摘要：下面是用實現(xiàn)轉(zhuǎn)成抽象語法樹如下還支持繼承以下是轉(zhuǎn)換結(jié)果最終的結(jié)果還是代碼，其中包含庫中的一些函數(shù)?？梢允褂眯碌囊子谑褂玫念惗x，但是它仍然會創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)和分配原型。

這是專門探索 JavaScript 及其所構(gòu)建的組件的系列文章的第 15 篇。

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現(xiàn)在構(gòu)建任何類型的軟件項目最流行的方法這是使用類。在這篇文章中，探討用 JavaScript 實現(xiàn)類的不同方法，以及如何構(gòu)建類的結(jié)構(gòu)。首先從深入研究原型工作原理，并分析在流行庫中模擬基于類的繼承的方法。 接下來是講如何將新的語法轉(zhuǎn)制為瀏覽器識別的語法，以及在 Babel 和 TypeScript 中使用它來引入ECMAScript 2015類的支持。最后，將以一些在 V8 中如何本機實現(xiàn)類的示例來結(jié)束本文。

在 JavaScript 中，沒有基本類型，創(chuàng)建的所有東西都是對象。例如，創(chuàng)建一個新字符串:

const name = "SessionStack";

接著在新創(chuàng)建的對象上調(diào)用不同的方法:

console.log(a.repeat(2)); // SessionStackSessionStack
console.log(a.toLowerCase()); // sessionstack

與其他語言不同，在 JavaScript 中，字符串或數(shù)字的聲明會自動創(chuàng)建一個封裝值的對象，并提供不同的方法，甚至可以在基本類型上執(zhí)行這些方法。

另一個有趣的事實是，數(shù)組等復雜類型也是對象。如果檢查數(shù)組實例的類型，你將看到它是一個對象。列表中每個元素的索引只是對象中的屬性。當通過數(shù)組中的索引訪問一個元素時，實際上是訪問了數(shù)組對象的一個 key 值，并得到 key 對應的值。從數(shù)據(jù)的存儲方式看時，這兩個定義是相同的:

let names = [“SessionStack”];

let names = {
  “0”: “SessionStack”,
  “l(fā)ength”: 1
}

因此，訪問數(shù)組中的元素和對象的屬性耗時是相同的。我(本文作者)通過多次的努力才發(fā)現(xiàn)這一點的。就是不久，我(本文作者)不得不對項目中的一段關(guān)鍵代碼進行大規(guī)模優(yōu)化。在嘗試了所有簡單的可選項之后，最后用數(shù)組替換了項目中使用的所有對象。理論上，訪問數(shù)組中的元素比訪問哈希映射中的鍵要快且對性能沒有任何影響。在 JavaScript中，這兩種操作都是作為訪問哈希映射中的鍵來實現(xiàn)的，并且花費相同的時間。

一般的想到對象時，首先想到的是類。我們大都習慣于根據(jù)類及其之間的關(guān)系來構(gòu)建應用程序。盡管 JavaScript 中的對象無處不在，但該語言并不使用傳統(tǒng)的基于類的繼承，相反，它依賴于原型來實現(xiàn)。

在 JavaScript 中，每個對象通過原型連接著另一個對象。當嘗試訪問對象上的屬性或方法時，首先從對象本身開始查找，如果沒有找到任何內(nèi)容，則在對象的原型中繼續(xù)查找。

從一個簡單的例子開始:

function Component(content) {
  this.content = content;
}

Component.prototype.render = function() {
    console.log(this.content);
}

在 Component 的原型上添加 render 方法，因為希望 Component 的每個實例都能有 render 方法。Component 任何實例調(diào)用此方法時，首先將在實例本身中執(zhí)行查找，如果沒有，接著從它的原型中執(zhí)行查找。

接著引入一個新的子類：

function InputField(value) {
    this.content = ``;
}

如果想要 InputField 繼承 Component 并能夠調(diào)用它的 render 方法，就需要更改它的原型。當對子類的實例調(diào)用 render 方法時，不希望在它的空原型中查找，而應該從從 Component 上的原型查找：

InputField.prototype = Object.create(new Component());

通過這種方式，就可以在 Component 的原型中找到 render 方法。為了實現(xiàn)繼承，需要將 InputField 的原型連接到 Component 的實例上，大多數(shù)庫都使用 Object.setPrototypeOf 方法來實現(xiàn)這一點。

然而，這不是唯一一件事要做的，每次繼承一個類，需要:

將子類的原型指向父類的實例。

在子類構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用的父構(gòu)造函數(shù)，完成父構(gòu)造函數(shù)中的初始化邏輯。

如上所述，如果希望繼承基類的的所有特性，那么每次都需要執(zhí)行這個復雜的邏輯。當創(chuàng)建多個類時，將邏輯封裝在可重用函數(shù)中是有意義的。這就是開發(fā)人員最初解決基于類繼承的方法——通過使用不同的庫來模擬它。

這些解決方案越來越流行，造成了 JS 中明顯缺少了一些類型的現(xiàn)象。這就是為什么在 ECMAScript 2015 的第一個主要版本中引入了類，繼承的新語法。

當 ES6 或 ECMAScript 2015 中的新特性被提出時，JavaScript 開發(fā)人員不能等待所有引擎和瀏覽器都開始支持它們。為實現(xiàn)瀏覽器能夠支持新的特性一個好方法是通過 轉(zhuǎn)換 (Transpiling) ，它允許將 ECMAScript 2015 中編寫的代碼轉(zhuǎn)換成任何瀏覽器都能理解的 JavaScript 代碼，當然也包括使用基于類的繼承編寫類的轉(zhuǎn)換功能。

最流行的 JavaScript 編譯器之一就是 Babel，宏觀來說，它分3個階段運行代碼：解析（parsing），轉(zhuǎn)譯（transforming），生成（generation），來看看它是如何轉(zhuǎn)換的：

class Component {
  constructor(content) {
    this.content = content;
  }

  render() {
      console.log(this.content)
  }
}

const component = new Component("SessionStack");
component.render();

以下是 Babel 轉(zhuǎn)換后的樣式：

var Component = function () {
  function Component(content) {
    _classCallCheck(this, Component);
    this.content = content;
  }

  _createClass(Component, [{
    key: "render",
    value: function render() {
      console.log(this.content);
    }
  }]);

  return Component;
}();

如上所見，轉(zhuǎn)換后的代碼就可在任何瀏覽器執(zhí)行了。 此外，還添加了一些功能， 這些是 Babel 標準庫的一部分。

_classCallCheck 和_createClass 作為函數(shù)包含在編譯文件中。

_classCallCheck 函數(shù)的作用在于確保構(gòu)造方法永遠不會作為函數(shù)被調(diào)用，它會評估函數(shù)的上下文是否為 Component 對象的實例，以此確定是否需要拋出異常。

_createClass 用于處理創(chuàng)建對象屬性，函數(shù)支持傳入構(gòu)造函數(shù)與需定義的鍵值對屬性數(shù)組。函數(shù)判斷傳入的參數(shù)（普通方法/靜態(tài)方法）是否為空對應到不同的處理流程上。

為了探究繼承的實現(xiàn)原理，分析繼承的 Component 的 InputField 類。。

class InputField extends Component {
    constructor(value) {
        const content = ``;
        super(content);
    }
}

使用 Babel 處理上述代碼，得到如下代碼：

 var InputField = function (_Component) {
 _inherits(InputField, _Component);

 function InputField(value) {
    _classCallCheck(this, InputField);

    var content = "";
    return _possibleConstructorReturn(this, (InputField.__proto__ || Object.getPrototypeOf(InputField)).call(this, content));
  }

  return InputField;
}(Component);

在本例中， Babel 創(chuàng)建了 _inherits 函數(shù)幫助實現(xiàn)繼承。

以 ES6 轉(zhuǎn) ES5 為例，具體過程：

編寫ES6代碼

babylon 進行解析

解析得到 AST

plugin 用 babel-traverse 對 AST 樹進行遍歷轉(zhuǎn)譯

得到新的 AST樹

用 babel-generator 通過 AST 樹生成 ES5 代碼

AST 包含多個節(jié)點，且每個節(jié)點只有一個父節(jié)點。 在 Babel 中，每個形狀樹的節(jié)點包含可視化類型、位置、在樹中的連接等信息。 有不同類型的節(jié)點，如 string，numbers，null等，還有用于流控制（if）和循環(huán)（for，while）的語句節(jié)點。 并且還有一種特殊類型的節(jié)點用于類。它是基節(jié)點類的一個子節(jié)點，通過添加字段來擴展它，以存儲對基類的引用和作為多帶帶節(jié)點的類的主體。

把下面的代碼片段轉(zhuǎn)換成一個抽象語法樹:

class Component {
  constructor(content) {
    this.content = content;
  }

  render() {
    console.log(this.content)
  }
}

下面是以下代碼片段的抽象語法樹:

Babel 的三個主要處理步驟分別是： 解析(parse)，轉(zhuǎn)換 (transform)，生成 (generate)。

將代碼解析成抽象語法樹（AST），每個js引擎（比如Chrome瀏覽器中的V8引擎）都有自己的AST解析器，而Babel是通過 Babylon 實現(xiàn)的。在解析過程中有兩個階段： 詞法分析 和 語法分析 ，詞法分析階段把字符串形式的代碼轉(zhuǎn)換為 令牌 （tokens）流，令牌類似于AST中節(jié)點；而語法分析階段則會把一個令牌流轉(zhuǎn)換成 AST的形式，同時這個階段會把令牌中的信息轉(zhuǎn)換成AST的表述結(jié)構(gòu)。

在這個階段，Babel接受得到AST并通過babel-traverse對其進行 深度優(yōu)先遍歷，在此過程中對節(jié)點進行添加、更新及移除操作。這部分也是Babel插件介入工作的部分。

將經(jīng)過轉(zhuǎn)換的AST通過babel-generator再轉(zhuǎn)換成js代碼，過程就是 深度優(yōu)先遍歷整個AST，然后構(gòu)建可以表示轉(zhuǎn)換后代碼的字符串。

在上面的示例中，首先生成兩個 MethodDefinition 節(jié)點的代碼，然后生成類主體節(jié)點的代碼，最后生成類聲明節(jié)點的代碼。

另一個利用轉(zhuǎn)換的流行框架是 TypeScript。它引入了一種用于編寫 JavaScript 應用程序的新語法，該語法被轉(zhuǎn)換為任何瀏覽器或引擎都可以執(zhí)行的 EMCAScript 5。下面是用 Typescript 實現(xiàn) Component :

class Component {
    content: string;
    constructor(content: string) {
        this.content = content;
    }
    render() {
        console.log(this.content)
    }
}

轉(zhuǎn)成抽象語法樹如下：

Typescript 還支持繼承：

class InputField extends Component {
    constructor(value: string) {
        const content = ``;
        super(content);
    }
}

以下是轉(zhuǎn)換結(jié)果：

var InputField = /** @class */ (function (_super) {
    __extends(InputField, _super);
    function InputField(value) {
        var _this = this;
        var content = "";
        _this = _super.call(this, content) || this;
        return _this;
    }
    return InputField;
}(Component));

最終的結(jié)果還是 ECMAScript 5 代碼，其中包含 TypeScript 庫中的一些函數(shù)。封 __extends 中的邏輯與在第一節(jié)中討論的邏輯相同。

隨著 Babel 和 TypeScript 被廣泛采用，標準類和基于類的繼承成為了構(gòu)造 JavaScript 應用程序的標準方式，這推動了在瀏覽器中引入對類的原生支持。

2014年，Chrome 引入了對 類的原生支持，這允許在不需要任何庫或轉(zhuǎn)換器的情況下執(zhí)行類聲明語法。

本地實現(xiàn)類的過程就是我們所說的語法糖。這只是一種奇特的語法，它可以編譯成語言中已經(jīng)支持的相同的原語。可以使用新的易于使用的類定義，但是它仍然會創(chuàng)建構(gòu)造函數(shù)和分配原型。

撯著，看看在 V8 中對 ECMAScript 2015 類的本機支持的工作原理。正如在 前一篇文章 中所討論的，首先必須將新語法解析為有效的 JavaScript 代碼并添加到 AST 中，因此，作為類定義的結(jié)果，一個具有ClassLiteral 類型的新節(jié)點被添加到樹中。

這個節(jié)點存儲了一些信息。首先，它將構(gòu)造函數(shù)作為一個多帶帶的函數(shù)保存，還保存類屬性的列表，這些屬性包括 方法、getter、setter、公共字段或私有字段。該節(jié)點還存儲對父類的引用，該類將繼承父類，而父類將再次存儲構(gòu)造函數(shù)、屬性列表和父類。

一旦這個新的類 ClassLiteral 被 轉(zhuǎn)換成代碼，它又被轉(zhuǎn)換成函數(shù)和原型。

原文：

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