JavaScript 中的类和继承

摘要：因为操作符创建的对象都继承自构造函数的属性。继承的实现中常用的继承方式是组合继承，也就是通过构造函数和原型链继承同时来模拟继承的实现。

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我们都知道 JavaScript 是一门基于原型的语言。当我们调用一个对象本身没有的属性时，JavaScript 就会从对象的原型对象上去找该属性，如果原型上也没有该属性，那就去找原型的原型，一直找原型链的末端也就是 Object.prototype 的原型 null。这种属性查找的方式我们称之为原型链。

由于 JavaScript 本身是没有的类的感念的。所以我们如果要实现一个类，一般是通过构造函数来模拟类的实现：

function Person(name,age){  //实现一个类
    this.name = name;
    this.age = age;
}
var you = new Person("you",23); //通过 new 来新建实例

首先新建一个 Person 的构造函数，为了和一般的函数区别，我们会使用 CamelCase 方式来命名构造函数。
然后通过 new 操作符来创建实例，new 操作符其实干了这么几件事：

创建一个继承自 Person.prototype 的新对象

构造函数 Person 执行时，相应的参数传入，同时上下文被指定为这个新建的对象。

如果构造函数返回了一个对象，那么这个对象会取代 new 的结果。如果构造函数返回的不是对象，则会忽略这个返回值。

返回值不是对象
function Person(name){
    this.name = name;
    return "person"
}
var you = new Person("you");
//  you 的值: Person {name: "you"}
返回值是对象
function Person(name){
    this.name = name;
    return [1,2,3]
}
var you = new Person("you");
//  you的值: [1,2,3]

如果类的实例需要共享类的方法，那么就需要给构造函数的 prototype 属性添加方法了。因为 new 操作符创建的对象都继承自构造函数的 prototype 属性。他们可以共享定义在类 prototype 上的方法和属性。

function Person(name,age){  
    this.name = name;
    this.age = age;
}
Person.prototype = {
    sayName: function(){
        console.log("My name is",this.name);
    }
}
var you = new Person("you",23);
var me = new Person("me",23);
you.sayName()   // My name is you.
me.sayName()    // My name is me.

JavaScript 中常用的继承方式是组合继承，也就是通过构造函数和原型链继承同时来模拟继承的实现。

//Person 构造函数如上
function Student(name,age,clas){
    Person.call(this,name,age)
    this.clas = clas;
}
Student.prototype = Object.create(Person.prototype);        // Mark 1
Student.constructor = Student;      //如果不指明，则 Student 会找不到 constructor
Student.prototype.study = function(){
    console.log("I study in class",this.clas)
};
var liming = new Student("liming",23,7);
liming instanceof Person    //true
liming instanceof Student   //true
liming.sayName();       // My name is liming
liming.study();         // I study in class 7

代码中 Mark 1 用到了 Object.create 方法。这个是 ES5 中新增的方法，用来创建一个拥有指定原型的对象。如果环境不兼容，可以用下面这个 Polyfill 来实现（仅实现第一个参数）。

if(!Object.create){
    Object.create = function(obj){
        function F(){};
        F.prototype = obj;
        return new F();
    }
}

其实就是把 obj 赋值给临时函数 F ，然后返回一个 F 的实例。这样通过代码 Mark 1 Student 就得到了 Person.prototype 上的所有属性。有人会问了，那么为什么不干脆把 Person.prototype 直接赋值给 Student.prototype 呢？

是的，直接赋值是可以达到子类共享父类 prototype 的目的，但是它破坏了原型链。即：子类和父类共用了同一个 prototype,这样当某一个子类修改 prototype 的时候，其实同时也修改了父类的 prototype,那么就会影响到所有基于这个父类创建的子类，这并不是我们想要的结果。看例子：

//Person 同上
//Student 同上
Student.prototype = Person.prototype;
Student.prototype.sayName = function(){
    console.log("My name is",this.name,"my class is",this.clas)
}
var liming = new Student("liming",23,7)
liming.sayName()        //My name is liming,my class is 7;
//另一个子类
function Employee(name,age,salary){
    Person.call(name,age);
    this.salary = salary;
}
Employee.prototype = Person.prototype;
var emp = new Employee("emp",23,10000);
emp.sayName()       //Mark 2

你们猜 Mark 2 会输出什么？

我们期望的 Mark 2 应该会输出 "My name is emp". 但实际上报错，为什么呢？因为我们改写 Student.prototype 的时候，也同时修改了 Person.prototype，最终导致 emp 继承的 prototype 是我们所不期望的，它的 sayName 方法是 My name is",this.name,"my class is",this.clas，这样自然是会报错的。

随着 ECMAScript 6 的发布，我们有了新的方法来实现继承。也就是通过 class 关键字。

class Person {
    constructor(name,age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    sayHello(){
        console.log(`My name is ${this.name},i"m ${this.age} years old`)
    }
}
var you = new Person("you",23);
you.sayHello()      //My name is you,i"m 23 years old.

ES6 里面的继承也很方便，通过 extends 关键字来实现。

class Student extends Person{
    constructor(name,age,cla){
        super(name,age);
        this.class = cla;
    }
    study(){
        console.log(`I"m study in class ${this.class}`)
    }
}
var liming = new Student("liming",23,7)
liming.study()      // I"m study in class 7.

这个继承相比上面的 ES5 里面实现的继承要方便了很多，但其实原理是一样的，提供的这些关键字方法只是语法糖而已，并没有改变 Js 是基于原型这么一个事实。不过 extends 这样实现的继承有一个限制，就是不能定义属性，只能定义方法。要新添属性，还是得通过修改 prototype 来达到目的。

Student.prototype.teacher = "Mr.Li"
var liming = new Student("liming",23,7)
var hanmeimei = new Student("hanmeimei",23,7)
liming.teacher          //Mr.Li
hanmeimei.teacher       //Mr.Li

ES6 还提供了 static 关键字，来实现静态方法。静态方法可以继承，但只能由类本身调用，不能被实例调用。

class Person{
    constructor(name,age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    static say(){
        console.log("Static")
    }
}
class Student extends Person{}
Person.say()        // Static
Student.say()       // Static
var you = new Person("you",23);
you.say()           // TypeError: liming.say is not a function

可以看到，在实例上调用的时候会直接报错。

在子类中可以通过 super 来调用父类，根据调用位置的不同，行为也不同。在 constructor 中调用，相当于调用父类的 constructor 方法，而在普通方法里面调用则相当与调用父类本身。

class Person {
    constructor(name,age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    sayHello(){
        console.log(`My name is ${this.name},i"m ${this.age} years old`)
    }
}
class Student extends Person{
    constructor(name,age,cla){
        super(name,age);        // 必须在子类调用 this 前执行，调用了父类的 constructor
        this.class = cla;       
    }
    sayHello(){
        super.sayHello;         // 调用父类方法
        console.log("Student say")
    }
}
var liming = new Student("liming",23,7);
liming.say()        // My name is liming,i"m 23 years old.
 Student say.

至此，我们可以看到：在 ES6 发布以后，JavaScript 中实现继承有了一个标准的方法。虽然它们只是语法糖，背后的本质还是通过原型链以及构造函数实现的，不过在写法上更易于我们理解而且也更加清晰。

参考：

JavaScript继承方式详解

JavaScript 原型系统的变迁，以及 ES6 class