深入ES6:解锁 JavaScript 类与继承的高级玩法


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ES5、ES6介绍


文章目录

  • 💯Class
    • 🍟1 类的由来
    • 🍟2 constructor 方法
    • 🍟3 类的实例
    • 🍟4 取值函数(getter)和存值函数(setter)
    • 🍟5 属性表达式
    • 🍟6 Class 表达式
    • 🍟7 注意点
    • 🍟8 静态方法
    • 🍟9 实例属性的新写法
    • 🍟10 静态属性
    • 🍟 11 私有方法和私有属性
      • 🍕11.1 现有的解决方案
      • 🍕11.2 私有属性的提案
      • 🍕11.3 new.target 属性
  • 💯Class extends
    • 🍟1 Object.getPrototypeOf()
    • 🍟2 super 关键字
    • 🍟3 类的 prototype 属性和__proto__属性
      • 🍕3.1 实例的 __proto__ 属性
    • 🍟4 原生构造函数的继承
    • 🍟5 Mixin 模式的实现


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💯Class

🍟1 类的由来

JavaScript 语言中,生成实例对象的传统方法是通过构造函数。下面是一个例子。

function Point(x, y) {this.x = x;this.y = y;
}Point.prototype.toString = function () {return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
};var p = new Point(1, 2);

上面这种写法跟传统的面向对象语言(比如 C++ 和 Java)差异很大,很容易让新学习这门语言的程序员感到困惑。

ES6 提供了更接近传统语言的写法,引入了 Class(类)这个概念,作为对象的模板。通过class关键字,可以定义类。

基本上,ES6 的class可以看作只是一个语法糖,它的绝大部分功能,ES5 都可以做到,新的class写法只是让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法而已。上面的代码用 ES6 的class改写,就是下面这样。

class Point {constructor(x, y) {this.x = x;this.y = y;}toString() {return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';}
}

上面代码定义了一个“类”,可以看到里面有一个constructor方法,这就是构造方法,而this关键字则代表实例对象。也就是说,ES5 的构造函数Point,对应 ES6 的Point类的构造方法。

Point类除了构造方法,还定义了一个toString方法。注意,定义“类”的方法的时候,前面不需要加上function这个关键字,直接把函数定义放进去了就可以了。另外,方法之间不需要逗号分隔,加了会报错。

ES6 的类,完全可以看作构造函数的另一种写法。

class Point {// ...
}typeof Point // "function"
Point === Point.prototype.constructor // true

上面代码表明,类的数据类型就是函数,类本身就指向构造函数。

使用的时候,也是直接对类使用new命令,跟构造函数的用法完全一致。

class Bar {doStuff() {console.log('stuff');}
}var b = new Bar();
b.doStuff() // "stuff"

构造函数的prototype属性,在 ES6 的“类”上面继续存在。事实上,类的所有方法都定义在类的prototype属性上面。

class Point {constructor() {// ...}toString() {// ...}toValue() {// ...}
}// 等同于Point.prototype = {constructor() {},toString() {},toValue() {},
};

在类的实例上面调用方法,其实就是调用原型上的方法。

class B {}
let b = new B();b.constructor === B.prototype.constructor // true

上面代码中,bB类的实例,它的constructor方法就是B类原型的constructor方法。

由于类的方法都定义在prototype对象上面,所以类的新方法可以添加在prototype对象上面。Object.assign方法可以很方便地一次向类添加多个方法。

class Point {constructor(){// ...}
}Object.assign(Point.prototype, {toString(){},toValue(){}
});

prototype对象的constructor属性,直接指向“类”的本身,这与 ES5 的行为是一致的。

Point.prototype.constructor === Point // true

另外,类的内部所有定义的方法,都是不可枚举的(non-enumerable)。

class Point {constructor(x, y) {// ...}toString() {// ...}
}Object.keys(Point.prototype)
// []
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]

上面代码中,toString方法是Point类内部定义的方法,它是不可枚举的。这一点与 ES5 的行为不一致。

var Point = function (x, y) {// ...
};Point.prototype.toString = function() {// ...
};Object.keys(Point.prototype)
// ["toString"]
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]

上面代码采用 ES5 的写法,toString方法就是可枚举的。

🍟2 constructor 方法

constructor方法是类的默认方法,通过new命令生成对象实例时,自动调用该方法。一个类必须有constructor方法,如果没有显式定义,一个空的constructor方法会被默认添加。

class Point {
}// 等同于
class Point {constructor() {}
}

上面代码中,定义了一个空的类Point,JavaScript 引擎会自动为它添加一个空的constructor方法。

constructor方法默认返回实例对象(即this),完全可以指定返回另外一个对象。

class Foo {constructor() {return Object.create(null);}
}new Foo() instanceof Foo
// false

上面代码中,constructor函数返回一个全新的对象,结果导致实例对象不是Foo类的实例。

类必须使用new调用,否则会报错。这是它跟普通构造函数的一个主要区别,后者不用new也可以执行。

class Foo {constructor() {return Object.create(null);}
}Foo()
// TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'

🍟3 类的实例

生成类的实例的写法,与 ES5 完全一样,也是使用new命令。前面说过,如果忘记加上new,像函数那样调用Class,将会报错。

class Point {// ...
}// 报错
var point = Point(2, 3);// 正确
var point = new Point(2, 3);

与 ES5 一样,实例的属性除非显式定义在其本身(即定义在this对象上),否则都是定义在原型上(即定义在class上)。

//定义类
class Point {constructor(x, y) {this.x = x;this.y = y;}toString() {return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';}}var point = new Point(2, 3);point.toString() // (2, 3)point.hasOwnProperty('x') // true
point.hasOwnProperty('y') // true
point.hasOwnProperty('toString') // false
point.__proto__.hasOwnProperty('toString') // true

上面代码中,xy都是实例对象point自身的属性(因为定义在this变量上),所以hasOwnProperty方法返回true,而toString是原型对象的属性(因为定义在Point类上),所以hasOwnProperty方法返回false。这些都与 ES5 的行为保持一致。

与 ES5 一样,类的所有实例共享一个原型对象。

var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);p1.__proto__ === p2.__proto__
//true

上面代码中,p1p2都是Point的实例,它们的原型都是Point.prototype,所以__proto__属性是相等的。

这也意味着,可以通过实例的__proto__属性为“类”添加方法。

__proto__ 并不是语言本身的特性,这是各大厂商具体实现时添加的私有属性,虽然目前很多现代浏览器的 JS 引擎中都提供了这个私有属性,但依旧不建议在生产中使用该属性,避免对环境产生依赖。生产环境中,我们可以使用 Object.getPrototypeOf 方法来获取实例对象的原型,然后再来为原型添加方法/属性。

var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };p1.printName() // "Oops"
p2.printName() // "Oops"var p3 = new Point(4,2);
p3.printName() // "Oops"

上面代码在p1的原型上添加了一个printName方法,由于p1的原型就是p2的原型,因此p2也可以调用这个方法。而且,此后新建的实例p3也可以调用这个方法。这意味着,使用实例的__proto__属性改写原型,必须相当谨慎,不推荐使用,因为这会改变“类”的原始定义,影响到所有实例。

🍟4 取值函数(getter)和存值函数(setter)

与 ES5 一样,在“类”的内部可以使用getset关键字,对某个属性设置存值函数和取值函数,拦截该属性的存取行为。

class MyClass {constructor() {// ...}get prop() {return 'getter';}set prop(value) {console.log('setter: '+value);}
}let inst = new MyClass();inst.prop = 123;
// setter: 123inst.prop
// 'getter'

上面代码中,prop属性有对应的存值函数和取值函数,因此赋值和读取行为都被自定义了。

存值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的。

class CustomHTMLElement {constructor(element) {this.element = element;}get html() {return this.element.innerHTML;}set html(value) {this.element.innerHTML = value;}
}var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(CustomHTMLElement.prototype, "html"
);"get" in descriptor  // true
"set" in descriptor  // true

上面代码中,存值函数和取值函数是定义在html属性的描述对象上面,这与 ES5 完全一致。

🍟5 属性表达式

类的属性名,可以采用表达式。

let methodName = 'getArea';class Square {constructor(length) {// ...}[methodName]() {// ...}
}

上面代码中,Square类的方法名getArea,是从表达式得到的。

🍟6 Class 表达式

与函数一样,类也可以使用表达式的形式定义。

const MyClass = class Me {getClassName() {return Me.name;}
};

上面代码使用表达式定义了一个类。需要注意的是,这个类的名字是Me,但是Me只在 Class 的内部可用,指代当前类。在 Class 外部,这个类只能用MyClass引用。

let inst = new MyClass();
inst.getClassName() // Me
Me.name // ReferenceError: Me is not defined

上面代码表示,Me只在 Class 内部有定义。

如果类的内部没用到的话,可以省略Me,也就是可以写成下面的形式。

const MyClass = class { /* ... */ };

采用 Class 表达式,可以写出立即执行的 Class。

let person = new class {constructor(name) {this.name = name;}sayName() {console.log(this.name);}
}('张三');person.sayName(); // "张三"

上面代码中,person是一个立即执行的类的实例。

🍟7 注意点

(1)严格模式

类和模块的内部,默认就是严格模式,所以不需要使用use strict指定运行模式。只要你的代码写在类或模块之中,就只有严格模式可用。考虑到未来所有的代码,其实都是运行在模块之中,所以 ES6 实际上把整个语言升级到了严格模式。

(2)不存在提升

类不存在变量提升(hoist),这一点与 ES5 完全不同。

new Foo(); // ReferenceError
class Foo {}

上面代码中,Foo类使用在前,定义在后,这样会报错,因为 ES6 不会把类的声明提升到代码头部。这种规定的原因与下文要提到的继承有关,必须保证子类在父类之后定义。

{let Foo = class {};class Bar extends Foo {}
}

上面的代码不会报错,因为Bar继承Foo的时候,Foo已经有定义了。但是,如果存在class的提升,上面代码就会报错,因为class会被提升到代码头部,而let命令是不提升的,所以导致Bar继承Foo的时候,Foo还没有定义。

(3)name 属性

由于本质上,ES6 的类只是 ES5 的构造函数的一层包装,所以函数的许多特性都被Class继承,包括name属性。

class Point {}
Point.name // "Point"

name属性总是返回紧跟在class关键字后面的类名。

(4)Generator 方法

如果某个方法之前加上星号(*),就表示该方法是一个 Generator 函数。

class Foo {constructor(...args) {this.args = args;}* [Symbol.iterator]() {for (let arg of this.args) {yield arg;}}
}for (let x of new Foo('hello', 'world')) {console.log(x);
}
// hello
// world

上面代码中,Foo类的Symbol.iterator方法前有一个星号,表示该方法是一个 Generator 函数。Symbol.iterator方法返回一个Foo类的默认遍历器,for...of循环会自动调用这个遍历器。

(5)this 的指向

类的方法内部如果含有this,它默认指向类的实例。但是,必须非常小心,一旦单独使用该方法,很可能报错。

class Logger {printName(name = 'there') {this.print(`Hello ${name}`);}print(text) {console.log(text);}
}const logger = new Logger();
const { printName } = logger;
printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined

上面代码中,printName方法中的this,默认指向Logger类的实例。但是,如果将这个方法提取出来单独使用,this会指向该方法运行时所在的环境(由于 class 内部是严格模式,所以 this 实际指向的是undefined),从而导致找不到print方法而报错。

一个比较简单的解决方法是,在构造方法中绑定this,这样就不会找不到print方法了。

class Logger {constructor() {this.printName = this.printName.bind(this);}// ...
}

另一种解决方法是使用箭头函数。

class Obj {constructor() {this.getThis = () => this;}
}const myObj = new Obj();
myObj.getThis() === myObj // true

箭头函数内部的this总是指向定义时所在的对象。上面代码中,箭头函数位于构造函数内部,它的定义生效的时候,是在构造函数执行的时候。这时,箭头函数所在的运行环境,肯定是实例对象,所以this会总是指向实例对象。

还有一种解决方法是使用Proxy,获取方法的时候,自动绑定this

function selfish (target) {const cache = new WeakMap();const handler = {get (target, key) {const value = Reflect.get(target, key);if (typeof value !== 'function') {return value;}if (!cache.has(value)) {cache.set(value, value.bind(target));}return cache.get(value);}};const proxy = new Proxy(target, handler);return proxy;
}const logger = selfish(new Logger());

🍟8 静态方法

类相当于实例的原型,所有在类中定义的方法,都会被实例继承。如果在一个方法前,加上static关键字,就表示该方法不会被实例继承,而是直接通过类来调用,这就称为“静态方法”。

class Foo {static classMethod() {return 'hello';}
}Foo.classMethod() // 'hello'var foo = new Foo();
foo.classMethod()
// TypeError: foo.classMethod is not a function

上面代码中,Foo类的classMethod方法前有static关键字,表明该方法是一个静态方法,可以直接在Foo类上调用(Foo.classMethod()),而不是在Foo类的实例上调用。如果在实例上调用静态方法,会抛出一个错误,表示不存在该方法。

注意,如果静态方法包含this关键字,这个this指的是类,而不是实例。

class Foo {static bar() {this.baz();}static baz() {console.log('hello');}baz() {console.log('world');}
}Foo.bar() // hello

上面代码中,静态方法bar调用了this.baz,这里的this指的是Foo类,而不是Foo的实例,等同于调用Foo.baz。另外,从这个例子还可以看出,静态方法可以与非静态方法重名。

父类的静态方法,可以被子类继承。

class Foo {static classMethod() {return 'hello';}
}class Bar extends Foo {
}Bar.classMethod() // 'hello'

上面代码中,父类Foo有一个静态方法,子类Bar可以调用这个方法。

静态方法也是可以从super对象上调用的。

class Foo {static classMethod() {return 'hello';}
}class Bar extends Foo {static classMethod() {return super.classMethod() + ', too';}
}Bar.classMethod() // "hello, too"

🍟9 实例属性的新写法

实例属性除了定义在constructor()方法里面的this上面,也可以定义在类的最顶层。

class IncreasingCounter {constructor() {this._count = 0;}get value() {console.log('Getting the current value!');return this._count;}increment() {this._count++;}
}

上面代码中,实例属性this._count定义在constructor()方法里面。另一种写法是,这个属性也可以定义在类的最顶层,其他都不变。

class IncreasingCounter {_count = 0;get value() {console.log('Getting the current value!');return this._count;}increment() {this._count++;}
}

上面代码中,实例属性_count与取值函数value()increment()方法,处于同一个层级。这时,不需要在实例属性前面加上this

这种新写法的好处是,所有实例对象自身的属性都定义在类的头部,看上去比较整齐,一眼就能看出这个类有哪些实例属性。

class foo {bar = 'hello';baz = 'world';constructor() {// ...}
}

上面的代码,一眼就能看出,foo类有两个实例属性,一目了然。另外,写起来也比较简洁。

🍟10 静态属性

静态属性指的是 Class 本身的属性,即Class.propName,而不是定义在实例对象(this)上的属性。

class Foo {
}Foo.prop = 1;
Foo.prop // 1

上面的写法为Foo类定义了一个静态属性prop

目前,只有这种写法可行,因为 ES6 明确规定,Class 内部只有静态方法,没有静态属性。现在有一个提案提供了类的静态属性,写法是在实例属性的前面,加上static关键字。

class MyClass {static myStaticProp = 42;constructor() {console.log(MyClass.myStaticProp); // 42}
}

这个新写法大大方便了静态属性的表达。

// 老写法
class Foo {// ...
}
Foo.prop = 1;// 新写法
class Foo {static prop = 1;
}

上面代码中,老写法的静态属性定义在类的外部。整个类生成以后,再生成静态属性。这样让人很容易忽略这个静态属性,也不符合相关代码应该放在一起的代码组织原则。另外,新写法是显式声明(declarative),而不是赋值处理,语义更好。

🍟 11 私有方法和私有属性

🍕11.1 现有的解决方案

私有方法和私有属性,是只能在类的内部访问的方法和属性,外部不能访问。这是常见需求,有利于代码的封装,但 ES6 不提供,只能通过变通方法模拟实现。

一种做法是在命名上加以区别。

class Widget {// 公有方法foo (baz) {this._bar(baz);}// 私有方法_bar(baz) {return this.snaf = baz;}// ...
}

上面代码中,_bar方法前面的下划线,表示这是一个只限于内部使用的私有方法。但是,这种命名是不保险的,在类的外部,还是可以调用到这个方法。

另一种方法就是索性将私有方法移出模块,因为模块内部的所有方法都是对外可见的。

class Widget {foo (baz) {bar.call(this, baz);}// ...
}function bar(baz) {return this.snaf = baz;
}

上面代码中,foo是公开方法,内部调用了bar.call(this, baz)。这使得bar实际上成为了当前模块的私有方法。

还有一种方法是利用Symbol值的唯一性,将私有方法的名字命名为一个Symbol值。

const bar = Symbol('bar');
const snaf = Symbol('snaf');export default class myClass{// 公有方法foo(baz) {this[bar](baz);}// 私有方法[bar](baz) {return this[snaf] = baz;}// ...
};

上面代码中,barsnaf都是Symbol值,一般情况下无法获取到它们,因此达到了私有方法和私有属性的效果。但是也不是绝对不行,Reflect.ownKeys()依然可以拿到它们。

const inst = new myClass();Reflect.ownKeys(myClass.prototype)
// [ 'constructor', 'foo', Symbol(bar) ]

上面代码中,Symbol 值的属性名依然可以从类的外部拿到。

🍕11.2 私有属性的提案

目前,有一个提案,为class加了私有属性。方法是在属性名之前,使用#表示。

class IncreasingCounter {#count = 0;get value() {console.log('Getting the current value!');return this.#count;}increment() {this.#count++;}
}

上面代码中,#count就是私有属性,只能在类的内部使用(this.#count)。如果在类的外部使用,就会报错。

const counter = new IncreasingCounter();
counter.#count // 报错
counter.#count = 42 // 报错

上面代码在类的外部,读取私有属性,就会报错。

下面是另一个例子。

class Point {#x;constructor(x = 0) {this.#x = +x;}get x() {return this.#x;}set x(value) {this.#x = +value;}
}

上面代码中,#x就是私有属性,在Point类之外是读取不到这个属性的。由于井号#是属性名的一部分,使用时必须带有#一起使用,所以#xx是两个不同的属性。

之所以要引入一个新的前缀#表示私有属性,而没有采用private关键字,是因为 JavaScript 是一门动态语言,没有类型声明,使用独立的符号似乎是唯一的比较方便可靠的方法,能够准确地区分一种属性是否为私有属性。另外,Ruby 语言使用@表示私有属性,ES6 没有用这个符号而使用#,是因为@已经被留给了 Decorator。

这种写法不仅可以写私有属性,还可以用来写私有方法。

class Foo {#a;#b;constructor(a, b) {this.#a = a;this.#b = b;}#sum() {return #a + #b;}printSum() {console.log(this.#sum());}
}

上面代码中,#sum()就是一个私有方法。

另外,私有属性也可以设置 getter 和 setter 方法。

class Counter {#xValue = 0;constructor() {super();// ...}get #x() { return #xValue; }set #x(value) {this.#xValue = value;}
}

上面代码中,#x是一个私有属性,它的读写都通过get #x()set #x()来完成。

私有属性不限于从this引用,只要是在类的内部,实例也可以引用私有属性。

class Foo {#privateValue = 42;static getPrivateValue(foo) {return foo.#privateValue;}
}Foo.getPrivateValue(new Foo()); // 42

上面代码允许从实例foo上面引用私有属性。

私有属性和私有方法前面,也可以加上static关键字,表示这是一个静态的私有属性或私有方法。

class FakeMath {static PI = 22 / 7;static #totallyRandomNumber = 4;static #computeRandomNumber() {return FakeMath.#totallyRandomNumber;}static random() {console.log('I heard you like random numbers…')return FakeMath.#computeRandomNumber();}
}FakeMath.PI // 3.142857142857143
FakeMath.random()
// I heard you like random numbers…
// 4
FakeMath.#totallyRandomNumber // 报错
FakeMath.#computeRandomNumber() // 报错

上面代码中,#totallyRandomNumber是私有属性,#computeRandomNumber()是私有方法,只能在FakeMath这个类的内部调用,外部调用就会报错。

🍕11.3 new.target 属性

new是从构造函数生成实例对象的命令。ES6 为new命令引入了一个new.target属性,该属性一般用在构造函数之中,返回new命令作用于的那个构造函数。如果构造函数不是通过new命令或Reflect.construct()调用的,new.target会返回undefined,因此这个属性可以用来确定构造函数是怎么调用的。

function Person(name) {if (new.target !== undefined) {this.name = name;} else {throw new Error('必须使用 new 命令生成实例');}
}// 另一种写法
function Person(name) {if (new.target === Person) {this.name = name;} else {throw new Error('必须使用 new 命令生成实例');}
}var person = new Person('张三'); // 正确
var notAPerson = Person.call(person, '张三');  // 报错

上面代码确保构造函数只能通过new命令调用。

Class 内部调用new.target,返回当前 Class。

class Rectangle {constructor(length, width) {console.log(new.target === Rectangle);this.length = length;this.width = width;}
}var obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true

需要注意的是,子类继承父类时,new.target会返回子类。

class Rectangle {constructor(length, width) {console.log(new.target === Rectangle);// ...}
}class Square extends Rectangle {constructor(length, width) {super(length, width);}
}var obj = new Square(3); // 输出 false

上面代码中,new.target会返回子类。

利用这个特点,可以写出不能独立使用、必须继承后才能使用的类。

class Shape {constructor() {if (new.target === Shape) {throw new Error('本类不能实例化');}}
}class Rectangle extends Shape {constructor(length, width) {super();// ...}
}var x = new Shape();  // 报错
var y = new Rectangle(3, 4);  // 正确

上面代码中,Shape类不能被实例化,只能用于继承。

注意,在函数外部,使用new.target会报错。

💯Class extends

Class 可以通过extends关键字实现继承,这比 ES5 的通过修改原型链实现继承,要清晰和方便很多。

class Point {
}class ColorPoint extends Point {
}

上面代码定义了一个ColorPoint类,该类通过extends关键字,继承了Point类的所有属性和方法。但是由于没有部署任何代码,所以这两个类完全一样,等于复制了一个Point类。下面,我们在ColorPoint内部加上代码。

class ColorPoint extends Point {constructor(x, y, color) {super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)this.color = color;}toString() {return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()}
}

上面代码中,constructor方法和toString方法之中,都出现了super关键字,它在这里表示父类的构造函数,用来新建父类的this对象。

子类必须在constructor方法中调用super方法,否则新建实例时会报错。这是因为子类自己的this对象,必须先通过父类的构造函数完成塑造,得到与父类同样的实例属性和方法,然后再对其进行加工,加上子类自己的实例属性和方法。如果不调用super方法,子类就得不到this对象。

class Point { /* ... */ }class ColorPoint extends Point {constructor() {}
}let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

上面代码中,ColorPoint继承了父类Point,但是它的构造函数没有调用super方法,导致新建实例时报错。

ES5 的继承,实质是先创造子类的实例对象this,然后再将父类的方法添加到this上面(Parent.apply(this))。ES6 的继承机制完全不同,实质是先将父类实例对象的属性和方法,加到this上面(所以必须先调用super方法),然后再用子类的构造函数修改this

如果子类没有定义constructor方法,这个方法会被默认添加,代码如下。也就是说,不管有没有显式定义,任何一个子类都有constructor方法。

class ColorPoint extends Point {
}// 等同于
class ColorPoint extends Point {constructor(...args) {super(...args);}
}

另一个需要注意的地方是,在子类的构造函数中,只有调用super之后,才可以使用this关键字,否则会报错。这是因为子类实例的构建,基于父类实例,只有super方法才能调用父类实例。

class Point {constructor(x, y) {this.x = x;this.y = y;}
}class ColorPoint extends Point {constructor(x, y, color) {this.color = color; // ReferenceErrorsuper(x, y);this.color = color; // 正确}
}

上面代码中,子类的constructor方法没有调用super之前,就使用this关键字,结果报错,而放在super方法之后就是正确的。

下面是生成子类实例的代码。

let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true

上面代码中,实例对象cp同时是ColorPointPoint两个类的实例,这与 ES5 的行为完全一致。

最后,父类的静态方法,也会被子类继承。

class A {static hello() {console.log('hello world');}
}class B extends A {
}B.hello()  // hello world

上面代码中,hello()A类的静态方法,B继承A,也继承了A的静态方法。

🍟1 Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true

因此,可以使用这个方法判断,一个类是否继承了另一个类。

🍟2 super 关键字

super这个关键字,既可以当作函数使用,也可以当作对象使用。在这两种情况下,它的用法完全不同。

第一种情况,super作为函数调用时,代表父类的构造函数。ES6 要求,子类的构造函数必须执行一次super函数。

class A {}class B extends A {constructor() {super();}
}

上面代码中,子类B的构造函数之中的super(),代表调用父类的构造函数。这是必须的,否则 JavaScript 引擎会报错。

注意,super虽然代表了父类A的构造函数,但是返回的是子类B的实例,即super内部的this指的是B的实例,因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)

class A {constructor() {console.log(new.target.name);}
}
class B extends A {constructor() {super();}
}
new A() // A
new B() // B

上面代码中,new.target指向当前正在执行的函数。可以看到,在super()执行时,它指向的是子类B的构造函数,而不是父类A的构造函数。也就是说,super()内部的this指向的是B

作为函数时,super()只能用在子类的构造函数之中,用在其他地方就会报错。

class A {}class B extends A {m() {super(); // 报错}
}

上面代码中,super()用在B类的m方法之中,就会造成语法错误。

第二种情况,super作为对象时,在普通方法中,指向父类的原型对象;在静态方法中,指向父类。

class A {p() {return 2;}
}class B extends A {constructor() {super();console.log(super.p()); // 2}
}let b = new B();

上面代码中,子类B当中的super.p(),就是将super当作一个对象使用。这时,super在普通方法之中,指向A.prototype,所以super.p()就相当于A.prototype.p()

这里需要注意,由于super指向父类的原型对象,所以定义在父类实例上的方法或属性,是无法通过super调用的。

class A {constructor() {this.p = 2;}
}class B extends A {get m() {return super.p;}
}let b = new B();
b.m // undefined

上面代码中,p是父类A实例的属性,super.p就引用不到它。

如果属性定义在父类的原型对象上,super就可以取到。

class A {}
A.prototype.x = 2;class B extends A {constructor() {super();console.log(super.x) // 2}
}let b = new B();

上面代码中,属性x是定义在A.prototype上面的,所以super.x可以取到它的值。

ES6 规定,在子类普通方法中通过super调用父类的方法时,方法内部的this指向当前的子类实例。

class A {constructor() {this.x = 1;}print() {console.log(this.x);}
}class B extends A {constructor() {super();this.x = 2;}m() {super.print();}
}let b = new B();
b.m() // 2

上面代码中,super.print()虽然调用的是A.prototype.print(),但是A.prototype.print()内部的this指向子类B的实例,导致输出的是2,而不是1。也就是说,实际上执行的是super.print.call(this)

由于this指向子类实例,所以如果通过super对某个属性赋值,这时super就是this,赋值的属性会变成子类实例的属性。

class A {constructor() {this.x = 1;}
}class B extends A {constructor() {super();this.x = 2;super.x = 3;console.log(super.x); // undefinedconsole.log(this.x); // 3}
}let b = new B();

上面代码中,super.x赋值为3,这时等同于对this.x赋值为3。而当读取super.x的时候,读的是A.prototype.x,所以返回undefined

如果super作为对象,用在静态方法之中,这时super将指向父类,而不是父类的原型对象。

class Parent {static myMethod(msg) {console.log('static', msg);}myMethod(msg) {console.log('instance', msg);}
}class Child extends Parent {static myMethod(msg) {super.myMethod(msg);}myMethod(msg) {super.myMethod(msg);}
}Child.myMethod(1); // static 1var child = new Child();
child.myMethod(2); // instance 2

上面代码中,super在静态方法之中指向父类,在普通方法之中指向父类的原型对象。

另外,在子类的静态方法中通过super调用父类的方法时,方法内部的this指向当前的子类,而不是子类的实例。

class A {constructor() {this.x = 1;}static print() {console.log(this.x);}
}class B extends A {constructor() {super();this.x = 2;}static m() {super.print();}
}B.x = 3;
B.m() // 3

上面代码中,静态方法B.m里面,super.print指向父类的静态方法。这个方法里面的this指向的是B,而不是B的实例。

注意,使用super的时候,必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用,否则会报错。

class A {}class B extends A {constructor() {super();console.log(super); // 报错}
}

上面代码中,console.log(super)当中的super,无法看出是作为函数使用,还是作为对象使用,所以 JavaScript 引擎解析代码的时候就会报错。这时,如果能清晰地表明super的数据类型,就不会报错。

class A {}class B extends A {constructor() {super();console.log(super.valueOf() instanceof B); // true}
}let b = new B();

上面代码中,super.valueOf()表明super是一个对象,因此就不会报错。同时,由于super使得this指向B的实例,所以super.valueOf()返回的是一个B的实例。

最后,由于对象总是继承其他对象的,所以可以在任意一个对象中,使用super关键字。

var obj = {toString() {return "MyObject: " + super.toString();}
};obj.toString(); // MyObject: [object Object]

🍟3 类的 prototype 属性和__proto__属性

大多数浏览器的 ES5 实现之中,每一个对象都有__proto__属性,指向对应的构造函数的prototype属性。Class 作为构造函数的语法糖,同时有prototype属性和__proto__属性,因此同时存在两条继承链。

(1)子类的__proto__属性,表示构造函数的继承,总是指向父类。

(2)子类prototype属性的__proto__属性,表示方法的继承,总是指向父类的prototype属性。

class A {
}class B extends A {
}B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

上面代码中,子类B__proto__属性指向父类A,子类Bprototype属性的__proto__属性指向父类Aprototype属性。

这样的结果是因为,类的继承是按照下面的模式实现的。

class A {
}class B {
}// B 的实例继承 A 的实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);// B 继承 A 的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A);const b = new B();

Object.setPrototypeOf方法的实现。

Object.setPrototypeOf = function (obj, proto) {obj.__proto__ = proto;return obj;
}

因此,就得到了上面的结果。

Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;Object.setPrototypeOf(B, A);
// 等同于
B.__proto__ = A;

这两条继承链,可以这样理解:作为一个对象,子类(B)的原型(__proto__属性)是父类(A);作为一个构造函数,子类(B)的原型对象(prototype属性)是父类的原型对象(prototype属性)的实例。

B.prototype = Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

extends关键字后面可以跟多种类型的值。

class B extends A {
}

上面代码的A,只要是一个有prototype属性的函数,就能被B继承。由于函数都有prototype属性(除了Function.prototype函数),因此A可以是任意函数。

下面,讨论两种情况。第一种,子类继承Object类。

class A extends Object {
}A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下,A其实就是构造函数Object的复制,A的实例就是Object的实例。

第二种情况,不存在任何继承。

class A {
}A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下,A作为一个基类(即不存在任何继承),就是一个普通函数,所以直接继承Function.prototype。但是,A调用后返回一个空对象(即Object实例),所以A.prototype.__proto__指向构造函数(Object)的prototype属性。

🍕3.1 实例的 proto 属性

子类实例的__proto__属性的__proto__属性,指向父类实例的__proto__属性。也就是说,子类的原型的原型,是父类的原型。

var p1 = new Point(2, 3);
var p2 = new ColorPoint(2, 3, 'red');p2.__proto__ === p1.__proto__ // false
p2.__proto__.__proto__ === p1.__proto__ // true

上面代码中,ColorPoint继承了Point,导致前者原型的原型是后者的原型。

因此,通过子类实例的__proto__.__proto__属性,可以修改父类实例的行为。

p2.__proto__.__proto__.printName = function () {console.log('Ha');
};p1.printName() // "Ha"

上面代码在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法,结果影响到了Point的实例p1

🍟4 原生构造函数的继承

原生构造函数是指语言内置的构造函数,通常用来生成数据结构。ECMAScript 的原生构造函数大致有下面这些。

  • Boolean()
  • Number()
  • String()
  • Array()
  • Date()
  • Function()
  • RegExp()
  • Error()
  • Object()

以前,这些原生构造函数是无法继承的,比如,不能自己定义一个Array的子类。

function MyArray() {Array.apply(this, arguments);
}MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {constructor: {value: MyArray,writable: true,configurable: true,enumerable: true}
});

上面代码定义了一个继承 Array 的MyArray类。但是,这个类的行为与Array完全不一致。

var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length  // 0colors.length = 0;
colors[0]  // "red"

之所以会发生这种情况,是因为子类无法获得原生构造函数的内部属性,通过Array.apply()或者分配给原型对象都不行。原生构造函数会忽略apply方法传入的this,也就是说,原生构造函数的this无法绑定,导致拿不到内部属性。

ES5 是先新建子类的实例对象this,再将父类的属性添加到子类上,由于父类的内部属性无法获取,导致无法继承原生的构造函数。比如,Array构造函数有一个内部属性[[DefineOwnProperty]],用来定义新属性时,更新length属性,这个内部属性无法在子类获取,导致子类的length属性行为不正常。

下面的例子中,我们想让一个普通对象继承Error对象。

var e = {};Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

上面代码中,我们想通过Error.call(e)这种写法,让普通对象e具有Error对象的实例属性。但是,Error.call()完全忽略传入的第一个参数,而是返回一个新对象,e本身没有任何变化。这证明了Error.call(e)这种写法,无法继承原生构造函数。

ES6 允许继承原生构造函数定义子类,因为 ES6 是先新建父类的实例对象this,然后再用子类的构造函数修饰this,使得父类的所有行为都可以继承。下面是一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array {constructor(...args) {super(...args);}
}var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上面代码定义了一个MyArray类,继承了Array构造函数,因此就可以从MyArray生成数组的实例。这意味着,ES6 可以自定义原生数据结构(比如ArrayString等)的子类,这是 ES5 无法做到的。

上面这个例子也说明,extends关键字不仅可以用来继承类,还可以用来继承原生的构造函数。因此可以在原生数据结构的基础上,定义自己的数据结构。下面就是定义了一个带版本功能的数组。

class VersionedArray extends Array {constructor() {super();this.history = [[]];}commit() {this.history.push(this.slice());}revert() {this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);}
}var x = new VersionedArray();x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.history // [[], [1, 2]]x.revert();
x // [1, 2]

上面代码中,VersionedArray会通过commit方法,将自己的当前状态生成一个版本快照,存入history属性。revert方法用来将数组重置为最新一次保存的版本。除此之外,VersionedArray依然是一个普通数组,所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

下面是一个自定义Error子类的例子,可以用来定制报错时的行为。

class ExtendableError extends Error {constructor(message) {super();this.message = message;this.stack = (new Error()).stack;this.name = this.constructor.name;}
}class MyError extends ExtendableError {constructor(m) {super(m);}
}var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
// Error
//     at MyError.ExtendableError
//     ...

注意,继承Object的子类,有一个行为差异。

class NewObj extends Object{constructor(){super(...arguments);}
}
var o = new NewObj({attr: true});
o.attr === true  // false

上面代码中,NewObj继承了Object,但是无法通过super方法向父类Object传参。这是因为 ES6 改变了Object构造函数的行为,一旦发现Object方法不是通过new Object()这种形式调用,ES6 规定Object构造函数会忽略参数。

🍟5 Mixin 模式的实现

Mixin 指的是多个对象合成一个新的对象,新对象具有各个组成成员的接口。它的最简单实现如下。

const a = {a: 'a'
};
const b = {b: 'b'
};
const c = {...a, ...b}; // {a: 'a', b: 'b'}

上面代码中,c对象是a对象和b对象的合成,具有两者的接口。

下面是一个更完备的实现,将多个类的接口“混入”(mix in)另一个类。

function mix(...mixins) {class Mix {constructor() {for (let mixin of mixins) {copyProperties(this, new mixin()); // 拷贝实例属性}}}for (let mixin of mixins) {copyProperties(Mix, mixin); // 拷贝静态属性copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype); // 拷贝原型属性}return Mix;
}function copyProperties(target, source) {for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {if ( key !== 'constructor'&& key !== 'prototype'&& key !== 'name') {let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);Object.defineProperty(target, key, desc);}}
}

上面代码的mix函数,可以将多个对象合成为一个类。使用的时候,只要继承这个类即可。

class DistributedEdit extends mix(Loggable, Serializable) {// ...
}

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JavaScript: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript

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