詳解Javascript的繼承實(shí)現(xiàn)

go4it 發(fā)布于2019-08-19 17:59 / 3681人閱讀

摘要：它的實(shí)現(xiàn)簡單，思路清晰用對象冒充繼承父類構(gòu)造函數(shù)的屬性，用原型鏈繼承父類對象的方法，滿足我遇到過的所有繼承的場景。解決方式在解決這個問題之前，先想想繼承能幫我們解決什么問題從父類復(fù)用已有的實(shí)例屬性和實(shí)例方法。

我最早掌握的在js中實(shí)現(xiàn)繼承的方法是在w3school學(xué)到的混合原型鏈和對象冒充的方法，在工作中，只要用到繼承的時候，我都是用這個方法實(shí)現(xiàn)。它的實(shí)現(xiàn)簡單，思路清晰：用對象冒充繼承父類構(gòu)造函數(shù)的屬性，用原型鏈繼承父類prototype 對象的方法，滿足我遇到過的所有繼承的場景。正因如此，我從沒想過下次寫繼承的時候，我要換一種方式來寫，直到今天晚上看了三生石上關(guān)于javascript繼承系列的博客（出的很早，現(xiàn)在才看，真有點(diǎn)可惜），才發(fā)現(xiàn)在js里面，繼承機(jī)制也可以寫的如此貼近java這種后端語言的實(shí)現(xiàn)，確實(shí)很妙！所以我想在充分理解他博客的思路下，實(shí)現(xiàn)一個自己今后用得到的一個繼承庫。

1. 混合方式實(shí)現(xiàn)及問題

了解問題之前，先看看它的具體實(shí)現(xiàn)：

//父類構(gòu)造函數(shù)
function Employee(name, salary) {
    //實(shí)例屬性：姓名
    this.name = name;
    //實(shí)例屬性：薪資
    this.salary = salary;
}

//通過字面量對象設(shè)置父類的原型，給父類添加實(shí)例方法
Employee.prototype = {
    //由于此處添加實(shí)例方法時也是通過修改父類原型處理的，
    //所以必須修改父類原型的constructor指向，避免父類實(shí)例的constructor屬性指向Object函數(shù)
    constructor: Employee,
    getName: function () {
        return this.name;
    },
    getSalary: function () {
        return this.salary;
    },
    toString: function () {
        return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
    }
}

//子類構(gòu)造函數(shù)
function Manager(name, salary, percentage) {
    //對象冒充，實(shí)現(xiàn)屬性繼承（name, salary）
    Employee.apply(this, [name, salary]);
    //實(shí)例屬性：提成
    this.percentage = percentage;
}

//將父類的一個實(shí)例設(shè)置為子類的原型，實(shí)現(xiàn)方法繼承
Manager.prototype = new Employee();
//修改子類原型的constructor指向，避免子類實(shí)例的constructor屬性指向父類的構(gòu)造函數(shù)
Manager.prototype.constructor = Manager;
//給子類添加新的實(shí)例方法
Manager.prototype.getSalary = function () {
    return this.salary + this.salary * this.percentage;
}

var e = new Employee("jason", 5000);
var m = new Manager("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.

console.log(m instanceof Manager); //true
console.log(m instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Manager); //false

從結(jié)果上來說，這種繼承實(shí)現(xiàn)方式?jīng)]有問題，Manager的實(shí)例同時繼承到了Employee類的實(shí)例屬性和實(shí)例方法，并且通過instanceOf運(yùn)算的結(jié)果也都正確。但是從代碼組織和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)層面，這種方法還有以下幾個問題：

1）代碼組織不夠優(yōu)雅，繼承實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵部分的邏輯是通用的，都是如下結(jié)構(gòu)：

//將父類的一個實(shí)例設(shè)置為子類的原型，實(shí)現(xiàn)方法繼承
SubClass.prototype = new SuperClass();
//修改子類原型的constructor指向，避免子類實(shí)例的constructor屬性指向父類的構(gòu)造函數(shù)
SubClass.prototype.constructor = SubClass;
//給子類添加新的實(shí)例方法
SubClass.prototype.method1 = function() {
}
SubClass.prototype.method2 = function() {
}
SubClass.prototype.method3 = function() {
}

這段代碼缺乏封裝。另外在添加子類的實(shí)例方法時，不能通過SubClass.prototype = { method1: function() {} }這種方式去設(shè)置，否則就把子類的原型整個又修改了，繼承就無法實(shí)現(xiàn)了，這樣每次都得按SubClass.prototype.method1 = function() {} 的結(jié)構(gòu)去寫，代碼看起來很不連續(xù)。

解決方式：利用模塊化的方式，將通用的邏輯封裝起來，對外提供簡單的接口，只要按照約定的接口調(diào)用，就能夠簡化類的構(gòu)建與類的繼承。具體實(shí)現(xiàn)請看后面的內(nèi)容介紹，暫時只能提供理論的說明。

2）在給子類的原型設(shè)置成父類的實(shí)例時，調(diào)用的是new SuperClass()，這是對父類構(gòu)造函數(shù)的無參調(diào)用，那么就要求父類必須有無參的構(gòu)造函數(shù)?？墒窃趈avascript中，函數(shù)無法重載，所以父類不可能提供多個構(gòu)造函數(shù)，在實(shí)際業(yè)務(wù)中，大部分場景下父類構(gòu)造函數(shù)又不可能沒有參數(shù)，為了在唯一的一個構(gòu)造函數(shù)中模擬函數(shù)重載，只能借助判斷arguments.length來處理。問題就是，有時候很難保證每次寫父類構(gòu)造函數(shù)的時候都會添加arguments.length的判斷邏輯。這樣的話，這個處理方式就是有風(fēng)險(xiǎn)的。要是能把構(gòu)造函數(shù)里的邏輯抽離出來，讓類的構(gòu)造函數(shù)全部是無參函數(shù)的話，這個問題就很好解決了。

解決方式：把父類跟子類的構(gòu)造函數(shù)全部無參化，并且在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)不寫任何邏輯，把構(gòu)造函數(shù)的邏輯都遷移到init這個實(shí)例方法，比如前面給出的Employee和Manager的例子就能改造成下面這個樣子：

//無參無邏輯的父類構(gòu)造函數(shù)
function Employee() {}

Employee.prototype = {
    constructor: Employee,
    //把構(gòu)造邏輯搬到init方法中來
    init: function (name, salary) {
            this.name = name;
            this.salary = salary;
        },
        getName: function () {
            return this.name;
        },
        getSalary: function () {
            return this.salary;
        },
        toString: function () {
            return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
        }
};

//無參無邏輯的子類構(gòu)造函數(shù)
function Manager() {}

Manager.prototype = new Employee();
Manager.prototype.constructor = Manager;
//把構(gòu)造邏輯搬到init方法中來
Manager.prototype.init = function (name, salary, percentage) {
    //借用父類的init方法，實(shí)現(xiàn)屬性繼承（name, salary）
    Employee.prototype.init.apply(this, [name, salary]);
    this.percentage = percentage;
};
Manager.prototype.getSalary = function () {
    return this.salary + this.salary * this.percentage;
};

用init方法來完成構(gòu)造功能，就可以保證在設(shè)置子類原型時（Manager.prototype = new Employee()），父類的實(shí)例化操作一定不會出錯，唯一不好的是在調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)來初始化實(shí)例的時候，必須在調(diào)用構(gòu)造函數(shù)后手動調(diào)用init方法來完成實(shí)際的構(gòu)造邏輯：

var e = new Employee();
e.init("jason", 5000);
var m = new Manager();
m.init("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.

console.log(m instanceof Manager); //true
console.log(m instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Manager); //false

要是能把這個init的邏輯放在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部就好了，可是這樣的話就會違背前面說的構(gòu)造函數(shù)無參無邏輯的原則。換一種方式來考慮，這個原則的目的是為了保證在實(shí)例化父類作為子類原型的時候，調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)不會出錯，那么就可以稍微打破一下這個原則，在類的構(gòu)造函數(shù)里添加少量的并且一定不會有問題的邏輯來解決：

//添加一個全局標(biāo)識initializing，表示是否正在進(jìn)行子類的構(gòu)建和類的繼承
var initializing = false;
//可自動調(diào)用init方法的父類構(gòu)造函數(shù)
function Employee() {
    if (!initializing) {
        this.init.apply(this, arguments);
    }
}

Employee.prototype = {
    constructor: Employee,
    //把構(gòu)造邏輯搬到init方法中來
    init: function (name, salary) {
            this.name = name;
            this.salary = salary;
        },
        getName: function () {
            return this.name;
        },
        getSalary: function () {
            return this.salary;
        },
        toString: function () {
            return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
        }
};

//可自動調(diào)用init方法的子類構(gòu)造函數(shù)
function Manager() {
    if (!initializing) {
        this.init.apply(this, arguments);
    }
}

//表示開始子類的構(gòu)建和類的繼承
initializing = true;
//此時調(diào)用new Emplyee()，并不會調(diào)用Employee.prototype.init方法
Manager.prototype = new Employee();
Manager.prototype.constructor = Manager;
//表示結(jié)束子類的構(gòu)建和類的繼承，之后調(diào)用new Employee或new Manager都會自動調(diào)用init實(shí)例方法
initializing = false;

//把構(gòu)造邏輯搬到init方法中來
Manager.prototype.init = function (name, salary, percentage) {
    //借用父類的init方法，實(shí)現(xiàn)屬性繼承（name, salary）
    Employee.prototype.init.apply(this, [name, salary]);
    this.percentage = percentage;
};
Manager.prototype.getSalary = function () {
    return this.salary + this.salary * this.percentage;
};

調(diào)用結(jié)果仍然和前面的例子一樣。但是這個實(shí)現(xiàn)還有一個小問題，它引入了一個全局變量initializing，要是能把引入這個全局變量就好了，這個其實(shí)很好解決，只要我們把關(guān)于類的構(gòu)建跟繼承，封裝成一個模塊，然后把這個變量放在模塊的內(nèi)部，就沒有問題了。

3）在構(gòu)造子類的時候，是把子類的原型設(shè)置成了父類的一個實(shí)例，這個是不符合語義的，繼承應(yīng)該發(fā)生在類與類之間，而不是類與實(shí)例之間。之所以要用父類的一個實(shí)例來作為子類的原型：

SubClass.prototype = new SuperClass();

完全是因?yàn)楦割惖倪@個實(shí)例，指向父類的原型，而子類的實(shí)例又會指向子類的原型，所以最終子類的實(shí)例就能通過原型鏈訪問到父類原型上的方法。這個做法雖然能實(shí)現(xiàn)實(shí)例方法的繼承，但是它不符合語義，而且它還有一個很大的問題就是會增加原型鏈的長度，導(dǎo)致子類在調(diào)用父類方法時，必須通過原型鏈的查找到父類的方法才行。要是繼承層次較深，會對js的執(zhí)行性能有些影響。

解決方式：在解決這個問題之前，先想想繼承能幫我們解決什么問題：從父類復(fù)用已有的實(shí)例屬性和實(shí)例方法。在javascript面向?qū)ο缶幊讨?，一直有一個原則就是，實(shí)例屬性都寫在構(gòu)造函數(shù)或者實(shí)例方法里面，實(shí)例方法寫在原型上面，也就是說類的原型，按照這個原則來說，就是用來寫實(shí)例方法的，而且是只用來寫實(shí)例方法，那么我們完全可以在構(gòu)建子類時，通過復(fù)制的方式將父類原型的所有方法全部添加到子類的原型上，不一定要把父類的一個實(shí)例設(shè)置成子類的原型，這樣就能將原型鏈的長度大大地縮短，借助一個簡短的copy函數(shù)，我們就能輕松對前面的代碼進(jìn)行改造：

//用來復(fù)制父類原型，由于父類原型上約定只寫實(shí)例方法，所以復(fù)制的時候不必?fù)?dān)心引用的問題
var copy = function (source) {
    var target = {};
    for (var i in source) {
        if (source.hasOwnProperty(i)) {
            target[i] = source[i];
        }
    }
    return target;
}

function Employee() {
    this.init.apply(this, arguments);
}

Employee.prototype = {
    constructor: Employee,
    init: function (name, salary) {
            this.name = name;
            this.salary = salary;
        },
        getName: function () {
            return this.name;
        },
        getSalary: function () {
            return this.salary;
        },
        toString: function () {
            return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
        }
};

function Manager() {
    this.init.apply(this, arguments);
}
//將父類的原型方法復(fù)制到子類的原型上
Manager.prototype = copy(Employee.prototype);
//子類還是需要修改constructor指向，因?yàn)閺母割愒蛷?fù)制出來的對象的constructor還是指向父類的構(gòu)造函數(shù)
Manager.prototype.constructor = Manager;

Manager.prototype.init = function (name, salary, percentage) {
    Employee.prototype.init.apply(this, [name, salary]);
    this.percentage = percentage;
};
Manager.prototype.getSalary = function () {
    return this.salary + this.salary * this.percentage;
};

var e = new Employee("jason", 5000);
var m = new Manager("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.

console.log(m instanceof Manager); //true
console.log(m instanceof Employee); //false
console.log(e instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Manager); //false

這么做了以后，當(dāng)調(diào)用m.toString的時候其實(shí)調(diào)用的是Manager類自身原型上的方法，而不是Employee類的實(shí)例方法，縮短了在原型鏈上查找方法的距離。這個做法在性能上有很大的優(yōu)點(diǎn)，但不好的是通過原型鏈維持的繼承關(guān)系其實(shí)已經(jīng)斷了，子類的原型和子類的實(shí)例都無法再通過js原生的屬性訪問到父類的原型，所以這個調(diào)用console.log(m instanceof Employee)輸出的是false。不過跟性能比起來，這個都可以不算問題：一是instanceOf的運(yùn)算，幾乎在javascript的開發(fā)里面用不到，至少我是沒碰到過；二是通過復(fù)制方式完全能夠把父類的實(shí)例方法繼承下來，這就已經(jīng)達(dá)到了繼承的最大目的。

這個方法還有一個額外的好處是，解決了第2個問題最后提到的引入initializing全局變量的問題，如果是復(fù)制的話，就不需要在構(gòu)建繼承關(guān)系時，去調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)，那么也就沒有必要在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)先判斷initializing才能去調(diào)用init方法，上面的代碼中就已經(jīng)去掉了initializing這個變量的處理。

4）在子類的構(gòu)造函數(shù)和實(shí)例方法內(nèi)如果想要調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)或者方法，顯得比較繁瑣：

function SuperClass() {}

SuperClass.prototype = {
    constructor: SuperClass,
    method1: function () {}
}

function SubClass() {
    //調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)
    SuperClass.apply(this);
}

SubClass.prototype = new SuperClass();
SubClass.prototype.constructor = SubClass;
SubClass.prototype.method1 = function () {
    //調(diào)用父類的實(shí)例方法
    SuperClass.prototype.method1.apply(this, arguments);
}
SubClass.prototype.method2 = function () {}
SubClass.prototype.method3 = function () {}

每次都得靠apply借用方法來處理。要是能改成如下的調(diào)用就好用多了：

function SubClass() {
//調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)
        this.base();
}

SubClass.prototype = new SuperClass();
SubClass.prototype.constructor = SubClass;
SubClass.prototype.method1 = function() {
//調(diào)用父類的實(shí)例方法
        this.base();
}

解決方式：如果要在每個實(shí)例方法里，都能通過this.base()調(diào)用父類原型上相應(yīng)的方法，那么this.base就一定不是一個固定的方法，需要在每個實(shí)例方法執(zhí)行期間動態(tài)地將this.base指定為父類原型的同名方法，能夠做到這個實(shí)現(xiàn)的方式，就只有通過方法代理了，前面的Employee和Manager的例子可以改造如下：

//用來復(fù)制父類原型，由于父類原型上約定只寫實(shí)例方法，所以復(fù)制的時候不必?fù)?dān)心引用的問題
var copy = function (source) {
    var target = {};
    for (var i in source) {
        if (source.hasOwnProperty(i)) {
            target[i] = source[i];
        }
    }
    return target;
};

function Employee() {
    this.init.apply(this, arguments);
}

Employee.prototype = {
    constructor: Employee,
    init: function (name, salary) {
            this.name = name;
            this.salary = salary;
        },
        getName: function () {
            return this.name;
        },
        getSalary: function () {
            return this.salary;
        },
        toString: function () {
            return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
        }
};

function Manager() {
    //必須在每個實(shí)例中添加baseProto屬性，以便實(shí)例內(nèi)部可以通過這個屬性訪問到父類的原型
    //因?yàn)閏opy函數(shù)導(dǎo)致原型鏈斷裂，無法通過原型鏈訪問到父類的原型
    this.baseProto = Employee.prototype;
    this.init.apply(this, arguments);
}

Manager.prototype = copy(Employee.prototype);
//子類還是需要修改constructor指向，因?yàn)閺母割愒蛷?fù)制出來的對象的constructor還是指向父類的構(gòu)造函數(shù)
Manager.prototype.constructor = Manager;

Manager.prototype.init = (function (name, func) {
    return function () {
        //記錄實(shí)例原有的this.base的值
        var old = this.base;
        //將實(shí)例的this.base指向父類的原型的同名方法
        this.base = this.baseProto[name];
        //調(diào)用子類自身定義的init方法，也就是func參數(shù)傳遞進(jìn)來的函數(shù)
        var ret = func.apply(this, arguments);
        //還原實(shí)例原有的this.base的值
        this.base = old;
        return ret;
    }
})("init", function (name, salary, percentage) {
    //通過this.base調(diào)用父類的init方法
    //這個函數(shù)真實(shí)的調(diào)用位置是var ret = func.apply(this, arguments);
    //當(dāng)調(diào)用Manager實(shí)例的init方法時，其實(shí)不是調(diào)用的這個函數(shù)
    //而是調(diào)用上面那個匿名函數(shù)里面return的匿名函數(shù)
    //在return的匿名函數(shù)里，先把this.base指向?yàn)榱烁割愒偷耐瘮?shù)，然后在調(diào)用func
    //func內(nèi)部再通過調(diào)用this.base時，就能調(diào)用父類的原型方法。
    this.base(name, salary);
    this.percentage = percentage;
});

Manager.prototype.getSalary = function () {
    return this.salary + this.salary * this.percentage;
};

var e = new Employee("jason", 5000);
var m = new Manager("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.

console.log(m instanceof Manager); //true
console.log(m instanceof Employee); //false
console.log(e instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Manager); //false

通過代理的方式，就解決了在在實(shí)例方法內(nèi)部通過this.base調(diào)用父類原型同名方法的問題?？墒窃趯?shí)際情況中，每個實(shí)例方法都有可能需要調(diào)用父類的實(shí)例，那么每個實(shí)例方法都要添加同樣的代碼，顯然這會增加很多麻煩，好在這部分的邏輯也是同樣的，我們可以把它抽象一下，最后都放到模塊化的內(nèi)部去，這樣就能簡化代理的工作。

5）未考慮靜態(tài)屬性和靜態(tài)方法。盡管靜態(tài)成員是不需要繼承的，但在有些場景下，我們還是需要靜態(tài)成員，所以得考慮靜態(tài)成員應(yīng)該添加在哪里。

解決方式：由于js原生并不支持靜態(tài)成員，所以只能借助一些公共的位置來處理。最佳的位置是添加到構(gòu)造函數(shù)上：

var copy = function (source) {
    var target = {};
    for (var i in source) {
        if (source.hasOwnProperty(i)) {
            target[i] = source[i];
        }
    }
    return target;
};

function Employee() {
    this.init.apply(this, arguments);
}

//添加一個靜態(tài)屬性
Employee.idCounter = 1;
//添加一個靜態(tài)方法
Employee.getId = function () {
    return Employee.idCounter++;
};

Employee.prototype = {
    constructor: Employee,
    init: function (name, salary) {
            this.name = name;
            this.salary = salary;
            //調(diào)用靜態(tài)方法
            this.id = Employee.getId();
        },
        getName: function () {
            return this.name;
        },
        getSalary: function () {
            return this.salary;
        },
        toString: function () {
            return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
        }
};

function Manager() {
    this.baseProto = Employee.prototype;
    this.init.apply(this, arguments);
}

Manager.prototype = copy(Employee.prototype);
Manager.prototype.constructor = Manager;

Manager.prototype.init = (function (name, func) {
    return function () {
        var old = this.base;
        this.base = this.baseProto[name];
        var ret = func.apply(this, arguments);
        this.base = old;
        return ret;
    }
})("init", function (name, salary, percentage) {
    this.base(name, salary);
    this.percentage = percentage;
});

Manager.prototype.getSalary = function () {
    return this.salary + this.salary * this.percentage;
};

var e = new Employee("jason", 5000);
var m = new Manager("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.

console.log(m instanceof Manager); //true
console.log(m instanceof Employee); //false
console.log(e instanceof Employee); //true
console.log(e instanceof Manager); //false
console.log(m.id); //2
console.log(e.id); //1

最后的兩行輸出了正確的實(shí)例id，而這個id是通過Employee類的靜態(tài)方法生成的。在java的面向?qū)ο缶幊讨?，子類跟父類都可以定義靜態(tài)成員，在調(diào)用的時候還存在覆蓋的問題，在js里面，因?yàn)槭苷Z言的限制，自定義的靜態(tài)成員不可能實(shí)現(xiàn)全面的面向?qū)ο蠊δ?，就像上面這種，能夠給類提供一些公共的屬性和公共方法，就已經(jīng)足夠了。

2. 期望的調(diào)用方式

從第1部分的分析可以看出，在js里面，類的構(gòu)建與繼承，有很多通用的邏輯，完全可以把這些邏輯封裝成一個多帶帶的模塊，形成一個通用的類庫，以便在工作中有需要的時候，都可以直接拿來使用。這個類庫要求能完成我們需要的功能（類的構(gòu)建與繼承和靜態(tài)成員的添加），同時在使用時要足夠簡潔方便。在利用bootstrap的modal組件自定義alert，confirm和modal對話框這篇文章里，我曾說過一些從組件期望的調(diào)用方式，去反推組件實(shí)現(xiàn)的一些觀點(diǎn)，當(dāng)你明確你需要什么東西時，你才知道這個東西你該怎么去創(chuàng)造。本文要編寫的這個繼承組件也會采取這個方法來實(shí)現(xiàn)，我先用前面Employee和Manager的例子來模擬調(diào)用這個繼承庫的場景，通過預(yù)設(shè)的一些組件名稱或者接口名稱以及調(diào)用方式，來嘗試走通真實(shí)使用這個繼承庫的流程，有了這個東西，下一步我只需要根據(jù)這個要求去實(shí)現(xiàn)即可，模擬如下：

//通過調(diào)用Class函數(shù)構(gòu)造一個類
var Employee = Class({
    //通過instanceMembers指定這個類的實(shí)例成員
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary) {
                this.name = name;
                this.salary = salary;
                //調(diào)用靜態(tài)方法
                this.id = Employee.getId();
            },
            getName: function () {
                return this.name;
            },
            getSalary: function () {
                return this.salary;
            },
            toString: function () {
                return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
            }
    },
    //通過staticMembers指定這個類的靜態(tài)成員
    //靜態(tài)方法內(nèi)部可通過this訪問其它靜態(tài)成員
    //在外部可通過Employee.getId這種方式訪問到靜態(tài)成員
    staticMembers: {
        idCounter: 1,
        getId: function () {
            return this.idCounter++;
        }
    }
});

var Manager = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary, percentage) {
                this.base(name, salary);
                this.percentage = percentage;
                Manager.count++;
            },
            getSalary: function () {
                return this.salary + this.salary * this.percentage;
            }
    },
    //通過extend指定要繼承的類
    extend: Employee
});

從模擬的結(jié)果來看，我想要的繼承庫對外提供的名稱只有Class, instanceMembers, staticMembers和extend而已，調(diào)用方式也很簡單，只要傳遞參數(shù)給Class函數(shù)即可。接下來就按照這個目標(biāo)，看看如何一步步根據(jù)第一部分羅列的那些問題和解決方式，把這個庫給寫出來。

3. 繼承庫的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)API名稱和接口以及前面第1部分提出的問題，這個繼承庫要完成的功能有：

1）類的構(gòu)建（關(guān)鍵：init方法）和靜態(tài)成員處理；

2）繼承關(guān)系的構(gòu)建（關(guān)鍵：父類原型的復(fù)制）；

3）父類方法的簡化調(diào)用（關(guān)鍵：父類原型上同名方法的代理）。

所以這個庫的實(shí)現(xiàn)，可以按照這三點(diǎn)分成三版來開發(fā)。

1）第一版

在第一版里面，僅需要實(shí)現(xiàn)類的構(gòu)架和靜態(tài)成員添加的功能即可，細(xì)節(jié)如下：

var Class = (function () {
    var hasOwn = Object.prototype.hasOwnProperty;

    //用來判斷是否為Object的實(shí)例
    function isObject(o) {
        return typeof (o) === "object";
    }

    //用來判斷是否為Function的實(shí)例
    function isFunction(f) {
        return typeof (f) === "function";
    }

    function ClassBuilder(options) {
        if (!isObject(options)) {
            throw new Error("Class options must be an valid object instance!");
        }

        var instanceMembers = isObject(options) & options.instanceMembers || {},
            staticMembers = isObject(options) && options.staticMembers || {},
            extend = isObject(options) && isFunction(options.extend) && options.extend,
            prop;

        //表示要構(gòu)建的類的構(gòu)造函數(shù)
        function TargetClass() {
            if (isFunction(this.init)) {
                this.init.apply(this, arguments);
            }
        }

        //添加靜態(tài)成員，這段代碼需在原型設(shè)置的前面執(zhí)行，避免staticMembers中包含prototype屬性，覆蓋類的原型
        for (prop in staticMembers) {
            if (hasOwn.call(staticMembers, prop)) {
                TargetClass[prop] = staticMembers[prop];
            }
        }

        TargetClass.prototype = instanceMembers;
        TargetClass.prototype.constructor = TargetClass;

        return TargetClass;
    }

    return ClassBuilder
})();

這一版核心代碼在于類的構(gòu)建和靜態(tài)成員添加的部分，其它代碼僅僅提供一些提前可以想到的賦值函數(shù)和變量（isObject, isFunction)，并做一些參數(shù)合法性校驗(yàn)的處理。添加靜態(tài)成員的代碼一定要在設(shè)置原型的代碼之前，否則就有原型被覆蓋的風(fēng)險(xiǎn)。有了這個版本，就可以直接構(gòu)建帶靜態(tài)成員的Employee類了：

var Employee = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary) {
                this.name = name;
                this.salary = salary;
                //調(diào)用靜態(tài)方法
                this.id = Employee.getId();
            },
            getName: function () {
                return this.name;
            },
            getSalary: function () {
                return this.salary;
            },
            toString: function () {
                return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
            }
    },
    staticMembers: {
        idCounter: 1,
        getId: function () {
            return this.idCounter++;
        }
    }
});

var e = new Employee("jason", 5000);
console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(e.id); //1
console.log(e.constructor === Employee); //true

在getId方法中之所以直接使用this就能訪問到構(gòu)造函數(shù)Employee，是因?yàn)間etId這個方法是添加到構(gòu)造函數(shù)上的，所以當(dāng)調(diào)用Employee.getId()時，getId方法里面的this指向的就是Employee這個函數(shù)對象。

第二版在第一版的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)繼承關(guān)系的構(gòu)建部分：

var Class = (function () {
    var hasOwn = Object.prototype.hasOwnProperty;

    //用來判斷是否為Object的實(shí)例
    function isObject(o) {
        return typeof (o) === "object";
    }

    //用來判斷是否為Function的實(shí)例
    function isFunction(f) {
        return typeof (f) === "function";
    }

    //簡單復(fù)制
    function copy(source) {
        var target = {};
        for (var i in source) {
            if (hasOwn.call(source, i)) {
                target[i] = source[i];
            }
        }
        return target;
    }

    function ClassBuilder(options) {
        if (!isObject(options)) {
            throw new Error("Class options must be an valid object instance!");
        }

        var instanceMembers = isObject(options) & options.instanceMembers || {},
            staticMembers = isObject(options) && options.staticMembers || {},
            extend = isObject(options) && isFunction(options.extend) && options.extend,
            prop;

        //表示要構(gòu)建的類的構(gòu)造函數(shù)
        function TargetClass() {
            if (extend) {
                //如果有要繼承的父類
                //就在每個實(shí)例中添加baseProto屬性，以便實(shí)例內(nèi)部可以通過這個屬性訪問到父類的原型
                //因?yàn)閏opy函數(shù)導(dǎo)致原型鏈斷裂，無法通過原型鏈訪問到父類的原型
                this.baseProto = extend.prototype;
            }
            if (isFunction(this.init)) {
                this.init.apply(this, arguments);
            }
        }

        //添加靜態(tài)成員，這段代碼需在原型設(shè)置的前面執(zhí)行，避免staticMembers中包含prototype屬性，覆蓋類的原型
        for (prop in staticMembers) {
            if (hasOwn.call(staticMembers, prop)) {
                TargetClass[prop] = staticMembers[prop];
            }
        }

        //如果有要繼承的父類，先把父類的實(shí)例方法都復(fù)制過來
        extend & (TargetClass.prototype = copy(extend.prototype));

        //添加實(shí)例方法
        for (prop in instanceMembers) {
            if (hasOwn.call(instanceMembers, prop)) {
                TargetClass.prototype[prop] = instanceMembers[prop];
            }
        }

        TargetClass.prototype.constructor = TargetClass;

        return TargetClass;
    }

    return ClassBuilder
})();

這一版關(guān)鍵的部分在于：

if(extend){
    //如果有要繼承的父類
    //就在每個實(shí)例中添加baseProto屬性，以便實(shí)例內(nèi)部可以通過這個屬性訪問到父類的原型
    //因?yàn)閏opy函數(shù)導(dǎo)致原型鏈斷裂，無法通過原型鏈訪問到父類的原型
    this.baseProto = extend.prototype;
}

//如果有要繼承的父類，先把父類的實(shí)例方法都復(fù)制過來
extend && (TargetClass.prototype = copy(extend.prototype));

this.baseProto主要目的就是為了讓子類的實(shí)例能夠有一個屬性可以訪問到父類的原型，因?yàn)楹竺娴睦^承方式是復(fù)制方式，會導(dǎo)致原型鏈斷裂。有了這一版之后，就可以加入Manager類來演示效果了：

var Employee = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary) {
                this.name = name;
                this.salary = salary;
                //調(diào)用靜態(tài)方法
                this.id = Employee.getId();
            },
            getName: function () {
                return this.name;
            },
            getSalary: function () {
                return this.salary;
            },
            toString: function () {
                return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
            }
    },
    staticMembers: {
        idCounter: 1,
        getId: function () {
            return this.idCounter++;
        }
    }
});

var Manager = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary, percentage) {
                //借用父類的init方法，實(shí)現(xiàn)屬性繼承（name, salary）
                Employee.prototype.init.apply(this, [name, salary]);
                this.percentage = percentage;
            },
            getSalary: function () {
                return this.salary + this.salary * this.percentage;
            }
    },
    extend: Employee
});

var e = new Employee("jason", 5000);
var m = new Manager("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.
console.log(e.constructor === Employee); //true
console.log(m.constructor === Manager); //true
console.log(e.id); //1
console.log(m.id); //2

不過在Manager內(nèi)部，調(diào)用父類的方法時還是apply借用的方式，所以在最后一版里面，需要把它變成我們期望的this.base的方式，反正原理前面也已經(jīng)了解了，無非是在方法同名的時候，對實(shí)例方法加一個代理而已，實(shí)現(xiàn)如下：

var Class = (function () {
    var hasOwn = Object.prototype.hasOwnProperty;

    //用來判斷是否為Object的實(shí)例
    function isObject(o) {
        return typeof (o) === "object";
    }

    //用來判斷是否為Function的實(shí)例
    function isFunction(f) {
        return typeof (f) === "function";
    }

    //簡單復(fù)制
    function copy(source) {
        var target = {};
        for (var i in source) {
            if (hasOwn.call(source, i)) {
                target[i] = source[i];
            }
        }
        return target;
    }

    function ClassBuilder(options) {
        if (!isObject(options)) {
            throw new Error("Class options must be an valid object instance!");
        }

        var instanceMembers = isObject(options) & options.instanceMembers || {},
            staticMembers = isObject(options) && options.staticMembers || {},
            extend = isObject(options) && isFunction(options.extend) && options.extend,
            prop;

        //表示要構(gòu)建的類的構(gòu)造函數(shù)
        function TargetClass() {
            if (extend) {
                //如果有要繼承的父類
                //就在每個實(shí)例中添加baseProto屬性，以便實(shí)例內(nèi)部可以通過這個屬性訪問到父類的原型
                //因?yàn)閏opy函數(shù)導(dǎo)致原型鏈斷裂，無法通過原型鏈訪問到父類的原型
                this.baseProto = extend.prototype;
            }
            if (isFunction(this.init)) {
                this.init.apply(this, arguments);
            }
        }

        //添加靜態(tài)成員，這段代碼需在原型設(shè)置的前面執(zhí)行，避免staticMembers中包含prototype屬性，覆蓋類的原型
        for (prop in staticMembers) {
            if (hasOwn.call(staticMembers, prop)) {
                TargetClass[prop] = staticMembers[prop];
            }
        }

        //如果有要繼承的父類，先把父類的實(shí)例方法都復(fù)制過來
        extend & (TargetClass.prototype = copy(extend.prototype));

        //添加實(shí)例方法
        for (prop in instanceMembers) {

            if (hasOwn.call(instanceMembers, prop)) {

                //如果有要繼承的父類，且在父類的原型上存在當(dāng)前實(shí)例方法同名的方法
                if (extend & isFunction(instanceMembers[prop]) && isFunction(extend.prototype[prop])) {
                    TargetClass.prototype[prop] = (function (name, func) {
                        return function () {
                            //記錄實(shí)例原有的this.base的值
                            var old = this.base;
                            //將實(shí)例的this.base指向父類的原型的同名方法
                            this.base = extend.prototype[name];
                            //調(diào)用子類自身定義的實(shí)例方法，也就是func參數(shù)傳遞進(jìn)來的函數(shù)
                            var ret = func.apply(this, arguments);
                            //還原實(shí)例原有的this.base的值
                            this.base = old;
                            return ret;
                        }
                    })(prop, instanceMembers[prop]);
                } else {
                    TargetClass.prototype[prop] = instanceMembers[prop];
                }
            }
        }

        TargetClass.prototype.constructor = TargetClass;

        return TargetClass;
    }

    return ClassBuilder
})();

核心部分是：

if (hasOwn.call(instanceMembers, prop)) {

    //如果有要繼承的父類，且在父類的原型上存在當(dāng)前實(shí)例方法同名的方法
    if (extend & isFunction(instanceMembers[prop]) && isFunction(extend.prototype[prop])) {
        TargetClass.prototype[prop] = (function (name, func) {
            return function () {
                //記錄實(shí)例原有的this.base的值
                var old = this.base;
                //將實(shí)例的this.base指向父類的原型的同名方法
                this.base = extend.prototype[name];
                //調(diào)用子類自身定義的實(shí)例方法，也就是func參數(shù)傳遞進(jìn)來的函數(shù)
                var ret = func.apply(this, arguments);
                //還原實(shí)例原有的this.base的值
                this.base = old;
                return ret;
            }
        })(prop, instanceMembers[prop]);
    } else {
        TargetClass.prototype[prop] = instanceMembers[prop];
    }
}

只有當(dāng)需要繼承父類，且父類原型中有方法與當(dāng)前的實(shí)例方法同名時，才會去對當(dāng)前的實(shí)例方法添加代理。更詳細(xì)的原理可以回到文章第1部分回顧相關(guān)內(nèi)容。至此，我們在Manager類內(nèi)部調(diào)用父類的方法時，就很簡單了，只要通過this.base即可：

var Employee = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary) {
                this.name = name;
                this.salary = salary;
                //調(diào)用靜態(tài)方法
                this.id = Employee.getId();
            },
            getName: function () {
                return this.name;
            },
            getSalary: function () {
                return this.salary;
            },
            toString: function () {
                return this.name + ""s salary is " + this.getSalary() + ".";
            }
    },
    staticMembers: {
        idCounter: 1,
        getId: function () {
            return this.idCounter++;
        }
    }
});

var Manager = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary, percentage) {
                //通過this.base調(diào)用父類的構(gòu)造方法
                this.base(name, salary);
                this.percentage = percentage;
            },
            getSalary: function () {
                return this.base() + this.salary * this.percentage;
            }
    },
    extend: Employee
});

var e = new Employee("jason", 5000);
var m = new Manager("tom", 8000, 0.15);

console.log(e.toString()); //jason"s salary is 5000.
console.log(m.toString()); //tom"s salary is 9200.
console.log(e.constructor === Employee); //true
console.log(m.constructor === Manager); //true
console.log(e.id); //1
console.log(m.id); //2

注意這兩處調(diào)用：

var Manager = Class({
    instanceMembers: {
        init: function (name, salary, percentage) {
                //通過this.base調(diào)用父類的構(gòu)造方法
                this.base(name, salary);//要注意的第一處
                this.percentage = percentage;
            },
            getSalary: function () {
                return this.base() + this.salary * this.percentage;//要注意的第二處this.base()
            }
    },
    extend: Employee
});

以上就是本文要實(shí)現(xiàn)的繼承庫的全部細(xì)節(jié)，其實(shí)它所做的事就是把本文第1部分提到的那些問題的解決方式和第二部分模擬的調(diào)用場景結(jié)合起來，封裝到一個模塊內(nèi)部而已，各個細(xì)節(jié)的原理只要理解了第1部分總結(jié)的那些解決方式就很掌握了。在最后一版的演示中，也能看到，本文實(shí)現(xiàn)的這個繼承庫，已經(jīng)完全滿足了模擬場景中的需求，今后有任何需要用到繼承的場景，完全可以拿最后一版的實(shí)現(xiàn)去開發(fā)。

4. 總結(jié)

本文在三生石上關(guān)于javascript繼承系列博客的思路指引下，實(shí)現(xiàn)了一個易用的繼承庫，使用它可以更像java語言構(gòu)建面向?qū)ο蟮念惡皖愔g的繼承關(guān)系，我可以預(yù)見在將來的工作，這個庫對我的代碼質(zhì)量和功能實(shí)現(xiàn)會起到很重要的作用，因?yàn)樵陂_發(fā)中，繼承的編碼思想還是應(yīng)用的非常多，尤其是當(dāng)我們做項(xiàng)目做得多的時候，一方面肯定想把一些公共的東西寫成可重用的組件，另一方面又必須得滿足各個項(xiàng)目的個性要求，所以在寫組件的時候不能寫的太死，多寫接口，等到具體項(xiàng)目的時候再通過繼承等方式來擴(kuò)展該項(xiàng)目獨(dú)有的功能，這樣寫出的組件才會更靈活穩(wěn)定。總之有了這個繼承庫，感覺以后寫的代碼都會開心好多~所以希望本文的內(nèi)容也能對你有同樣的一些幫助。如果確實(shí)有幫助，求點(diǎn)推薦：）

謝謝閱讀！

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