深入理解javascript原型鏈和繼承

更新時間：2014年09月23日 15:33:52 投稿：hebedich

這篇文章主要介紹了javascript原型鏈和繼承的概念，以及使用原型鏈實現(xiàn)繼承、經(jīng)典繼承、組合式繼承、寄生組合式繼承。非常實用，是篇非常不錯的文章，這里推薦給大家。

在上一篇文章中，介紹了原型的概念，了解到在javascript中構(gòu)造函數(shù)、原型對象、實例三個好基友之間的關(guān)系：每一個構(gòu)造函數(shù)都有一個“守護神”——原型對象，原型對象心里面也存著一個構(gòu)造函數(shù)的“位置”，兩情相悅，而實例呢卻又“暗戀”著原型對象，她也在心里留存了一個原型對象的位置。

javascript本身不是面向?qū)ο蟮恼Z言，而是基于對象的語言，對于習(xí)慣了其他OO語言的人來說，起初有些不適應(yīng)，因為在這里沒有“類”的概念，或者說“類”和“實例”不區(qū)分，更不要指望有“父類”、“子類”之分了。那么，javascript中這一堆對象這么聯(lián)系起來呢？
幸運的是，javascript在設(shè)計之初就提供了“繼承”的實現(xiàn)方式，在認(rèn)識“繼承”之前，我們現(xiàn)在先來了解下原型鏈的概念。

原型鏈

我們知道原型都有一個指向構(gòu)造函數(shù)的指針，假如我們讓SubClass原型對象等于另一個類型的實例new SuperClass()會怎么樣？此時，SubClass原型對象包含一個指向SuperClass原型的指針，SuperClass原型中也包含一個指向SuperClass構(gòu)造函數(shù)的指針。。。這樣層層遞進下去，就形成了一個原型鏈。

具體代碼如下：

  function SuperClass(){
    this.name = "women"
  }
  SuperClass.prototype.sayWhat = function(){
    return this.name + ":i`m a girl!";
  }
  function SubClass(){
    this.subname = "your sister";
  }
  SubClass.prototype = new SuperClass();
  SubClass.prototype.subSayWhat = function(){
    return this.subname + ":i`m a beautiful girl";
  }
  var sub = new SubClass();
  console.log(sub.sayWhat());//women:i`m a girl!

使用原型鏈實現(xiàn)繼承

通過上面的代碼中可以看出SubClass繼承了SuperClass的屬性和方法，這個繼承的實現(xiàn)是通過將SuperClass的實例賦值給SubClass的原型對象，這樣SubClass的原型對象就被SuperClass的一個實例覆蓋掉了，擁有了它的全部屬性和方法，同時還擁有一個指向SuperClass原型對象的指針。

在使用原型鏈實現(xiàn)繼承時有一些需要我們注意的地方：

注意繼承后constructor的變化。此處sub的constructor指向的是SuperClass，因為SubClass的原型指向了SuperClass的原型。在了解原型鏈時，不要忽略掉在末端還有默認(rèn)的Object對象，這也是我們能在所有對象中使用toString等對象內(nèi)置方法的原因。

通過原型鏈實現(xiàn)繼承時，不能使用字面量定義原型方法，因為這樣會重寫原型對象（在上一篇文章中也介紹過）：

  function SuperClass(){
    this.name = "women"
  }
  SuperClass.prototype.sayWhat = function(){
    return this.name + ":i`m a girl!";
  }
  function SubClass(){
    this.subname = "your sister";
  }
  SubClass.prototype = new SuperClass();
  SubClass.prototype = {//此處原型對象被覆蓋，因為無法繼承SuperClass屬性和方法
    subSayWhat:function(){
      return this.subname + ":i`m a beautiful girl";
    }
  }
  var sub = new SubClass();
  console.log(sub.sayWhat());//TypeError: undefined is not a function

實例共享的問題。在前面講解原型和構(gòu)造函數(shù)時，我們曾經(jīng)介紹過包含引用類型屬性的原型會被所有的實例共享，同樣，我們繼承而來的原型中也會共享“父類”原型中引用類型的屬性，當(dāng)我們通過原型繼承修改了“父類”的引用類型屬性后，其他所有繼承自該原型的實例都會受到影響，這不僅浪費了資源，也是我們不愿看到的現(xiàn)象：

  function SuperClass(){
    this.name = "women";
    this.bra = ["a","b"];
  }
  function SubClass(){
    this.subname = "your sister";
  }
  SubClass.prototype = new SuperClass();
  var sub1 = new SubClass();
  sub1.name = "man";
  sub1.bra.push("c");
  console.log(sub1.name);//man
  console.log(sub1.bra);//["a","b","c"]
  var sub2 = new SubClass();
  console.log(sub1.name);//woman
  console.log(sub2.bra);//["a","b","c"]

注意：此處在數(shù)組中添加一個元素，所有繼承自SuperClass的實例都會受到影響，但是如果修改name屬性則不會影響到其他的實例，這是因為數(shù)組為引用類型，而name為基本類型。
如何解決實例共享的問題呢？我們接著往下看...

經(jīng)典繼承（constructor stealing）

正如我們介紹過很少單獨使用原型定義對象一樣，在實際開發(fā)中我們也很少單獨使用原型鏈，為了解決引用類型的共享問題，javascript開發(fā)者們引入了經(jīng)典繼承的模式（也有人稱為借用構(gòu)造函數(shù)繼承），它的實現(xiàn)很簡單就是在子類型構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用超類型的構(gòu)造函數(shù)。我們需要借助javascript提供的call()或者apply()函數(shù)，我們看下示例：

function SuperClass() {
  this.name = "women";
  this.bra = ["a", "b"];
}
function SubClass() {
  this.subname = "your sister";
  //將SuperClass的作用域賦予當(dāng)前構(gòu)造函數(shù)，實現(xiàn)繼承
  SuperClass.call(this);
}

var sub1 = new SubClass();
sub1.bra.push("c");
console.log(sub1.bra);//["a","b","c"]
var sub2 = new SubClass();
console.log(sub2.bra);//["a","b"]

SuperClass.call(this);這一句話的意思是在SubClass的實例（上下文）環(huán)境中調(diào)用了SuperClass構(gòu)造函數(shù)的初始化工作，這樣每一個實例就會有自己的一份bra屬性的副本了，互不產(chǎn)生影響了。
但是，這樣的實現(xiàn)方式仍不是完美的，既然引入了構(gòu)造函數(shù)，那么同樣我們也面臨著上篇中講到的構(gòu)造函數(shù)存在的問題：如果在構(gòu)造函數(shù)中有方法的定義，那么對于沒一個實例都存在一份單獨的Function引用，我們的目的其實是想共用這個方法，而且我們在超類型原型中定義的方法，在子類型實例中是無法調(diào)用到的：

  function SuperClass() {
    this.name = "women";
    this.bra = ["a", "b"];
  }
  SuperClass.prototype.sayWhat = function(){
    console.log("hello");
  }
  function SubClass() {
    this.subname = "your sister";
    SuperClass.call(this);
  }  
  var sub1 = new SubClass();
  console.log(sub1.sayWhat());//TypeError: undefined is not a function

如果你看過上篇文章關(guān)于原型對象和構(gòu)造函數(shù)的，想必你已經(jīng)知道解決這個問題的答案了，那就是沿用上篇的套路，使用“組合拳”！

組合式繼承

組合式繼承就是結(jié)合原型鏈和構(gòu)造函數(shù)的優(yōu)勢，發(fā)出各自特長，組合起來實現(xiàn)繼承的一種方式，簡單來說就是使用原型鏈繼承屬性和方法，使用借用構(gòu)造函數(shù)來實現(xiàn)實例屬性的繼承，這樣既解決了實例屬性共享的問題，也讓超類型的屬性和方法得到繼承：

  function SuperClass() {
    this.name = "women";
    this.bra = ["a", "b"];
  }
  SuperClass.prototype.sayWhat = function(){
    console.log("hello");
  }
  function SubClass() {
    this.subname = "your sister";
    SuperClass.call(this);       //第二次調(diào)用SuperClass
  }
  SubClass.prototype = new SuperClass(); //第一次調(diào)用SuperClass
  var sub1 = new SubClass();
  console.log(sub1.sayWhat());//hello

組合繼承的方式也是實際開發(fā)中我們最常用的實現(xiàn)繼承的方式，到此已經(jīng)可以滿足你實際開發(fā)的需求了，但是人對完美的追求是無止境的，那么，必然會有人對這個模式“吹毛求疵”了：你這個模式調(diào)用了兩次超類型的構(gòu)造函數(shù)耶！兩次耶。。。你造嗎，這放大一百倍是多大的性能損失嗎？
最有力的反駁莫過于拿出解決方案，好在開發(fā)者找到了解決這個問題的最優(yōu)方案：

寄生組合式繼承

在介紹這個繼承方式前，我們先了解下寄生構(gòu)造函數(shù)的概念，寄生構(gòu)造函數(shù)類似于前面提到的工廠模式，它的思想是定義一個公共函數(shù)，這個函數(shù)專門用來處理對象的創(chuàng)建，創(chuàng)建完成后返回這個對象，這個函數(shù)很像構(gòu)造函數(shù)，但構(gòu)造函數(shù)是沒有返回值的：

function Gf(name,bra){
  var obj = new Object();
  obj.name = name;
  obj.bra = bra;
  obj.sayWhat = function(){
    console.log(this.name);
  }
  return obj;
}

var gf1 = new Gf("bingbing","c++");
console.log(gf1.sayWhat());//bingbing

寄生式繼承的實現(xiàn)和寄生式構(gòu)造函數(shù)類似，創(chuàng)建一個不依賴于具體類型的“工廠”函數(shù)，專門來處理對象的繼承過程，然后返回繼承后的對象實例，幸運的是這個不需要我們自己實現(xiàn)，道哥（道格拉斯）早已為我們提供了一種實現(xiàn)方式：

function object(obj) {
  function F() {}
  F.prototype = obj;
  return new F();
}
var superClass = {
  name:"bingbing",
  bra:"c++"
}
var subClass = object(superClass);
console.log(subClass.name);//bingbing

在公共函數(shù)中提供了一個簡單的構(gòu)造函數(shù)，然后將傳進來對象的實例賦予構(gòu)造函數(shù)的原型對象，最后返回該構(gòu)造函數(shù)的實例，很簡單，但療效很好，不是嗎？這個方式被后人稱為“原型式繼承”，而寄生式繼承正是在原型式基礎(chǔ)上，通過增強對象的自定義屬性實現(xiàn)的：

function buildObj(obj){
  var o = object(obj);
  o.sayWhat = function(){
    console.log("hello");
  }
  return o;
}
var superClass = {
  name:"bingbing",
  bra:"c++"
}
var gf = buildObj(superClass);
gf.sayWhat();//hello

寄生式繼承方式同樣面臨著原型中函數(shù)復(fù)用的問題，于是，人們又開始拼起了積木，誕生了——寄生組合式繼承，目的是解決在指定子類型原型時調(diào)用父類型構(gòu)造函數(shù)的問題，同時，達到函數(shù)的最大化復(fù)用?；谝陨匣A(chǔ)實現(xiàn)方式如下：

//參數(shù)為兩個構(gòu)造函數(shù)
function inheritObj(sub,sup){
  //實現(xiàn)實例繼承，獲取超類型的一個副本
  var proto = object(sup.prototype);
  //重新指定proto實例的constructor屬性
  proto.constructor = sub;
  //將創(chuàng)建的對象賦值給子類型的原型
  sub.prototype = proto;
}
function SuperClass() {
  this.name = "women";
  this.bra = ["a", "b"];
}
SuperClass.prototype.sayWhat = function() {
  console.log("hello");
}

function SubClass() {
  this.subname = "your sister";
  SuperClass.call(this);
}
inheritObj(SubClass,SuperClass);
var sub1 = new SubClass();
console.log(sub1.sayWhat()); //hello

這個實現(xiàn)方式避免了超類型的兩次調(diào)用，而且也省掉了SubClass.prototype上不必要的屬性，同時還保持了原型鏈，到此真正的結(jié)束了繼承之旅，這個實現(xiàn)方式也成為了最理想的繼承實現(xiàn)方式！人們對于javascript的繼承的爭議還在繼續(xù)，有人提倡OO，有人反對在javascript做多余的努力去實現(xiàn)OO的特性，管他呢，至少又深入了解了些！

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