上段時間,團隊內部有過好幾次幾次給力的分享,這裡對西風師傅分享的繼承機制稍作整理一下,適當加了寫口語化的描述,留作備案。
澄清在先,Java 和Javascript是雷鋒和雷峰塔的關系。Javascript原名Mocha,當時還叫做LiveScript,創造者是Brendan Eich,現任Mozilla公司首席技術官。
1994年,歷史上第一個比較成熟的網絡浏覽器——Navigator0.9版誕生在網景公司(Netscape),極為轟動。
但是,Navigator0.9只能用來浏覽,不具備與訪問者交互的能力,比如,用戶提交一個數據表單,如果表單為空,浏覽器是無法判斷的,只能直接提交給服務器端,再把空值的錯誤返回,讓用戶重新填寫,這樣顯然是低效率和浪費資源的。
這個時候,對於正處於技術革新最前沿的 Netscape,開發一種實用的客戶端腳本語言來處理這些問題變得必要起來,於是,這個任務落到了工程師Brendan Eich身上。他覺得吧,木必要設計得很復雜,只要能搞定一些簡單操作就夠了,比如判斷用戶有沒有填寫表單。
1994年正是面向對象編程(object-oriented programming)的興盛時代,C++是最流行的語言,而Java語言的1.0版即將於次年推出,Brendan Eich難免受其影響, 他想將Javascript裡面所有的數據類型看做是對象(object),這一點與Java非常相似。但是,他馬上就遇到了一個難題,到底要不要設計”繼承”機制呢?
處理表單驗證這樣簡單功能腳本語言顯然是不需要”繼承”機制的,然而如果Javascript裡面都是對象,就需要有一種辦法來把所有對象聯系起來。最後,Brendan Eich還是設計了”繼承”。只是,他並沒有引入”類”(class)的概念,因為一旦有了”類”,Javascript就是一種完整的面向對象編程語言了,
這好像有點太正式了,與設計初衷也遠了,同時增加了初學者的入門難度。
參照到C++和Java語言都使用new命令來生成實例:
C++這樣寫:
ClassName *object = new ClassName(param);
Java這樣寫:
Foo foo = new Foo();
那麼,也可以把new命令引入了Javascript,用來從原型對象生成一個實例對象。但是,Javascript中沒有”類”的話,怎樣表示原型對象呢?
依然是參照C++和Java使用new命令時,都會調用”類”的構造函數(constructor)。Brendan Eich簡化了設計,在Javascript語言中,new命令後面跟的是構造函數,不再是類。
我們舉個例子來說,現在有一個叫做WD構造函數,表示前端開發(web-developper)對象的原型。
function WD(skill){ this.skill = skill; }
對這個構造函數使用new關鍵字,就會生成一個前端開發對象的實例。
var WD1 = new WD('html'); console.log(WD1.skill); // html
在構造函數中的this關鍵字,它其實代表的是新創建的實例對象。
采用new關鍵字,用構造函數生成實例對象無法共享屬性和方法。
比如,在WD對象的構造函數中,設置一個實例對象的共有屬性skill。
function WD(skill){ this.skill = skill; this.sex = '男'; }
然後,生成兩個實例對象:
var WD1 = new WD('html'); var WD2 = new WD('css');
這兩個對象的skill屬性是獨立的,修改其中一個,不會影響到另一個。
WD1.skill= 'Javascript'; console.log(WD2.skill);//“css”,不受WD1的影響
每一個實例對象,都有自己的屬性和方法的副本。這不僅無法做到數據共享,也是極大的資源浪費。
3、引入prototype屬性
為了實現屬性和方法的共享,Brendan Eich決定為構造函數設置一個prototype屬性。
這個屬性包含一個對象(以下簡稱”prototype對象”),所有實例對象需要共享的屬性和方法,都放在這個對象裡面;那些不需要共享的屬性和方法,就放在構造函數裡面。
實例對象一旦創建,將自動引用prototype對象的屬性和方法。也就是說,實例對象的屬性和方法,分成兩種,一種是本地的,另一種是引用的。
還是以WD構造函數為例,現在用prototype屬性進行改寫:
function WD(skill){ this.skill = skill; } WD.prototype = { sex : '男' }; var WD1 = new WD('html'); var WD2 = new WD('css'); console.log(WD1.sex); // 男 console.log(WD2.sex); // 男
現在,sex屬性放在prototype對象裡,是兩個實例對象共享的。只要修改了prototype對象,就會同時影響到兩個實例對象。
WD.prototype.sex = '女'; console.log(WD1.sex); //女 console.log(WD2.sex); // 女
由於所有的實例對象共享同一個prototype對象,那麼從外界看起來,prototype對象就好像是實例對象的原型,而實例對象則好像”繼承”了prototype對象一樣。這就是Javascript繼承機制的設計思想。
現在有一個”MED”對象的構造函數(MED:Marketing Experience Design,營銷體驗設計)
function MED(){ this.aim = "營銷體驗設計"; }
依然是”WD”對象的構造函數,
function WD(skill,sex){ this.skill = skill; this.sex = sex; }
怎樣才能使”WD”繼承”MED”呢?
最簡單的方法,大概就是使用call或apply方法,將父對象的構造函數綁定在子對象上,也就是在子對象構造函數中加一行:
function WD(skill,sex){ MED.apply(this, arguments); this.skill = skill; this.sex = sex; } var WD1 = new WD("Html","男"); console.log(WD1.aim); // "營銷體驗設計"
我們通常的做法是使用prototype屬性。如果”WD”的prototype對象,指向一個MED的實例,那麼所有”WD”的實例,就能繼承MED了。
WD.prototype = new MED();//我們將WD的prototype對象指向一個MED的實例。 WD.prototype.constructor = WD; var WD1 = new WD("Html","男"); console.log(WD1.aim); // 營銷體驗設計
這句
WD.prototype = new MED();
相當於完全刪除了prototype 對象原先的值,然後賦予一個新值。那麼第二行又是什麼意思呢?
WD.prototype.constructor = WD;
原來,任何一個prototype對象都有一個constructor屬性,指向它的構造函數。也就是說,WD.prototype 這個對象的constructor屬性,是指向WD的。
我們在前一步已經刪除了這個prototype對象原來的值,所以新的prototype對象沒有constructor屬性,需要我們手動加上去,否則後面的”繼承鏈”會出問題。這就是第二行的意思。
注意,這是很重要的一點,編程時務必要遵守,下文都遵循這一點,即如果替換了prototype對象,
o.prototype = {};
那麼,下一步必然是為新的prototype對象加上constructor屬性,並將這個屬性指回原來的構造函數。
o.prototype.constructor = o;
由於MED對象中,不變的屬性都可以直接寫入MED.prototype。所以,我們也可以讓WD()跳過 MED(),直接繼承MED.prototype。
現在,我們先將MED對象改寫:
function MED(){ } MED.prototype.skill = "MED";
然後,將WD的prototype對象指向MED的prototype對象,這樣就完成了繼承。
WD.prototype = MED.prototype; WD.prototype.constructor = WD; var WD1 = new WD("Html","男"); console.log(WD1.skill); // MED
與前一種方法相比,這樣做的優點是效率比較高(不用執行和建立MED的實例了),比較省內存。缺點是 WD.prototype和MED.prototype現在指向了同一個對象,那麼任何對WD.prototype的修改,都會反映到MED.prototype。
所以,上面這一段代碼其實是有問題的。請看第二行
WD.prototype.constructor = WD;
這一句實際上把MED.prototype對象的constructor屬性也改掉了!
console.log(MED.prototype.constructor); // WD
由於”直接繼承prototype”存在上述的缺點,所以可以利用一個空對象作為中介。
var F = function(){}; F.prototype = MED.prototype; WD.prototype = new F(); WD.prototype.constructor = WD;
F是空對象,所以幾乎不占內存。這時,修改WD的prototype對象,就不會影響到MED的prototype對象。
console.log(MED.prototype.constructor); // MED
我們將上面的方法,封裝成一個函數,便於使用。
function extend(Child, Parent) { var F = function(){}; F.prototype = Parent.prototype; Child.prototype = new F(); Child.prototype.constructor = Child; }
使用的時候,方法如下
extend(WD,MED); var WD1 = new WD("Html","男"); console.log(WD1.aim); // 營銷體驗設計
這個extend函數就是YUI庫如何實現繼承的方法。
上面是采用prototype方式來實現繼承。其實既然子對象會擁有父對象的屬性和方法,我們直接采用”拷貝”方法也可以達到效果。簡單說,如果把父對象的所有屬性和方法,拷貝進子對象,不也能夠實現繼承嗎?
首先,還是把MED的所有不變屬性,都放到它的prototype對象上。
function MED(){} MED.prototype.aim = "營銷體驗設計";
然後,再寫一個函數,實現屬性拷貝的目的。
function extendCopy(Child, Parent) { var p = Parent.prototype; var c = Child.prototype; for (var i in p) { c[i] = p[i]; } }
這個函數的作用,就是將父對象的prototype對象中的屬性,一一拷貝給Child對象的prototype對象。
使用的時候,這樣寫:
extendCopy(WD, MED); var WD1 = new WD("Html","男"); console.log(WD1.aim); // 營銷體驗設計
比如,現在有一個對象,叫做”MED”–營銷體驗設計。
var MED = { aim:'營銷體驗設計' }
還有一個對象,叫做”前端開發”。
var WD ={ skill:'html' }
請問怎樣才能讓”前端開發”去繼承”營銷體驗設計”,就是說,我怎樣才能生成一個”營銷體驗設計的前端開發”對象?
這裡要注意,這兩個對象都是普通對象,不是構造函數,無法使用構造函數方法實現”繼承”。
Json格式的發明者Douglas Crockford,提出了一個object()函數,可以做到這一點。
function object(o) { function F() {} F.prototype = o; return new F(); }
這個object()函數,其實只做一件事,就是把子對象的prototype屬性,指向父對象,從而使得子對象與父對象連在一起。
使用的時候,第一步先在父對象的基礎上,生成子對象:
var WD = object(MED);
然後,再加上子對象本身的屬性:
WD.skill = 'html';
這時,子對象已經繼承了父對象的屬性了。
console.log(WD.aim); //營銷體驗設計
除了使用”prototype鏈”以外,還有另一種思路:把父對象的屬性,全部拷貝給子對象,也能實現繼承。
下面這個函數,就是在做拷貝:
function LightCopy(p) { var c = {}; for (var i in p) { c[i] = p[i]; } //c.uber = p; return c; }
使用的時候,這樣寫:
var WD = LightCopy(MED); WD.aim = '前端開發';
但是,這樣的拷貝有一個問題。那就是,如果父對象的屬性等於數組或另一個對象,那麼實際上,子對象獲得的只是一個內存地址,而不是真正拷貝,因此存在父對象被篡改的可能。
請看,現在給MED添加一個”技能”屬性,它的值是一個數組。
MED.skills = ['‘html’','css','Javascript'];
通過LightCopy()函數,WD繼承了MED。
var WD = LightCopy(MED);
然後,我們為WD的”技能”添加一個屬性:
WD.skills.push('teamwork');
發生了什麼事?MED的”技能”也被篡改了!
console.log(WD.skills); //‘html’,'Javascript','css','teamwork' console.log(MED.skills); //‘html’,'Javascript','css','teamwork'
所以,LightCopy()只是拷貝基本類型的數據,我們把這種拷貝叫做”淺拷貝”。這是早期jQuery實現繼承的方式。
所謂”深拷貝”,就是能夠實現真正意義上的數組和對象的拷貝。它的實現並不難,只要遞歸調用”淺拷貝”就行了。
function deepCopy(p, c) { var c = c || {}; for (var i in p) { if (typeof p[i] === 'object') { c[i] = (p[i].constructor === Array) ? [] : {}; deepCopy(p[i], c[i]); } else { c[i] = p[i]; } } return c; }
使用的時候這樣寫:
var WD = deepCopy(MED);
現在,給父對象加一個屬性,值為數組。然後,在子對象上修改這個屬性:
MED.skills = ['‘html’','css','Javascript']; WD.skills.push('teamwork');
這時,父對象就不會受到影響了。
console.log(WD.skills); //‘html’,'css','Javascript','teamwork' console.log(MED.skills); //‘html’,'css','Javascript'
目前,jQuery庫使用的就是這種繼承方法。