构造函数的继承

本文介绍的是,对象之间的"继承"的五种方法。

比如,现在有一个"动物"对象的构造函数:

function Animal() {
  this.species = "动物";
}

还有一个"猫"对象的构造函数:

function Cat(name, color) {
  this.name = name;
  this.color = color;
}

怎样才能使"猫"继承"动物"呢?




一、 构造函数绑定

第一种方法也是最简单的方法,使用 callapply 方法,将父对象的构造函数绑定在子对象上,即在子对象构造函数中加一行:

function Cat(name, color) {
  Animal.apply(this, arguments);
  this.name = name;
  this.color = color;
}

var cat1 = new Cat("大毛", "黄色");
cat1.species; // 动物




二、 prototype 模式

第二种方法更常见,使用 prototype 属性。
如果"猫"的 prototype 对象,指向一个 Animal 的实例,那么所有"猫"的实例,就能继承 Animal 了:

Cat.prototype = new Animal();
Cat.prototype.constructor = Cat;

var cat1 = new Cat("大毛", "黄色");
cat1.species; // 动物

代码的第一行,我们将 Catprototype 对象指向一个 Animal 的实例,相当于完全删除了 prototype 对象原先的值,然后赋予一个新值。

Cat.prototype = new Animal();

第二行又是什么意思呢?

任何一个 prototype 对象都有一个 constructor 属性,指向它的构造函数。一个普通函数的构造函数就是其自身,因此 prototype.constructor 的值就是该函数本身;而一个用关键字 new 创建的新对象的 constructor 属性会指向创建它的函数。

假设我们只使用第一行代码:

Cat.prototype = new Animal();

这时候 Cat 的构造函数变成了 Animal

Cat.prototype.constructor == Animal; // true

更重要的是,每一个实例也有一个 constructor 属性,默认调用 prototype 对象的 constructor 属性:

cat1.constructor == Cat.prototype.constructor; // true

可以看到 cat1 的构造函数也变成了 Animal,这显然会导致继承链的紊乱(cat1 明明是用构造函数 Cat 生成的),因此我们必须手动纠正,将 Cat.prototype 对象的 constructor 值改为 Cat。这就是第二行的意思。

这是很重要的一点,编写 javascript 时切记遵守。即如果替换了 prototype 对象,那么,下一步必然是为新的 prototype 对象加上 constructor 属性,并将这个属性指回原来的构造函数:

foo.prototype = {};
foo.prototype.constructor = foo;




三、 直接继承 prototype

第三种方法是对第二种方法的改进。由于 Animal 对象中,不变的属性都可以直接写入 Animal.prototype。所以,我们也可以让 Cat() 跳过 Animal(),直接继承 Animal.prototype

现在,我们先将 Animal 对象改写:

function Animal(){}
Animal.prototype.species = "动物";

然后,将 Catprototype 对象指向 Animalprototype 对象,这样就完成了继承:

Cat.prototype = Animal.prototype;
Cat.prototype.constructor = Cat;

var cat1 = new Cat("大毛", "黄色");
cat1.species; // 动物

与前一种方法相比,这样做的优点是效率比较高(不用执行和建立 Animal 的实例了),比较省内存。

缺点是 Cat.prototypeAnimal.prototype 现在指向了同一个对象,那么任何对 Cat.prototype 的修改,都会反映到 Animal.prototype。所以,上面这一段代码其实是 有问题的。

因为当执行了:

Cat.prototype = Animal.prototype;

之后,AnimalCat 共享了同一个 prototype 对象,对 Cat.prototype.constructor 的改动也会改变 Animal.prototype.constructor

所以在执行:

Cat.prototype.constructor = Cat;

之后,Animal.prototype 对象的 constructor 属性也就变成了 Cat

Animal.prototype.constructor == Cat; // true




四、 利用空对象作为中介

由于直接继承 prototype 存在上述的缺点,所以就有第四种方法,利用一个空对象作为中介:

var F = function(){};
F.prototype = Animal.prototype;
Cat.prototype = new F();
Cat.prototype.constructor = Cat;

F 是空对象,所以几乎不占内存。这时,修改 Catprototype 对象,就不会影响到 Animalprototype 对象:

Animal.prototype.constructor == Animal; // true

我们将上面的方法,封装成一个函数,便于使用:

function Animal(){ }
  Animal.prototype.species = "动物";

function Cat(name,color) {
  this.name = name;
  this.color = color;
}

function extend(Child, Parent) {
  var F = function(){};
  F.prototype = Parent.prototype;
  Child.prototype = new F();
  Child.prototype.constructor = Child;
  Child.uber = Parent.prototype;
}

使用的时候,方法如下:

extend(Cat,Animal);
var cat1 = new Cat("大毛", "黄色");

cat1.species; // 动物

另外,说明一点,函数体最后一行,意思是为子对象设一个 uber 属性,这个属性直接指向父对象的 prototype 属性。(uber 是一个德语词,意思是"向上"、"上一层"。)这等于在子对象上打开一条通道,可以直接调用父对象的方法。这一行放在这里,只是为了实现继承的完备性,纯属备用性质。




五、 拷贝继承

上面是采用 prototype 对象,实现继承。我们也可以换一种思路,纯粹采用"拷贝"方法实现继承。简单说,如果把父对象的所有属性和方法,拷贝进子对象,不也能够实现继承吗?

首先,还是把 Animal 的所有不变属性,都放到它的 prototype 对象上:

function Animal(){}
Animal.prototype.species = "动物";

然后,再写一个函数,实现属性拷贝的目的:

function extend2(Child, Parent) {
  var p = Parent.prototype;
  var c = Child.prototype;
  for (var i in p) {
    c[i] = p[i];
    }
  c.uber = p;
}

这个函数的作用,就是将 Parent 对象的 prototype 对象中的属性,一一拷贝给 Child 对象的 prototype 对象。

使用的时候,这样写:

extend2(Cat, Animal);

var cat1 = new Cat("大毛", "黄色");
cat1.species; // 动物

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