的属性、方法来做这些事情,这个推荐大家看相关资料,我就不乱说了。

原型对象其实还可以通过 constructor 属性来关联对应的构造函数,不过这对于继承这件事情来说并不是必须,而且很多时候甚至没有这种属性,例如上面的例子中如果是以明确的对象来给出原型对象的话:

Person.prototype = {
    getName: function () {
        return this.name;
    }
};

这个直接声明的对象显然没有 constructor 属性,所以最上面的例子中,其实隐含着一个已经有的原型对象(Person.prototype),只不过是向这个原型对象中设置了新的属性而已。然而这里的用法就是给 Personprototype 属性指定了新的对象了,所以还是不同的。

另外,JavaScript 中可以用 obj instanceof class 来判断一个对象是否为“类”(当然这里的 class 其实是构造函数)的实例。仔细研究下这个 instanceof 还是会有些收获的,这里推荐去看下相关资料(在 MDN 搜索下吧)。

综上,构造函数、原型对象,再加上使用 new Constructor(...) 这种方式来获得实例对象,一起构造了一个“伪类”的机制,使得初次看到这个的 Java 程序员们可能因为熟悉而掉进了这个“坑”里。

有一点需要注意,在最上面的例子中,虽然看起来定义了一个类,但如果使用方式不当,还是会有问题的,例如:

var me = Person('luobo');
me.getName(); // 报错!

这里之所以会报错,是因为没有用 new Person('luobo') 这种形式来创建对象。因为 Person 只是一个普通函数,如果没有以 new ... 的方式来使用的,就是一个普通的函数调用而已。特别地,因为在 Person 中这样写着:

this.name = name;

此时,由于 this 并没有指定为特定的对象,所以可能会被设置为全局对象(浏览器下面的 window 对象),因而可能成了给全局对象添加属性!

这一切并不会因为“显式”地给函数名称首字母大写,并“显式”操作了函数的 prototype 属性而有所不同。如果想避免这种情况,防止构造函数使用时忘了加 new 出现问题,可以这样:

function Person(name) {
    if (!(this instanceof Person) {
        return new Person(name);
    }
    this.name = name;
}

还可以将真正的构造函数另外定义,例如:

function Person(name) {
    return new Person.init(name);
}

Person.init = function (name) {
    this.name = name;
};

jQuery 使用的是类似这种方式,另外还将 jQuery.prototype 暴露为 jQuery.fn,以方便对原型对象进行操作(例如插件扩展时就可以:$.fn.pluginName = ...):

var jQuery = function( selector, context ) {
    return new jQuery.fn.init( selector, context );
};

jQuery.fn = jQuery.prototype = { /* ... */ }

var init = jQuery.fn.init = function( selector, context ) { /* ... */ }

init.prototype = jQuery.fn;

上面是从 jQuery 源码中摘出来的一部分。

回到最初

尽管在 JavaScript 中有这种模仿类的机制,而且也在实践中被使用着。但如果只是为了解决“代码复用”的问题,这并不是唯一的方法,也不见得是最好的。在一些书中会有更多、更详尽的讨论,感兴趣可以找来看看。我想关于这个问题,主要还是由于“函数”在 JavaScript 中的特殊地位造成的,从复用方法这个角度来说,任何方法基本上都可以被复用,甚至根本不需要借助“继承”来实现。例如:

function foo(name) {
    // 获得除 name 外其他在函数调用时传入的参数
    // 例如 foo('luobo', 1, 'abc') ==> otherArgs: [1, 'abc']
    // 由于 arguments 并非数组对象,没有截取部分元素的方法,
    // 这里借助数组对象的 slice 方法来实现
    var otherArgs = [].slice.call(arguments, 1);
    // ...
}

好了,就写到这吧。

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