JavaScript - 繼承和類

JavaScript - 繼承和類

在這一篇中,我要聊聊 JavaScript 中的繼承和“類”。

首先跟你請教下,到底為啥要使用繼承和類呢?

在“面向對象”的編程領域里,好像需要一個“對象”的時候,就聲明這個對象的 class,然后實例化這個 class 來得到一個對象。這種做法貌似隨著面向對象的編程語言的廣泛使用,成了“標準”似的。在 Java、C# 這樣的編程語言中,和繼承以及類相關的有很多的概念,形成了一個龐大、復雜的體系。但是至少我在了解這些的時候沒有思考過,到底是因為什么導致我們需要這些東西呢?或者說,使用繼承和類,是為了解決怎樣的根本性的問題呢?

(當然,有些問題由于提問者本身認知的局限性,可能本就不是值得回答的_

有一種說法,是我在學習 JavaScript 的過程中了解到的,說是繼承這個東西本意是為了“代碼復用”。我目前是比較認同這種看法,不過沒有了解到更多的經典說法,所以沒有更多的比較。或許從 Java 程序員的你這里,我可以學到更多,甚至在這個問題的看法上,我會有很大的改變也說不定。不過,限于目前的認知情況,我就繼續按這個思路聊啦。

創建一個抽象的類,將具體的屬性、方法綁定到這個類上,然后實例化得到的該類型的對象就擁有了這些屬性、方法。嗯,的確是很自然的。其中有個細節,我特意說下,可能并不重要。就是,同一類的不同對象,方法是相同的,只是屬性值可能不同。因為屬性值可以看做是對象攜帶的數據,對于不同的對象而言是不同的,如果完全相同,或許就沒有必要創建兩個對象了不是(當然對于特殊的,如常量,就不是如此了)。這個體現在 JavaScript 中的話,應該是下面這個樣子:

function Person(name) {
    this.name = name;
}

Person.prototype.getName = function () {
    return this.name;
};

而不能是:

function Person(name) {
    this.name = name;
    this.getName = function () {
        return this.name;
    };
}

原因就在于,后面的這種方式下,每個以 new Person('xxx') 這種方式創建的對象,都有自己的 getName() 方法,而不是相同的方法。從對象屬性的這個角度來解釋,就是前一種方式下,新創建的對象并沒有名稱為 getName 的屬性,而后一種有。但是前一種也能夠使用到這個方法,是因為得到的對象“繼承”到了這個方法。下面就引出 JavaScript 中的繼承了。

JavaScript 中的繼承

JavaScript 中的繼承基于原型(prototype)的。JavaScript 中沒有“類”的存在,繼承是指一個對象從另一個對象那里繼承。由于可以一級級地繼承下去,所以會產生一個繼承鏈。于是,在試圖獲取一個對象的屬性時,如果這個對象本身沒有定義,則會到它的原型對象那里去找找,再沒有的話就繼續往上一級的原型對象里查找,直到找到或達到最頂級的原型對象(具體是什么我不了解,就不亂說了)那里。另外,當前對象中定義了的屬性,會“覆蓋”從原型對象那里繼承的屬性。這一點不難理解,因為在當前對象找到了就不會往上查找了嘛。不過由于 JavaScript 是動態語言,執行過程中可能會刪除對象的屬性,這個時候從原型對象中繼承的屬性就又會暴露出來了。這種“鏈”的機制,和作用域鏈有點類似,在函數中,一個變量名稱在當前函數作用域下找不到的時候,就會往上一級查找,而如果在當前函數作用域中有定義,則會覆蓋上級中的同名變量。

最清晰不過的話,應該給一張圖,我該用心畫一張,不過想想,還是推薦去看看書里的圖吧。

再次強調下,我理解的 JavaScript 中的繼承,就是一個對象到另一個對象,沒有類參與其中。

這種“原型”方式的繼承,應該是比較直觀和易理解的,不說更多了。

JavaScript 中的“類”

然而,JavaScript 這門擁有各種特性的語言里,還就是有“類”的身影。像上面的第一個例子里,會涉及到幾個詞:構造函數(constructor)、原型對象(prototype)、實例對象(instance)。對,實際上沒有類,但是這些東西整體的作用,給人一種定義了一個叫做“Person”的類的錯覺。

具體來說下上面的第一個例子。

首先說 Person,它是一個首先是一個函數,這很明顯。只有被以 new Person(...) 這種方式使用時,我們才可以說它是一個構造函數。為什么呢?因為這種方式通常情況下會返回一個新的實例對象,是誰的實例呢?不是這個構造函數的,而是這個構造函數所參與構造的這個看不到的,但是貌似存在的“類”。這么說是不是很難讓人明白?

函數作為構造函數被使用是,它的 prototype 屬性是有特殊的用途。在這種情況下,這個屬性所指向的對象,會被作為得到的實例對象的原型對象使用。也就是說,通過構造函數的 prototype 屬性來連接實例對象和它的原型對象,不過實際對于一個已經存在的對象來說,并不需要這個構造函數來持續維系這種關聯關系。對象可以直接找到它的原型對象(如果有的話),有的運行環境下還提供了一些特殊的屬性、方法來做這些事情,這個推薦大家看相關資料,我就不亂說了。

原型對象其實還可以通過 constructor 屬性來關聯對應的構造函數,不過這對于繼承這件事情來說并不是必須,而且很多時候甚至沒有這種屬性,例如上面的例子中如果是以明確的對象來給出原型對象的話:

Person.prototype = {
    getName: function () {
        return this.name;
    }
};

這個直接聲明的對象顯然沒有 constructor 屬性,所以最上面的例子中,其實隱含著一個已經有的原型對象(Person.prototype),只不過是向這個原型對象中設置了新的屬性而已。然而這里的用法就是給 Personprototype 屬性指定了新的對象了,所以還是不同的。

另外,JavaScript 中可以用 obj instanceof class 來判斷一個對象是否為“類”(當然這里的 class 其實是構造函數)的實例。仔細研究下這個 instanceof 還是會有些收獲的,這里推薦去看下相關資料(在 MDN 搜索下吧)。

綜上,構造函數、原型對象,再加上使用 new Constructor(...) 這種方式來獲得實例對象,一起構造了一個“偽類”的機制,使得初次看到這個的 Java 程序員們可能因為熟悉而掉進了這個“坑”里。

有一點需要注意,在最上面的例子中,雖然看起來定義了一個類,但如果使用方式不當,還是會有問題的,例如:

var me = Person('luobo');
me.getName(); // 報錯!

這里之所以會報錯,是因為沒有用 new Person('luobo') 這種形式來創建對象。因為 Person 只是一個普通函數,如果沒有以 new ... 的方式來使用的,就是一個普通的函數調用而已。特別地,因為在 Person 中這樣寫著:

this.name = name;

此時,由于 this 并沒有指定為特定的對象,所以可能會被設置為全局對象(瀏覽器下面的 window 對象),因而可能成了給全局對象添加屬性!

這一切并不會因為“顯式”地給函數名稱首字母大寫,并“顯式”操作了函數的 prototype 屬性而有所不同。如果想避免這種情況,防止構造函數使用時忘了加 new 出現問題,可以這樣:

function Person(name) {
    if (!(this instanceof Person) {
        return new Person(name);
    }
    this.name = name;
}

還可以將真正的構造函數另外定義,例如:

function Person(name) {
    return new Person.init(name);
}

Person.init = function (name) {
    this.name = name;
};

jQuery 使用的是類似這種方式,另外還將 jQuery.prototype 暴露為 jQuery.fn,以方便對原型對象進行操作(例如插件擴展時就可以:$.fn.pluginName = ...):

var jQuery = function( selector, context ) {
    return new jQuery.fn.init( selector, context );
};

jQuery.fn = jQuery.prototype = { /* ... */ }

var init = jQuery.fn.init = function( selector, context ) { /* ... */ }

init.prototype = jQuery.fn;

上面是從 jQuery 源碼中摘出來的一部分。

回到最初

盡管在 JavaScript 中有這種模仿類的機制,而且也在實踐中被使用著。但如果只是為了解決“代碼復用”的問題,這并不是唯一的方法,也不見得是最好的。在一些書中會有更多、更詳盡的討論,感興趣可以找來看看。我想關于這個問題,主要還是由于“函數”在 JavaScript 中的特殊地位造成的,從復用方法這個角度來說,任何方法基本上都可以被復用,甚至根本不需要借助“繼承”來實現。例如:

function foo(name) {
    // 獲得除 name 外其他在函數調用時傳入的參數
    // 例如 foo('luobo', 1, 'abc') ==> otherArgs: [1, 'abc']
    // 由于 arguments 并非數組對象,沒有截取部分元素的方法,
    // 這里借助數組對象的 slice 方法來實現
    var otherArgs = [].slice.call(arguments, 1);
    // ...
}

好了,就寫到這吧。

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