ES6 - Class的继承

一、class继承

以下内容全部源于： http://es6.ruanyifeng.com/#docs/class-extends

一、class继承

1.1 简介

class可以通过extends关键字实现继承。
- super关键字：表示父类的构造函数，用来创建父类的this对象。
ES5 的继承实质：是先创造子类的实例对象this，然后再将父类的方法添加到this上面（Parent.apply(this)）。
ES6 的继承实质：是先创造父类的实例对象this（所以必须先调用super方法），然后再用子类的构造函数修改this。

// Point 类
class Point {
    
}
// ColorPoint 类继承 Point 类
class ColorPoint extends Point {
    constructor (x, y, color) {
        super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)
        this.color = color;
    }
    
    toString () {
        return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()
    }
}

子类必须在constructor方法中调用super方法，否则新建实例时会报错。
- 这是因为子类没有自己的this对象，而是继承父类的this对象，然后对其进行加工。
- 如果不调用super方法，子类就得不到this对象。
在子类的constructor中，只有调用super之后，才可以使用this关键字，否则会报错。
- 这是因为子类实例的构建，是基于对父类实例加工，只有super方法才能返回父类实例。

class Point { /* ... */ }

// ColorPoint继承了父类Point，但是它的构造函数没有调用super方法，导致新建实例时报错。
class ColorPoint extends Point {
  constructor() {
  }
}
let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

// 没有调用super就使用了this
class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正确
  }
}

如果子类没有定义constructor方法，这个方法会被默认添加。
- 即：不管有没有显式定义，任何一个子类都有constructor方法。

1.2 Object.getPrototypeOf()

Object.getProtypeOf()：用来从子类上获取父类
- 可使用这个方法来判断一个类是否继承了另一个类

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point; // true

1.3 super 关键字

1.当作函数使用的情况
- super作为函数调用时，代表父类的构造函数。
- ES6 要求，子类的构造函数必须执行一次super函数，否则会报错。

class A{
    constructor () {
        console.log(new.target.name);
    }
}

class B extends A {
    constructor () {
        super(); 
    }
}

new A(); // A
new B(); // B

super虽然代表了父类A的构造函数，但是返回的是子类B的实例，即 super内部的this指的是B ，因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)。
- 验证上述说法：使用new.target，它指向当前正在执行的函数。
  - 在super()执行时，它指向的是子类B的构造函数，而不是父类A的构造函数。也就是说，super()内部的this指向的是B。
作为函数时，super()只能用在子类的构造函数之中，用在其他地方就会报错。
2.super作为对象
- 在普通方法中，指向父类的原型对象；在静态方法中，指向父类。
- 由于super指向父类的原型对象，所以定义在父类实例上的方法或属性，是无法通过super调用的。

class A {
    constructor () {
        this.a = 2;
    }
    p () {
        return 33;
    }
}

A.prototype.b = 22;

class B extends A {
    constructor () {
        super();
        console.log(super.p()); // 33
    }
    
    get m () {
        console.log(super.a); // undefined
        console.log(super.b); // 22
    }
}

let b = new B ();
b.m();

子类B中的super.p()就是将super当作一个对象来使用。
- 此时，super在普通方法中，因此super => A.prototype，即：super.p() => A.prototype.p();
a是父类A的实例属性，super.p就无法引用它。
如果属性定义在父类的原型对象上，super就可以取到。
- b定义在了A.protype上，所以super.b可以获取到值
ES6 规定，通过super调用父类的方法时，super会绑定子类的this
- 由于绑定子类的this，所以如果通过super对某个属性赋值，这时super就是this，赋值的属性会变成子类实例的属性。

class A {
    constructor () {
        this.x = 1;
    }
    print () {
        console.log(this.x);
    }
}

class B extends A {
    constructor () {
        super();
        this.x = 2;
        super.x = 3;
        console.log(super.x); //undefined
        console.log(this.x); // 3
    }
    m () {
        super.print();
    }
}

var b = new B ();
b.m();

代码分析：
- super.print()虽然调用的是A.prototype.print()，但是A.prototype.print()会绑定子类B的this，导致输出的是2，而不是1。
  - 即：实际上执行的是super.print.call(this)。
- super.x赋值为3，这时等同于对this.x赋值为3。而当读取super.x的时候，读的是A.prototype.x，所以返回undefined。
如果super作为对象，用在静态方法之中，这时super将指向父类，而不是父类的原型对象。
- 使用super的时候，必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用，否则会报错。
  - 如果能清晰地表明super的数据类型，就不会报错。

class Parent {
    static myMethod (msg) {
        console.log(`static:${msg}`);
    }
    
    myMethod (msg) {
        console.log(`instance: ${msg}`);
    }
}

// super在静态方法之中指向父类，在普通方法之中指向父类的原型对象。
class Child extends Parent {
    static myMethod (msg) {
        super.myMethod(msg);
    }
    
    myMethod (msg) {
        super.myMethod(msg);
        console.log(super); // 报错，因为super，无法看出是作为函数使用，还是作为对象使用
        
        // super.valueOf()表明super是一个对象，因此就不会报错。同时，由于super绑定Child的this，所以super.valueOf()返回的是一个Child的实例。
        console.log(super.valueOf() instanceof Child); 
    }
}

Child.myMethod(1); // static 1

var child = new Child();
child.myMethod(2); //instance 2

由于对象总是继承其他对象的，所以可以在任意一个对象中，使用super关键字。

var obj = {
  toString() {
    return "MyObject: " + super.toString();
  }
};

obj.toString(); // MyObject: [object Object]

1.4 类的 prototype 属性和proto属性

es5：每一个对象都有__proto__属性，指向对应的构造函数的prototype属性。
Class 作为构造函数的语法糖，同时有prototype属性和__proto__属性，因此同时存在两条继承链。
- 第一条：子类的__proto__属性，表示构造函数的继承，总是指向父类。
- 第二条：子类prototype属性的__proto__属性，表示方法的继承，总是指向父类的prototype属性。

class A {
    //..
}
class B extends A {
    //...
}

console.log(B.__proto__ === A); //true
console.log(B.prototype.__proto__ === A.prototype); //true

这样的结果是因为，类的继承是按照下面的模式实现的。

class A {
    //..
}
class B extends A {
    //..
}
// B的实例继承A的示实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype); // B.prototype.__proto__ = A.prototype;

// B的实例继承A的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A); // B.__proto__ = A;

const b = new B ();

这两条继承链，可以这样理解：
- 作为一个对象，子类（B）的原型（__proto__属性）是父类（A）；
- 作为一个构造函数，子类（B）的原型对象（prototype属性）是父类的原型对象（prototype属性）的实例。

Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

extends 的继承目标

只要是一个有prototype属性的函数都能被继承。接下来讲一下三种特殊情况：
1.子类继承Object类。
- A其实就是构造函数Object的复制，A的实例就是Object的实例。

class A extends Object {
}

A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

2.不存在任何继承。
- A作为一个基类（即不存在任何继承），就是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype。
- 但是，A调用后返回一个空对象（即Object实例），所以A.prototype.__proto__指向构造函数（Object）的prototype属性。

class A {
}

A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

3.子类继承null。
- A也是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype。
- 但是，A调用后返回的对象不继承任何方法，所以它的__proto__指向Function.prototype

class A extends null {
}

A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === undefined // true

// 实质上执行了下面的代码。
class C extends null {
  constructor() { return Object.create(null); }
}

实例的 __proto__ 属性

子类实例的__proto__属性的__proto__属性，指向父类实例的__proto__属性。
- 即：子类的原型的原型，是父类的原型。
- 因此，通过子类实例的__proto__.__proto__属性，可以修改父类实例的行为。

var p1 = new Point(2, 3);
var p2 = new ColorPoint(2, 3, 'red');

p2.__proto__ === p1.__proto__ // false
p2.__proto__.__proto__ === p1.__proto__ // true

// 在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法，结果影响到了Point的实例p1
p2.__proto__.__proto__.printName = function () {
  console.log('Ha');
};

p1.printName() // "Ha"

1.5 原生构造函数的继承

原生构造函数是指语言内置的构造函数，通常用来生成数据结构。ECMAScript 的原生构造函数大致有下面这些。
- Boolean()
- Number()
- String()
- Array()
- Date()
- Function()
- RegExp()
- Error()
- Object()
原生构造函数不能继承。
- 原因：ES5 是先新建子类的实例对象this，再将父类的属性添加到子类上，由于父类的内部属性无法获取，导致无法继承原生的构造函数。
例1：不能自己定义一个Array的子类。
- 原因：
  - 因为子类无法获得原生构造函数的内部属性，通过Array.apply()或者分配给原型对象都不行。
  - 原生构造函数会忽略apply方法传入的this。
    - 即：原生构造函数的this无法绑定，导致拿不到内部属性。
- length属性异常的原因：
  - Array构造函数有一个内部属性[[DefineOwnProperty]]，用来定义新属性时，更新length属性，这个内部属性无法在子类获取，导致子类的length属性行为不正常。

// 定义一个Array的子类
function MyArray() {
    Array.apply(this, arguments);
}

MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
    constructor: {
        value: MyArray,
        writable: true,
        configurable: true,
        enumerable: true
    }
})

// 使用MyArray
var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length  // 0

colors.length = 0;
colors[0]  // "red"

例2：让一个普通对象继承Error对象。
- 想通过Error.call(e)这种写法，让普通对象e具有Error对象的实例属性。
- 但是，Error.call()完全忽略传入的第一个参数，而是返回一个新对象，e本身没有任何变化。
- 这证明了Error.call(e)这种写法，无法继承原生构造函数。

var e = {};

Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]

Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

ES6 允许继承原生构造函数定义子类
- 因为 ES6 是先新建父类的实例对象this，然后再用子类的构造函数修饰this，使得父类的所有行为都可以继承。
下面是一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array {
    constructor (...args) {
        super(...args);
    }
}

var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1

arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上例说明：extends关键字不仅可以用来继承类，还可以用来继承原生的构造函数。因此可以在原生数据结构的基础上，定义自己的数据结构。

定义了一个带版本功能的数组。

class VersionedArray extends Array {
    constructor () {
        super();
        this.history = [[]];
    }
    
    // VersionedArray会通过commit方法，将自己的当前状态生成一个版本快照，存入history属性。
    commit () {
        this.history.push(this.slice());
    }
    
    // revert方法用来将数组重置为最新一次保存的版本。
    revert () {
        this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
    }
}

// VersionedArray依然是一个普通数组，所有原生的数组方法都可以在它上面调用。
var x = new VersionedArray();

x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]

x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]

x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.history // [[], [1, 2]]

x.revert();
x // [1, 2]

自定义Error子类的例子，可以用来定制报错时的行为。

class ExtendableError extends Error {
    constructor (msg) {
        super();
        this.msg = msg;
        this.stack = (new Error()).stack;
        this.name = this.constructor.name;
    }
}

class MyError extends ExtendableError {
    constructor (msg) {
        super(msg);
    }
}

var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
// Error
//     at MyError.ExtendableError
//     ...

继承Object的子类，有一个行为差异。

class NewObj extends Object{
  constructor(){
    super(...arguments);
  }
}
var o = new NewObj({attr: true});
o.attr === true  // false

NewObj继承了Object，但是无法通过super方法向父类Object传参。
- 因为 ES6 改变了Object构造函数的行为，一旦发现Object方法不是通过new Object()这种形式调用，ES6 规定Object构造函数会忽略参数。

1.6 Mixin 模式的实现

Mixin 模式指的是，将多个类的接口“混入”（mix in）另一个类。它在 ES6 的实现如下。
- mix函数，可以将多个对象合成为一个类。使用的时候，只要继承这个类即可。

function mix(...mixins) {
  class Mix {}

  for (let mixin of mixins) {
    copyProperties(Mix, mixin);
    copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype);
  }

  return Mix;
}

function copyProperties(target, source) {
  for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {
    if ( key !== "constructor"
      && key !== "prototype"
      && key !== "name"
    ) {
      let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
      Object.defineProperty(target, key, desc);
    }
  }
}

class DistributedEdit extends mix(Loggable, Serializable) {
  // ...
}

Enjoy life!

目录

一、class继承

1.1 简介

1.2 Object.getPrototypeOf()

1.3 super 关键字

1.4 类的 prototype 属性和__proto__属性

1.5 原生构造函数的继承

1.6 Mixin 模式的实现

1.4 类的 prototype 属性和proto属性