本文继续对JavaScript高级程序设计第四版 第八章 对象、类与面向对象编程 进行学习
一、继承
继承是面向对象编程中讨论最多的话题。很多面向对象语言都支持两种继承:接口继承和实现继承。前者只继承方法签名,后者继承实际的方法。接口继承在 ECMAScript 中是不可能的,因为函数没有签名。实现继承是 ECMAScript 唯一支持的继承方式,而这主要是通过原型链实现的。
关于接口继承与实现继承,可以参考C++ 接口继承与实现继承的区别和选择
1.原型链
ECMA-262 把原型链定义为 ECMAScript 的主要继承方式。其基本思想就是通过原型继承多个引用类型的属性和方法。重温一下构造函数、原型和实例的关系:每个构造函数都有一个原型对象,原型有一个属性指回构造函数,而实例有一个内部指针指向原型。如果原型是另一个类型的实例呢?那就意味着这个原型本身有一个内部指针指向另一个原型,相应地另一个原型也有一个指针指向另一个构造函数。这样就在实例和原型之间构造了一条原型链。这就是原型链的基本构想。
实现原型链涉及如下代码模式:
function SuperType() {
this.property = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function() {
return this.property;
};
function SubType() {
this.subproperty = false;
}
// 继承 SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
SubType.prototype.getSubValue = function () {
return this.subproperty;
};
let instance = new SubType();
console.log(instance.getSuperValue()); // true
以上代码定义了两个类型:SuperType 和 SubType。这两个类型分别定义了一个属性和一个方法。这两个类型的主要区别是 SubType 通过创建 SuperType 的实例并将其赋值给自己的原型 SubTtype.prototype 实现了对 SuperType 的继承。这个赋值重写了 SubType 最初的原型,将其替换为SuperType 的实例。这意味着 SuperType 实例可以访问的所有属性和方法也会存在于 SubType.prototype。这样实现继承之后,代码紧接着又给 SubType.prototype,也就是这个 SuperType 的实例添加了一个新方法。最后又创建了 SubType 的实例并调用了它继承的 getSuperValue()方法。
原型链扩展了前面描述的原型搜索机制。我们知道,在读取实例上的属性时,首先会在实例上搜索这个属性。如果没找到,则会继承搜索实例的原型。在通过原型链实现继承之后,搜索就可以继承向上,搜索原型的原型。对前面的例子而言,调用 instance.getSuperValue()经过了 3 步搜索:instance、SubType.prototype 和 SuperType.prototype,最后一步才找到这个方法。对属性和方法的搜索会一直持续到原型链的末端。
2. 默认原型
实际上,原型链中还有一环。默认情况下,所有引用类型都继承自 Object,这也是通过原型链实现的。任何函数的默认原型都是一个 Object 的实例,这意味着这个实例有一个内部指针指向Object.prototype。这也是为什么自定义类型能够继承包括 toString()、valueOf()在内的所有默认方法的原因。
3.原型与继承关系
原型与实例的关系可以通过两种方式来确定。第一种方式是使用 instanceof 操作符,如果一个实例的原型链中出现过相应的构造函数,则 instanceof 返回 true。如下例所示:
console.log(instance instanceof Object); // true
console.log(instance instanceof SuperType); // true
console.log(instance instanceof SubType); // true
从技术上讲,instance 是 Object、SuperType 和 SubType 的实例,因为 instance 的原型链中包含这些构造函数的原型。结果就是 instanceof 对所有这些构造函数都返回 true。
确定这种关系的第二种方式是使用 isPrototypeOf()方法。原型链中的每个原型都可以调用这个
方法,如下例所示,只要原型链中包含这个原型,这个方法就返回 true:
console.log(Object.prototype.isPrototypeOf(instance)); // true
console.log(SuperType.prototype.isPrototypeOf(instance)); // true
console.log(SubType.prototype.isPrototypeOf(instance)); // true
4.关于方法
子类有时候需要覆盖父类的方法,或者增加父类没有的方法。为此,这些方法必须在原型赋值之后再添加到原型上。来看下面的例子:
function SuperType() {
this.property = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function() {
return this.property;
};
function SubType() {
this.subproperty = false;
}
// 继承 SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
// 新方法
SubType.prototype.getSubValue = function () {
return this.subproperty;
};
// 覆盖已有的方法
SubType.prototype.getSuperValue = function () {
return false;
};
let instance = new SubType();
console.log(instance.getSuperValue()); // false
5.原型链的问题
原型链虽然是实现继承的强大工具,但它也有问题。主要问题出现在原型中包含引用值的时候。前面在谈到原型的问题时也提到过,原型中包含的引用值会在所有实例间共享,这也是为什么属性通常会在构造函数中定义而不会定义在原型上的原因。在使用原型实现继承时,原型实际上变成了另一个类型的实例。这意味着原先的实例属性摇身一变成为了原型属性。下面的例子揭示了这个问题:
function SuperType() {
this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
function SubType() {}
// 继承 SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
let instance1 = new SubType();
instance1.colors.push("black");
console.log(instance1.colors); // "red,blue,green,black"
let instance2 = new SubType();
console.log(instance2.colors); // "red,blue,green,black"
原型链的第二个问题是,子类型在实例化时不能给父类型的构造函数传参。事实上,我们无法在不影响所有对象实例的情况下把参数传进父类的构造函数。再加上之前提到的原型中包含引用值的问题,就导致原型链基本不会被单独使用。
二、盗用构造函数
为了解决原型包含引用值导致的继承问题,一种叫作“盗用构造函数”(constructor stealing)的技术在开发社区流行起来(这种技术有时也称作“对象伪装”或“经典继承”)。基本思路很简单:在子类构造函数中调用父类构造函数。因为毕竟函数就是在特定上下文中执行代码的简单对象,所以可以使用apply()和 call()方法以新创建的对象为上下文执行构造函数。
1.简单介绍一下apply,call:
apply call可以在特定的作用域内调用函数,唯一区别是接收参数的不同。第一个参数都是运行函数的作用域,apply的第二个参数是一个数组,call则是把其余所有参数直接传递。
function sum(sum1,sum2){
}
function callSum2(sum1,sum2){
return sum.apply(this,[sum1,sum2]);
}
function callSum(sum1,sum2){
return sum.call(this,num1,num2);
}
2.盗用构造函数例子
function SuperType() {
this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
function SubType() {
// 继承 SuperType
SuperType.call(this);
}
let instance1 = new SubType();
instance1.colors.push("black");
console.log(instance1.colors); // "red,blue,green,black"
let instance2 = new SubType();
console.log(instance2.colors); // "red,blue,green"
示例中加粗的代码展示了盗用构造函数的调用。通过使用 call()(或 apply())方法,SuperType构造函数在为 SubType 的实例创建的新对象的上下文中执行了。这相当于新的 SubType 对象上运行了SuperType()函数中的所有初始化代码。结果就是每个实例都会有自己的 colors 属性。
3.传递参数
相比于使用原型链,盗用构造函数的一个优点就是可以在子类构造函数中向父类构造函数传参。来看下面的例子:
function SuperType(name){
this.name = name;
}
function SubType() {
// 继承 SuperType 并传参
SuperType.call(this, "Nicholas");
// 实例属性
this.age = 29;
}
let instance = new SubType();
console.log(instance.name); // "Nicholas";
console.log(instance.age); // 29
4.盗用构造函数的问题
盗用构造函数的主要缺点,也是使用构造函数模式自定义类型的问题:必须在构造函数中定义方法,因此函数不能重用。此外,子类也不能访问父类原型上定义的方法,因此所有类型只能使用构造函数模式。由于存在这些问题,盗用构造函数基本上也不能单独使用。
三、组合继承
组合继承(有时候也叫伪经典继承)综合了原型链和盗用构造函数,将两者的优点集中了起来。基本的思路是使用原型链继承原型上的属性和方法,而通过盗用构造函数继承实例属性。这样既可以把方法定义在原型上以实现重用,又可以让每个实例都有自己的属性。来看下面的例子:
function SuperType(name){
this.name = name;
this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function() {
console.log(this.name);
};
function SubType(name, age){
// 继承属性
SuperType.call(this, name);
this.age = age;
}
// 继承方法
SubType.prototype = new SuperType();
SubType.prototype.sayAge = function() {
console.log(this.age);
};
let instance1 = new SubType("Nicholas", 29);
instance1.colors.push("black");
console.log(instance1.colors); // "red,blue,green,black"
instance1.sayName(); // "Nicholas";
instance1.sayAge(); // 29
let instance2 = new SubType("Greg", 27);
console.log(instance2.colors); // "red,blue,green"
instance2.sayName(); // "Greg";
instance2.sayAge(); // 27
组合继承弥补了原型链和盗用构造函数的不足,是 JavaScript 中使用最多的继承模式。而且组合继承也保留了 instanceof 操作符和 isPrototypeOf()方法识别合成对象的能力。
四、原型式继承Object.create()
2006 年,Douglas Crockford 写了一篇文章:《JavaScript 中的原型式继承》(“Prototypal Inheritance in JavaScript”)。这篇文章介绍了一种不涉及严格意义上构造函数的继承方法。他的出发点是即使不自定义类型也可以通过原型实现对象之间的信息共享。文章最终给出了一个函数:
function object(o) {
function F() {}
F.prototype = o;
return new F();
}
这个 object()函数会创建一个临时构造函数,将传入的对象赋值给这个构造函数的原型,然后返回这个临时类型的一个实例。本质上,object()是对传入的对象执行了一次浅复制。来看下面的例子:
let person = {
name: "Nicholas",
friends: ["Shelby", "Court", "Van"]
};
let anotherPerson = object(person);
anotherPerson.name = "Greg";
anotherPerson.friends.push("Rob");
let yetAnotherPerson = object(person);
yetAnotherPerson.name = "Linda";
yetAnotherPerson.friends.push("Barbie");
console.log(person.friends); // "Shelby,Court,Van,Rob,Barbie"
Crockford 推荐的原型式继承适用于这种情况:你有一个对象,想在它的基础上再创建一个新对象。你需要把这个对象先传给 object(),然后再对返回的对象进行适当修改。在这个例子中,person 对象定义了另一个对象也应该共享的信息,把它传给 object()之后会返回一个新对象。这个新对象的原型是 person,意味着它的原型上既有原始值属性又有引用值属性。这也意味着 person.friends 不仅是person 的属性,也会跟 anotherPerson 和 yetAnotherPerson 共享。这里实际上克隆了两个 person。
ECMAScript 5 通过增加 Object.create()方法将原型式继承的概念规范化了。这个方法接收两个参数:作为新对象原型的对象,以及给新对象定义额外属性的对象(第二个可选)。在只有一个参数时,Object.create()与这里的 object()方法效果相同:
let person = {
name: "Nicholas",
friends: ["Shelby", "Court", "Van"]
};
let anotherPerson = Object.create(person);
anotherPerson.name = "Greg";
anotherPerson.friends.push("Rob");
let yetAnotherPerson = Object.create(person);
yetAnotherPerson.name = "Linda";
yetAnotherPerson.friends.push("Barbie");
console.log(person.friends); // "Shelby,Court,Van,Rob,Barbie"
Object.create()的第二个参数与 Object.defineProperties()的第二个参数一样:每个新增属性都通过各自的描述符来描述。以这种方式添加的属性会遮蔽原型对象上的同名属性。比如:
let person = {
name: "Nicholas",
friends: ["Shelby", "Court", "Van"]
};
let anotherPerson = Object.create(person, {
name: {
value: "Greg"
}
});
console.log(anotherPerson.name); // "Greg"
原型式继承非常适合不需要单独创建构造函数,但仍然需要在对象间共享信息的场合。但要记住,属性中包含的引用值始终会在相关对象间共享,跟使用原型模式是一样的。
五、寄生式继承
与原型式继承比较接近的一种继承方式是寄生式继承(parasitic inheritance),也是 Crockford 首倡的一种模式。寄生式继承背后的思路类似于寄生构造函数和工厂模式:创建一个实现继承的函数,以某种方式增强对象,然后返回这个对象。基本的寄生继承模式如下:
function createAnother(original){
let clone = object(original); // 通过调用函数创建一个新对象
clone.sayHi = function() { // 以某种方式增强这个对象
console.log("hi");
};
return clone; // 返回这个对象
}
在这段代码中,createAnother()函数接收一个参数,就是新对象的基准对象。这个对象 original会被传给 object()函数,然后将返回的新对象赋值给 clone。接着给 clone 对象添加一个新方法sayHi()。最后返回这个对象。可以像下面这样使用 createAnother()函数:
let person = {
name: "Nicholas",
friends: ["Shelby", "Court", "Van"]
};
let anotherPerson = createAnother(person);
anotherPerson.sayHi(); // "hi"
这个例子基于 person 对象返回了一个新对象。新返回的 anotherPerson 对象具有 person 的所有属性和方法,还有一个新方法叫 sayHi()。
寄生式继承同样适合主要关注对象,而不在乎类型和构造函数的场景。object()函数不是寄生式继承所必需的,任何返回新对象的函数都可以在这里使用。注意 通过寄生式继承给对象添加函数会导致函数难以重用,与构造函数模式类似。
六、寄生式组合继承
组合继承其实也存在效率问题。最主要的效率问题就是父类构造函数始终会被调用两次:一次在是创建子类原型时调用,另一次是在子类构造函数中调用。本质上,子类原型最终是要包含超类对象的所有实例属性,子类构造函数只要在执行时重写自己的原型就行了。再来看一看这个组合继承的例子:
function SuperType(name) {
this.name = name;
this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function() {
console.log(this.name);
};
function SubType(name, age){
SuperType.call(this, name); // 第二次调用 SuperType()
this.age = age;
}
SubType.prototype = new SuperType(); // 第一次调用 SuperType()
SubType.prototype.constructor = SubType;
SubType.prototype.sayAge = function() {
console.log(this.age);
};
代码中加粗的部分是调用 SuperType 构造函数的地方。在上面的代码执行后,SubType.prototype上会有两个属性:name 和 colors。它们都是 SuperType 的实例属性,但现在成为了 SubType 的原型属性。在调用 SubType 构造函数时,也会调用 SuperType 构造函数,这一次会在新对象上创建实例属性 name 和 colors。
寄生式组合继承通过盗用构造函数继承属性,但使用混合式原型链继承方法。基本思路是不通过调用父类构造函数给子类原型赋值,而是取得父类原型的一个副本。说到底就是使用寄生式继承来继承父类原型,然后将返回的新对象赋值给子类原型。寄生式组合继承的基本模式如下所示:
function inheritPrototype(subType, superType) {
let prototype = object(superType.prototype); // 创建对象
prototype.constructor = subType; // 增强对象
subType.prototype = prototype; // 赋值对象
}
这个 inheritPrototype()函数实现了寄生式组合继承的核心逻辑。这个函数接收两个参数:子类构造函数和父类构造函数。在这个函数内部,第一步是创建父类原型的一个副本。然后,给返回的prototype 对象设置 constructor 属性,解决由于重写原型导致默认 constructor 丢失的问题。最后将新创建的对象赋值给子类型的原型。如下例所示,调用 inheritPrototype()就可以实现前面例子中的子类型原型赋值:
function SuperType(name) {
this.name = name;
this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function() {
console.log(this.name);
};
function SubType(name, age) {
SuperType.call(this, name);
this.age = age;
}
inheritPrototype(SubType, SuperType);
SubType.prototype.sayAge = function() {
console.log(this.age);
};
这里只调用了一次 SuperType 构造函数,避免了 SubType.prototype 上不必要也用不到的属性,因此可以说这个例子的效率更高。而且,原型链仍然保持不变,因此 instanceof 操作符和isPrototypeOf()方法正常有效。寄生式组合继承可以算是引用类型继承的最佳模式。
七、类
前几节深入讲解了如何只使用 ECMAScript 5 的特性来模拟类似于类(class-like)的行为。不难看出,各种策略都有自己的问题,也有相应的妥协。正因为如此,实现继承的代码也显得非常冗长和混乱。
为解决这些问题,ECMAScript 6 新引入的 class 关键字具有正式定义类的能力。类(class)是ECMAScript 中新的基础性语法糖结构,因此刚开始接触时可能会不太习惯。虽然 ECMAScript 6 类表面上看起来可以支持正式的面向对象编程,但实际上它背后使用的仍然是原型和构造函数的概念。
1. 实例化
使用 new 操作符实例化 Person 的操作等于使用 new 调用其构造函数。唯一可感知的不同之处就是,JavaScript 解释器知道使用 new 和类意味着应该使用 constructor 函数进行实例化。使用 new 调用类的构造函数会执行如下操作。
- (1) 在内存中创建一个新对象。
- (2) 这个新对象内部的[[Prototype]]指针被赋值为构造函数的 prototype 属性。
- (3) 构造函数内部的 this 被赋值为这个新对象(即 this 指向新对象)。
- (4) 执行构造函数内部的代码(给新对象添加属性)。
- (5) 如果构造函数返回非空对象,则返回该对象;否则,返回刚创建的新对象。
来看下面的例子:
class Animal {}
class Person {
constructor() {
console.log('person ctor');
}
}
class Vegetable {
constructor() {
this.color = 'orange';
}
}
let a = new Animal();
let p = new Person(); // person ctor
let v = new Vegetable();
console.log(v.color); // orange
2. 把类当成特殊函数
ECMAScript 中没有正式的类这个类型。从各方面来看,ECMAScript 类就是一种特殊函数。声明一个类之后,通过 typeof 操作符检测类标识符,表明它是一个函数:
class Person {}
console.log(Person); // class Person {}
console.log(typeof Person); // function
类标识符有 prototype 属性,而这个原型也有一个 constructor 属性指向类自身:
class Person{}
console.log(Person.prototype); // { constructor: f() }
console.log(Person === Person.prototype.constructor); // true
与普通构造函数一样,可以使用 instanceof 操作符检查构造函数原型是否存在于实例的原型链中:
class Person {}
let p = new Person();
console.log(p instanceof Person); // true
八、实例、原型和类成员
类的语法可以非常方便地定义应该存在于实例上的成员、应该存在于原型上的成员,以及应该存在于类本身的成员。
1.实例成员
每个实例都对应一个唯一的成员对象,这意味着所有成员都不会在原型上共享:
class Person {
constructor() {
// 这个例子先使用对象包装类型定义一个字符串
// 为的是在下面测试两个对象的相等性
this.name = new String('Jack');
this.sayName = () => console.log(this.name);
this.nicknames = ['Jake', 'J-Dog']
}
}
let p1 = new Person(),
p2 = new Person();
p1.sayName(); // Jack
p2.sayName(); // Jack
console.log(p1.name === p2.name); // false
console.log(p1.sayName === p2.sayName); // false
console.log(p1.nicknames === p2.nicknames); // false
p1.name = p1.nicknames[0];
p2.name = p2.nicknames[1];
p1.sayName(); // Jake
p2.sayName(); // J-Dog
2.原型方法与访问器
为了在实例间共享方法,类定义语法把在类块中定义的方法作为原型方法。
class Person {
constructor() {
// 添加到 this 的所有内容都会存在于不同的实例上
this.locate = () => console.log('instance');
}
// 在类块中定义的所有内容都会定义在类的原型上
locate() {
console.log('prototype');
}
}
let p = new Person();
p.locate(); // instance
Person.prototype.locate(); // prototype
类定义也支持获取和设置访问器。语法与行为跟普通对象一样:
class Person {
set name(newName) {
this.name_ = newName;
}
get name() {
return this.name_;
}
}
let p = new Person();
p.name = 'Jake';
console.log(p.name); // Jake
3.静态类方法
可以在类上定义静态方法。这些方法通常用于执行不特定于实例的操作,也不要求存在类的实例。与原型成员类似,静态成员每个类上只能有一个。静态类成员在类定义中使用 static 关键字作为前缀。在静态成员中,this 引用类自身。其他所有约定跟原型成员一样:
class Person {
constructor() {
// 添加到 this 的所有内容都会存在于不同的实例上
this.locate = () => console.log('instance', this);
}
// 定义在类的原型对象上
locate() {
console.log('prototype', this);
}
// 定义在类本身上
static locate() {
console.log('class', this);
}
}
let p = new Person();
p.locate(); // instance, Person {}
Person.prototype.locate(); // prototype, {constructor: ... }
Person.locate(); // class, class Person {}
静态类方法非常适合作为实例工厂:
class Person {
constructor(age) {
this.age_ = age;
}
sayAge() {
console.log(this.age_);
}
static create() {
// 使用随机年龄创建并返回一个 Person 实例
return new Person(Math.floor(Math.random()*100));
}
}
console.log(Person.create()); // Person { age_: ... }
4.非函数原型和类成员
虽然类定义并不显式支持在原型或类上添加成员数据,但在类定义外部,可以手动添加:
class Person {
sayName() {
console.log(`${Person.greeting} ${this.name}`);
}
}
// 在类上定义数据成员
Person.greeting = 'My name is';
// 在原型上定义数据成员
Person.prototype.name = 'Jake';
let p = new Person();
p.sayName(); // My name is Jake
注意 类定义中之所以没有显式支持添加数据成员,是因为在共享目标(原型和类)上添加可变(可修改)数据成员是一种反模式。一般来说,对象实例应该独自拥有通过 this 引用的数据。
5.迭代器与生成器方法
类定义语法支持在原型和类本身上定义生成器方法:
class Person {
// 在原型上定义生成器方法
*createNicknameIterator() {
yield 'Jack';
yield 'Jake';
yield 'J-Dog';
}
// 在类上定义生成器方法
static *createJobIterator() {
yield 'Butcher';
yield 'Baker';
yield 'Candlestick maker';
}
}
let jobIter = Person.createJobIterator();
console.log(jobIter.next().value); // Butcher
console.log(jobIter.next().value); // Baker
console.log(jobIter.next().value); // Candlestick maker
let p = new Person();
let nicknameIter = p.createNicknameIterator();
console.log(nicknameIter.next().value); // Jack
console.log(nicknameIter.next().value); // Jake
console.log(nicknameIter.next().value); // J-Dog
因为支持生成器方法,所以可以通过添加一个默认的迭代器,把类实例变成可迭代对象:
class Person {
constructor() {
this.nicknames = ['Jack', 'Jake', 'J-Dog'];
}
*[Symbol.iterator]() {
yield *this.nicknames.entries();
}
}
let p = new Person();
for (let [idx, nickname] of p) {
console.log(nickname);
}
// Jack
// Jake
// J-Dog
也可以只返回迭代器实例:
class Person {
constructor() {
this.nicknames = ['Jack', 'Jake', 'J-Dog'];
}
[Symbol.iterator]() {
return this.nicknames.entries();
}
}
let p = new Person();
for (let [idx, nickname] of p) {
console.log(nickname);
}
// Jack
// Jake
// J-Dog
九、继承
本章前面花了大量篇幅讨论如何使用 ES5 的机制实现继承。ECMAScript 6 新增特性中最出色的一个就是原生支持了类继承机制。虽然类继承使用的是新语法,但背后依旧使用的是原型链。
1.继承基础
ES6 类支持单继承。使用 extends 关键字,就可以继承任何拥有[[Construct]]和原型的对象。很大程度上,这意味着不仅可以继承一个类,也可以继承普通的构造函数(保持向后兼容):
class Vehicle {}
// 继承类
class Bus extends Vehicle {}
let b = new Bus();
console.log(b instanceof Bus); // true
console.log(b instanceof Vehicle); // true
function Person() {}
// 继承普通构造函数
class Engineer extends Person {}
let e = new Engineer();
console.log(e instanceof Engineer); // true
console.log(e instanceof Person); // true
2.构造函数、HomeObject 和 super()
派生类的方法可以通过 super 关键字引用它们的原型。这个关键字只能在派生类中使用,而且仅限于类构造函数、实例方法和静态方法内部。在类构造函数中使用 super 可以调用父类构造函数。
class Vehicle {
constructor() {
this.hasEngine = true;
}
}
class Bus extends Vehicle {
constructor() {
// 不要在调用 super()之前引用 this,否则会抛出 ReferenceError
super(); // 相当于 super.constructor()
console.log(this instanceof Vehicle); // true
console.log(this); // Bus { hasEngine: true }
}
}
new Bus();
在静态方法中可以通过 super 调用继承的类上定义的静态方法:
class Vehicle {
static identify() {
console.log('vehicle');
}
}
class Bus extends Vehicle {
static identify() {
super.identify();
}
}
Bus.identify(); // vehicle
3.抽象基类
有时候可能需要定义这样一个类,它可供其他类继承,但本身不会被实例化。虽然 ECMAScript 没有专门支持这种类的语法 ,但通过 new.target 也很容易实现。new.target 保存通过 new 关键字调用的类或函数。通过在实例化时检测 new.target 是不是抽象基类,可以阻止对抽象基类的实例化:
// 抽象基类
class Vehicle {
constructor() {
console.log(new.target);
if (new.target === Vehicle) {
throw new Error('Vehicle cannot be directly instantiated');
}
}
}
// 派生类
class Bus extends Vehicle {}
new Bus(); // class Bus {}
new Vehicle(); // class Vehicle {}
// Error: Vehicle cannot be directly instantiated
另外,通过在抽象基类构造函数中进行检查,可以要求派生类必须定义某个方法。因为原型方法在调用类构造函数之前就已经存在了,所以可以通过 this 关键字来检查相应的方法:
// 抽象基类
class Vehicle {
constructor() {
if (new.target === Vehicle) {
throw new Error('Vehicle cannot be directly instantiated');
}
if (!this.foo) {
throw new Error('Inheriting class must define foo()');
}
console.log('success!');
}
}
// 派生类
class Bus extends Vehicle {
foo() {}
}
// 派生类
class Van extends Vehicle {}
new Bus(); // success!
new Van(); // Error: Inheriting class must define foo()
4.继承内置类型
ES6 类为继承内置引用类型提供了顺畅的机制,开发者可以方便地扩展内置类型:
class SuperArray extends Array {
shuffle() {
// 洗牌算法
for (let i = this.length - 1; i > 0; i--) {
const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
[this[i], this[j]] = [this[j], this[i]];
}
}
}
let a = new SuperArray(1, 2, 3, 4, 5);
console.log(a instanceof Array); // true
console.log(a instanceof SuperArray); // true
console.log(a); // [1, 2, 3, 4, 5]
a.shuffle();
console.log(a); // [3, 1, 4, 5, 2]
5.类混入
把不同类的行为集中到一个类是一种常见的 JavaScript 模式。虽然 ES6 没有显式支持多类继承,但通过现有特性可以轻松地模拟这种行为。一个策略是定义一组“可嵌套”的函数,每个函数分别接收一个超类作为参数,而将混入类定义为这个参数的子类,并返回这个类。这些组合函数可以连缀调用,最终组合成超类表达式:
class Vehicle {}
let FooMixin = (Superclass) => class extends Superclass {
foo() {
console.log('foo');
}
};
let BarMixin = (Superclass) => class extends Superclass {
bar() {
console.log('bar');
}
};
let BazMixin = (Superclass) => class extends Superclass {
baz() {
console.log('baz');
}
};
class Bus extends FooMixin(BarMixin(BazMixin(Vehicle))) {}
let b = new Bus();
b.foo(); // foo
b.bar(); // bar
b.baz(); // baz
注意 Object.assign()方法是为了混入对象行为而设计的。只有在需要混入类的行为时才有必要自己实现混入表达式。如果只是需要混入多个对象的属性,那么使用Object.assign()就可以了。
注意 很多 JavaScript 框架(特别是 React)已经抛弃混入模式,转向了组合模式(把方法提取到独立的类和辅助对象中,然后把它们组合起来,但不使用继承)。这反映了那个众所周知的软件设计原则:“组合胜过继承(composition over inheritance)。”这个设计原则被很多人遵循,在代码设计中能提供极大的灵活性。