关键词:
阮一峰这篇文章写的很好
http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/06/designing_ideas_of_inheritance_mechanism_in_javascript.html
笔记如下:
一直很难理解Javascript语言的继承机制。 它没有"子类"和"父类"的概念,也没有"类"(class)和"实例"(instance)的区分,全靠一种很奇特的"原型链"(prototype chain)模式,来实现继承。
读到法国程序员Vjeux的解释,才恍然大悟,完全明白了Javascript为什么这样设计。
一、从古代说起
Javascript里面所有的数据类型都是对象(object),这一点与Java非常相似。但是,他随即就遇到了一个难题,到底要不要设计"继承"机制呢?
二、Brendan Eich的选择
Brendan Eich最后还是设计了"继承"。 但是,他不打算引入"类"(class)的概念,因为一旦有了"类",Javascript就是一种完整的面向对象编程语言了,
这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。 C++和Java使用new命令时,都会调用"类"的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计,在Javascript语言中,new命令后面跟的不是类,
而是构造函数。 例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型。 function DOG(name){ this.name = name; } 对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。 var dogA = new DOG(‘大毛‘); alert(dogA.name); // 大毛
三、new运算符的缺点
用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法。每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也是极大的资源浪费。
四、prototype属性的引入
Brendan Eich决定为构造函数设置一个prototype属性。
这个属性包含一个对象(以下简称"prototype对象"),所有实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个对象里面;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面。
实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种是引用的。
属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。只要修改了prototype对象,就会同时影响到两个实例对象。
五、总结
由于所有的实例对象共享同一个prototype对象,那么从外界看起来,prototype对象就好像是实例对象的原型,而实例对象则好像"继承"了prototype对象一样。
这就是Javascript继承机制的设计思想。下面三篇文章,介绍了继承机制的具体应用方法:
* 《Javascript面向对象编程(二):构造函数的继承》
* 《Javascript面向对象编程(三):非构造函数的继承》
笔记如下:
一. 封装
为了解决从原型对象生成实例的问题,Javascript提供了一个构造函数(Constructor)模式。
所谓"构造函数",其实就是一个普通函数,但是内部使用了this
变量。
对构造函数使用new
运算符,就能生成实例,并且this
变量会绑定在实例对象上。
function Cat(name,color){ this.name=name; this.color=color; } var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); var cat2 = new Cat("二毛","黑色"); alert(cat1.name); // 大毛 alert(cat1.color); // 黄色
Javascript还提供了一个instanceof
运算符,验证原型对象与实例对象之间的关系。
alert(cat1 instanceof Cat); //true alert(cat2 instanceof Cat); //true
构造函数模式的问题
构造函数方法很好用,但是存在一个浪费内存的问题。那就是对于每一个实例对象,type
属性和eat()
方法都是一模一样的内容,每一次生成一个实例,都必须为重复的内容,多占用一些内存。这样既不环保,也缺乏效率。
Prototype模式
Javascript规定,每一个构造函数都有一个prototype
属性,指向另一个对象。这个对象的所有属性和方法,都会被构造函数的实例继承。
这意味着,我们可以把那些不变的属性和方法,直接定义在prototype
对象上。
这时所有实例的type
属性和eat()
方法,其实都是同一个内存地址,指向prototype
对象,因此就提高了运行效率。
function Cat(name,color){ this.name = name; this.color = color; } Cat.prototype.type = "猫科动物"; Cat.prototype.eat = function(){alert("吃老鼠")};
还有一种写法:
function DOG(name){ this.name = name; } DOG.prototype = { species : ‘犬科‘ }; var dogA = new DOG(‘大毛‘); var dogB = new DOG(‘二毛‘); alert(dogA.species); // 犬科 alert(dogB.species); // 犬科
Prototype模式的验证方法
为了配合prototype
属性,Javascript定义了一些辅助方法,帮助我们使用它。
isPrototypeOf()
这个方法用来判断,某个proptotype
对象和某个实例之间的关系。
alert(Cat.prototype.isPrototypeOf(cat1)); //true
hasOwnProperty()
每个实例对象都有一个hasOwnProperty()
方法,用来判断某一个属性到底是本地属性,还是继承自prototype
对象的属性。
alert(cat1.hasOwnProperty("name")); // true
alert(cat1.hasOwnProperty("type")); // false
in运算符
in
运算符可以用来判断,某个实例是否含有某个属性,不管是不是本地属性。
alert("name" in cat1); // true
in
运算符还可以用来遍历某个对象的所有属性。
for(var prop in cat1) { alert("cat1["+prop+"]="+cat1[prop]); }
二. 构造函数的继承
要介绍的是,对象之间的"继承"的五种方法。
一、 构造函数绑定
第一种方法也是最简单的方法,使用call或apply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"); alert(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"); alert(cat1.species); // 动物 代码的第一行,我们将Cat的prototype对象指向一个Animal的实例。 Cat.prototype = new Animal(); 它相当于完全删除了prototype 对象原先的值,然后赋予一个新值。 但是,第二行又是什么意思呢? Cat.prototype.constructor = Cat; 原来,任何一个prototype对象都有一个constructor属性,指向它的构造函数。如果没有"Cat.prototype = new Animal();"这一行,
Cat.prototype.constructor是指向Cat的;加了这一行以后,Cat.prototype.constructor指向Animal。 alert(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。 alert(cat1.constructor == Cat.prototype.constructor); // true 因此,在运行"Cat.prototype = new Animal();"这一行之后,cat1.constructor也指向Animal! alert(cat1.constructor == Animal); // true 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,编程时务必要遵守。下文都遵循这一点,即如果替换了prototype对象, o.prototype = {}; 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。 o.prototype.constructor = o;
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Cat的prototype对象,然后指向Animal的prototype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"); alert(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.prototype和Animal.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。请看第二行 Cat.prototype.constructor = Cat; 这一句实际上把Animal.prototype对象的constructor属性也改掉了! alert(Animal.prototype.constructor); // Cat
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Cat的prototype对象,就不会影响到Animal的prototype对象。 alert(Animal.prototype.constructor); // Animal
封装成一个函数:
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"); alert(cat1.species); // 动物 这个extend函数,就是YUI库如何实现继承的方法。
另外,说明一点,函数体最后一行 Child.uber = Parent.prototype; 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
可以换一种思路,纯粹采用"拷贝"方法实现继承。
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; }
使用的时候,这样写:
extend2(Cat, Animal); var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); alert(cat1.species); // 动物
三. 非构造函数的继承
这个系列的第一部分介绍了"封装",第二部分介绍了使用构造函数实现"继承"。
一、什么是"非构造函数"的继承?
比如,现在有一个对象,叫做"中国人"。 var Chinese = { nation:‘中国‘ }; 还有一个对象,叫做"医生"。 var Doctor ={ career:‘医生‘ } 请问怎样才能让"医生"去继承"中国人",也就是说,我怎样才能生成一个"中国医生"的对象?
这里要注意,这两个对象都是普通对象,不是构造函数,无法使用构造函数方法实现"继承"。
二、object()方法
一个object()函数,可以做到这一点。
function object(o) { function F() {} F.prototype = o; return new F(); } 这个object()函数,其实只做一件事,就是把子对象的prototype属性,指向父对象,从而使得子对象与父对象连在一起。 使用的时候,第一步先在父对象的基础上,生成子对象: var Doctor = object(Chinese); 然后,再加上子对象本身的属性: Doctor.career = ‘医生‘; 这时,子对象已经继承了父对象的属性了。 alert(Doctor.nation); //中国
三、浅拷贝
除了使用"prototype链"以外,还有另一种思路:把父对象的属性,全部拷贝给子对象,也能实现继承。
下面这个函数,就是在做拷贝: function extendCopy(p) { var c = {}; for (var i in p) { c[i] = p[i]; } c.uber = p; return c; } 使用的时候,这样写: var Doctor = extendCopy(Chinese); Doctor.career = ‘医生‘; alert(Doctor.nation); // 中国
但是,这样的拷贝有一个问题。那就是,如果父对象的属性等于数组或另一个对象,那么实际上,子对象获得的只是一个内存地址,而不是真正拷贝,因此存在父对象被篡改的可能。
四、深拷贝
所谓"深拷贝",就是能够实现真正意义上的数组和对象的拷贝。它的实现并不难,只要递归调用"浅拷贝"就行了。
function deepCopy(p, c) { var c = c || {}; for (var i in p) { if (typeof p[i] === ‘object‘) { c[i] = (p[i].constructor === Array) ? [] : {}; deepCopy(p[i], c[i]); } else { c[i] = p[i]; } } return c; }
使用的时候这样写:
var Doctor = deepCopy(Chinese); 现在,给父对象加一个属性,值为数组。然后,在子对象上修改这个属性: Chinese.birthPlaces = [‘北京‘,‘上海‘,‘香港‘]; Doctor.birthPlaces.push(‘厦门‘); 这时,父对象就不会受到影响了。
alert(Doctor.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门
alert(Chinese.birthPlaces); //北京, 上海, 香港
目前,jQuery库使用的就是这种继承方法。
(完)
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