JavaScript继承和原型链

上一篇 我们学习了如何在 ES5 和 ES6 中创建 Animal 类。我们还学习了如何使用 JavaScrip t的原型在这些类之间共享方法。查看我们在之前文章中看到的代码。

ES5:

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

ES6:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

现在我们想为特定动物建一个别 class(类) 。 例如,如果我们想要开始制作一堆狗实例,该怎么办? 这些狗有哪些属性和方法? 嗯,类似于我们的 Animal 类,我们可以给每只狗一个 name ,一个 energy 等级,以及 eatsleepplay 的能力。 我们的 Dog 类是独一无二的,我们也可以给Dog 类一些独一无二的的属性,比如一个 breed(品种) 属性以及 bark(吠叫) 的能力。 在 ES5 中,我们的 Dog 类可能看起来像这样:

function Dog (name, energy, breed) {
  this.name = name
  this.energy = energy
  this.breed = breed
}

Dog.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Dog.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Dog.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof-Woof!')
  this.energy -= .1
}

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')

你应该看出来了,我们刚刚重新创建了 Animal 类并为它添加了一些新属性。 如果我们想创建另一个动物,比如说 Cat ,那么我们必须再次创建一个 Cat 类,将 Animal 类中的所有常用逻辑复制到 Cat ,然后像 Dog 类一样添加 Cat 特定属性。 就是说,我们必须对我们创造的每一种不同类型的动物都这样做。

function Dog (name, energy, breed) {}

function Cat (name, energy, declawed) {}

function Giraffe (name, energy, height) {}

function Monkey (name, energy, domesticated) {}

这项工作似乎很浪费。 Animal 类是完美的基类。 这意味着它具有我们每只动物的共同特征。 无论我们是创造 狗,猫,长颈鹿还是猴子,它们都会有一个nameenergy 等级,以及 eatsleepplay 的能力。 那么每当我们为每个不同的动物创建单独的类时,我们是否可以利用 Animal类? 我们来试试吧。 我将在下面再次粘贴 Animal 类以便于参考。

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

function Dog (name, energy, breed) {

}

我们对上面的 Dog 构造函数你了解多少?

首先,我们知道它需要3个参数,name, energybreed

其次,我们知道它将使用 new 关键字调用,因此我们将拥有一个 this 对象。

第三,我们知道我们需要利用 Animal 函数,这样任何狗的实例都会有一个nameenergy 等级,以及 eatsleepplay 的能力。

第三点是有点棘手的问题。 你“利用”一个函数的方式就是调用它。 所以我们知道在 Dog 里面,我们想要调用 Animal 。 我们需要弄清楚的是我们如何在Dog 的上下文中调用 Animal。 这意味着我们想用 Dog 中的 this 关键字调用 Animal。 如果我们正确地做到了,那么 Dog 函数内部将具有 Animal 的所有属性(nameenergy)。 如果你记得 上一节我们所讨论的内容,JavaScript 中的每个函数都有一个 .call 方法。

.call() 是函数的一个方法,它允许你调用函数时,指定该函数的上下文。

听起来正是我们所需要的。我们想在 Dog 上下文中调用 Animal

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')

charlie.name // Charlie
charlie.energy // 10
charlie.breed // Goldendoodle

知道这个,我们就已经成功一半了。你将在上面的代码中注意到,因为这一行是 Animal.call(this, name, energy)Dog 的每个实例都将有一个 nameenergy 属性。同样,这样做的原因是,就好像我们使用从 Dog 生成的 this 关键字运行 Animal 函数一样。在我们添加了一个nameenergy 属性之后,我们又像往常一样添加了一个 breed 属性。

请记住,这里的目标是让 Dog 的每个实例不仅具有 Animal 的所有属性,而且还具有所有方法。如果你运行上面的代码,你会注意到如果你尝试运行 charlie.eat(10) ,你将收到一个错误。目前 Dog 的每个实例都具有 Animalnameenergy)的属性,但我们没有做任何事情来确保他们也有方法(eatsleepplay)。

让我们考虑如何解决这个问题。我们知道所有 Animal 的方法都位于 Animal.prototype 上。这意味着我们想要确保 Dog 的所有实例都可以访问Animal.prototype 上的方法。如果我们在这里使用我们的好朋友 Object.create 怎么办?如果你还记得,Object.create 允许你创建一个对象,该对象将在失败的查找中委托给另一个对象。所以在我们的例子中,我们想要创建的对象将是 Dog 的原型,而我们想要在失败的查找中委托的对象是Animal.prototype

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

现在,只要在 Dog 实例上查找失败,JavaScript 就会将该查找委托给 Animal.prototype 。 如果这仍然有点模糊,请重新阅读 JavaScript Prototype(原型) 新手指南 ,其中我们讨论了 Object.create 和 JavaScript 的 原型(prototype) 。

让我们一起看完整个代码,然后我们将了解发生的事情。

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

现在我们已经创建了我们的基类( Animal )以及我们的子类( Dog ),让我们在创建 Dog 实例时看看它的样子。

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')

charlie.name // Charlie
charlie.energy // 10
charlie.breed // Goldendoodle

到目前为止没有任何花哨的东西,但让我们来看看当我们调用位于 Animal 上的方法时会发生什么。

charlie.eat(10)

/*
1) JavaScript checks if charlie has an eat property - it doesn't.
2) JavaScript then checks if Dog.prototype has an eat property
    - it doesn't.
3) JavaScript then checks if Animal.prototype has an eat property
    - it does so it calls it.
*/

Dog.prototype 被检查的原因是因为当我们创建一个新的 Dog 实例时,我们使用了 new 关键字。在引擎中,为我们创建的 this 对象委托给Dog.prototype(见下面的注释)。

function Dog (name, energy, breed) {
  // this = Object.create(Dog.prototype)
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
  // return this
}

之所以检查 Animal.prototype 是因为我们用这一行覆盖了 Dog.prototype 以委托给失败的查找的 Animal.prototype

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

现在我们还没有谈到的一件事是,如果 Dog 有自己的方法呢? 嗯,这是一个简单的解决方案。 就像 Animal 一样,如果我们想在该类的所有实例之间共享一个方法,我们将它添加到函数的原型中。

...

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

非常好。我们需要做一个小小的补充。如果你不记得了请回到 JavaScript Prototype(原型) 新手指南 了解详情,我们可以通过使用 instance.constructor 来访问实例的构造函数。

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

const leo = new Animal('Leo', 7)
console.log(leo.constructor) // Logs the constructor function

正如前一篇文章中所解释的那样,“其工作原因是因为任何 Animal 实例都会在失败的查找中委托给 Animal.prototype 。 因此,当你尝试访问leo.prototype 时,leo 没有 prototype 属性,因此它会将该查找委托给 Animal.prototype ,它确实具有 constructor 属性。“

我提出这个问题的原因是因为在我们的实现中,我们用一个委托给 Animal.prototype 的对象覆盖了 Dog.prototype

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

这意味着现在,任何打印 Dog 的实例 instance.constructor 都将获得 Animal 构造函数而不是 Dog 构造函数。你可以通过运行此代码自行查看 –

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')
console.log(charlie.constructor)

请注意,即使 charlieDog 的直接实例,它也会为你提供 Animal 构造函数。同样,我们可以像上面一样了解这里发生的事情。

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')
console.log(charlie.constructor)

/*
1) JavaScript checks if charlie has a constructor property - it doesn't.
2) JavaScript then checks if Dog.prototype has a constructor property
    - it doesn't because it was deleted when we overwrote Dog.prototype.
3) JavaScript then checks if Animal.prototype has a constructor property
    - it does so it logs that.
*/

我们该如何解决这个问题?嗯,这很简单。一旦我们覆盖它,我们就可以向 Dog.prototype 添加正确的 constructor 属性。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

Dog.prototype.constructor = Dog

此时如果我们想要创建另一个子类,比如 Cat ,我们将遵循相同的模式。

function Cat (name, energy, declawed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.declawed = declawed
}

Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype)
Cat.prototype.constructor = Cat

Cat.prototype.meow = function () {
  console.log('Meow!')
  this.energy -= .1
}

这种具有委托给它的子类的基类的概念称为继承,它是面向对象编程(OOP)的主要部分。 如果你来自不同的编程语言,你可能已经熟悉OOP和继承了。 在 ES6 classes 之前,在 JavaScript 中,继承是一项非常艰巨的任务,正如你在上面所看到的。你现在只需要了解什么时候使用继承,以及 .callObject.createthis ,和 FN.prototype 的良好组合。- 这些都是高级 JS 主题。让我们看看如何使用 ES6 类来完成同样的事情。

首先,让我们回顾一下使用我们的 Animal 类从 ES5 “类” 到 ES6 类的样子。

ES5:

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

ES6:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

现在我们已经将我们的 Animal 构造函数重构为 ES6 类,接下来我们需要做的是弄清楚如何重构我们的基类( Dog )。好消息是它更加直观。作为参考,在ES5 中,这是我们所拥有的。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

Dog.prototype.constructor = Dog

在我们进入继承之前,让我们使用 ES6 类来重构 Dog ,就像我们在之前的帖子中学到的那样。

class Dog {
  constructor(name, energy, breed) {
    this.breed = breed
  }
  bark() {
    console.log('Woof Woof!')
    this.energy -= .1
  }
}

看起来很棒。现在,让我们弄清楚如何确保 Dog 继承自 Animal 。我们需要做的第一步是非常直接的。使用 ES6 类,你可以使用此语法 extend 基类

class Subclass extends Baseclass {}

翻译成我们的例子,这将使我们的 Dog 类看起来像这样:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

class Dog extends Animal {
  constructor(name, energy, breed) {
    this.breed = breed
  }
  bark() {
    console.log('Woof Woof!')
    this.energy -= .1
  }
}

在ES5中,为了确保 Dog 的每个实例都具有nameenergy 属性,我们使用 .call 以在 Dog 实例的上下文中调用 Animal 构造函数。 幸运的是,在 ES6 中,它更直接。 每当你扩展一个基类并且你需要调用那个基类的构造函数时,你调用 super 传递它需要的任何参数即可。 所以在我们的例子中,我们的 Dog 构造函数被重构为这样:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

class Dog extends Animal {
  constructor(name, energy, breed) {
    super(name, energy) // calls Animal's constructor

    this.breed = breed
  }
  bark() {
    console.log('Woof Woof!')
    this.energy -= .1
  }
}

就是这样。不使用 .call ,不使用 Object.create ,不用担心重置原型上的构造函数 – 只需 extends 基类并确保调用 super 即可。

JavaScript 的有趣之处在于你学到的相同模式,最后几篇文章直接融入语言本身。 以前你了解到 Array 的所有实例都可以访问 popslicefilter 等数组方法的原因是因为所有这些方法都存在于 Array.prototype 中。

console.log(Array.prototype)

/*
  concat: ƒn concat()
  constructor: ƒn Array()
  copyWithin: ƒn copyWithin()
  entries: ƒn entries()
  every: ƒn every()
  fill: ƒn fill()
  filter: ƒn filter()
  find: ƒn find()
  findIndex: ƒn findIndex()
  forEach: ƒn forEach()
  includes: ƒn includes()
  indexOf: ƒn indexOf()
  join: ƒn join()
  keys: ƒn keys()
  lastIndexOf: ƒn lastIndexOf()
  length: 0n
  map: ƒn map()
  pop: ƒn pop()
  push: ƒn push()
  reduce: ƒn reduce()
  reduceRight: ƒn reduceRight()
  reverse: ƒn reverse()
  shift: ƒn shift()
  slice: ƒn slice()
  some: ƒn some()
  sort: ƒn sort()
  splice: ƒn splice()
  toLocaleString: ƒn toLocaleString()
  toString: ƒn toString()
  unshift: ƒn unshift()
  values: ƒn values()
*/

你知道,所有 Object 实例都可以访问 hasOwnPropertytoString 等方法的原因是因为这些方法存在于 Object.prototype 上。

console.log(Object.prototype)

/*
  constructor: ƒn Object()
  hasOwnProperty: ƒn hasOwnProperty()
  isPrototypeOf: ƒn isPrototypeOf()
  propertyIsEnumerable: ƒn propertyIsEnumerable()
  toLocaleString: ƒn toLocaleString()
  toString: ƒn toString()
  valueOf: ƒn valueOf()
*/

这对你来说是一个挑战。使用上面的 Array 方法和 Object 方法列表,为什么下面的代码有效?

const friends = ['Mikenzi', 'Jake', 'Ean']

friends.hasOwnProperty('push') // false

如果查看 Array.prototype ,则没有 hasOwnProperty 方法。 好吧,如果 Array.prototype 上没有 hasOwnProperty 方法,上面示例中的 friends 数组如何访问 hasOwnProperty? 原因是因为 Array 类扩展了 Object 类。 因此,在上面的示例中,当 JavaScript 看到friends 没有 hasOwnProperty 属性时,它会检查 Array.prototype 是否具有该方法。 当 Array.prototype 没有时,它会检查 Object.prototype 是否有该方法,然后再调用它。 这是我们在这篇博客文章中看到的相同过程。

JavaScript 有两种类型 – 原始类型 和 引用类型 。

原始类型是 booleannumberstringnullundefined 并且是不可变的。 其他所有内容都是引用类型,它们都扩展了 Object.prototype 。 这就是为什么你可以为函数和数组添加属性,这就是为什么函数和数组都可以访问 Object.prototype 上的方法。

function speak(){}
speak.woahFunctionsAreLikeObjects = true
console.log(speak.woahFunctionsAreLikeObjects) // true

const friends = ['Mikenzi', 'Jake', 'Ean']
friends.woahArraysAreLikeObjectsToo = true
console.log(friends.woahArraysAreLikeObjectsToo) // true

原文链接:https://tylermcginnis.com/javascript-inheritance-and-the-prototype-chain/

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