Class的繼承

文章編寫參考 阮一峯《ECMAScript 6 入門》

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1. 簡介

Class 可以通過extends關鍵字實現繼承，這比 ES5 的通過修改原型鏈實現繼承，要清晰和方便很多。

//基類
class People {
    constructor(name, age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    sayHello() {
        console.log("Hello,I am", this.name);
    }
}
//子類
class Person extends People {
    constructor(name, age, gender) {
        super(name, age);
        this.gender = gender;
    }
    sayHi() {
        super.sayHi();
    }
}

上面代碼中，通過extends實現了Person類對People類的繼承，並且在子類中出現了兩處super。

• 構造函數中的super被當作函數運用，用於構建父類的this對象
• super當作對象使用，代表【父類原型對象】

【注意】子類必須在constructor方法中調用super方法，否則新建實例時會報錯，這是因爲子類沒有自己的this對象，而是繼承父類的this對象，然後對其進行加工。如果不調用super方法，子類就得不到this對象。

class Point { /* ... */ }

class ColorPoint extends Point {
  constructor() {
  }
}

let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

上面代碼中，ColorPoint繼承了父類Point，但是它的構造函數沒有調用super方法，導致新建實例時報錯。

ES5中的繼承是先初始化子類，然後將父類的屬性和方法添加到this上面（Parent.apply(this)）。ES6的繼承機制跟ES5有區別，ES6是先構建父類的this對象，然後再用子類的構造函數修改this。

如果子類沒有顯示定義constructor，這個方法會被默認添加，並調用super方法。

class ColorPoint extends Point {
}

// 等同於
class ColorPoint extends Point {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}

【注意】在子類的構造函數中，只有調用了super之後纔可以使用this關鍵字，否則會報錯。因爲子類實例的構建是基於父類實例加工的，只有super方法能返回父類實例。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正確
  }
}

上面代碼中，super調用之前使用this關鍵字報錯，super之後使用this則正常。

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2. super關鍵字

super這個關鍵字，既可以當作函數使用，也可以當作對象使用。在這兩種情況下，它的用法完全不同。

第一種情況，super作爲函數調用時，代表父類的構造函數。ES6 要求，子類的構造函數必須執行一次super函數

class A {}

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

【注意】super雖然代表了父類A的構造函數，但是返回的是子類B的實例，即super內部的this指的是B，因此super()在這裏相當於A.prototype.constructor.call(this)。

class A {
  constructor() {
    console.log(new.target.name);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}
new A() // A
new B() // B

上面代碼中，new.target指向當前正在執行的函數。可以看到，在super()執行時，它指向的是子類B的構造函數，而不是父類A的構造函數。也就是說，super()內部的this指向的是B。

【作爲函數時，super()只能用在子類的構造函數之中，用在其他地方就會報錯】

class A {}

class B extends A {
  m() {
    super(); // 報錯
  }
}

【super作爲對象時】

super作爲對象時，在普通方法中，指向父類的原型對象；在靜態方法中，指向父類。

class A {
  p() {
    return 2;
  }
}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.p()); // 2
  }
}

let b = new B();

上面代碼中，子類B當中的super.p()，就是將super當作一個對象使用。這時，super在普通方法之中，指向A.prototype，所以super.p()就相當於A.prototype.p()。

【注意】由於super指向父類的原型對象，所以定義在父類實例上的方法或屬性，是無法通過super調用的。

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

class B extends A {
  get m() {
    return super.p;
  }
}

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

上面代碼中，p是父類A實例的屬性，super.p就引用不到它。

如果屬性定義在父類的原型對象上，super就可以取到。

class People { }
class Person extends People {
    get m() {
        return super.name
    }
}
People.prototype.name = 'Blue';
let p = new Person();
p.m;    //Blue

上面代碼中，name屬性在People的原型上，所以子類通過super是可以獲取到的。

【ES6規定，通過super調用父類的方法時，super會綁定子類的this】

class People {
    constructor() {
        this.name = "Blue"
    }
    sayHi() {
        console.log(this.name);
    }
}
class Person extends People {
    constructor() {
        super();
        this.name = "Crazy";
    }
    sayHi() {
        super.sayHi();
    }
}
let p = new Person();
p.sayHi();  //Crazy

上面代碼中調用的是父類的sayHi( )，但是sayHi方法中的this是指向的子類的，所以輸出的是 Crazy。

由於綁定的是子類的this，所以如果通過super對某個屬性賦值，這時super就是this，賦值的屬性就會變成子類實例的屬性。

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

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

let b = new B();

上面代碼中，super.x賦值爲3，這時等同於對this.x賦值爲3。而當讀取super.x的時候，讀的是A.prototype.x，所以返回undefined。

【如果super作爲對象，用在靜態方法之中，這時super將指向父類，而不是父類的原型對象】

class Parent {
  static myMethod(msg) {
    console.log('static', msg);
  }

  myMethod(msg) {
    console.log('instance', msg);
  }
}

class Child extends Parent {
  static myMethod(msg) {
    super.myMethod(msg);
  }

  myMethod(msg) {
    super.myMethod(msg);
  }
}

Child.myMethod(1); // static 1

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

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3.類的 prototype 屬性和_proto_屬性

大多數瀏覽器的 ES5 實現之中，每一個對象都有proto屬性，指向對應的構造函數的prototype屬性。Class 作爲構造函數的語法糖，同時有prototype屬性和proto屬性，因此同時存在兩條繼承鏈。

1. 子類的_proto_屬性，表示構造函數的繼承，總是指向父類。
2. 子類prototype屬性的_proto_屬性，表示方法的繼承，總是指向父類的prototype屬性。

class A {
}

class B extends A {
}

B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

上面代碼中，子類B的_proto_屬性指向父類A，子類B的prototype屬性的_proto_屬性指向父類A的prototype屬性。

這樣的結果是因爲，類的繼承是按照下面的模式實現的

class A {
}

class B {
}

// B 的實例繼承 A 的實例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);

// B 的實例繼承 A 的靜態屬性
Object.setPrototypeOf(B, A);

const b = new B();

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4. extends的繼承目標

extends關鍵字後面可以跟多種類型的值。

class B extends A {
}

上面代碼的A，只要是一個有prototype屬性的函數，就能被B繼承。由於函數都有prototype屬性（除了Function.prototype函數），因此A可以是任意函數。

下面，討論三種特殊情況。

class A extends Object {
}

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

這種情況下，A其實就是構造函數Object的複製，A的實例就是Object的實例。

第二種特殊情況，不存在任何繼承。

class A {
}

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

這種情況下，A作爲一個基類（即不存在任何繼承），就是一個普通函數，所以直接繼承Function.prototype。但是，A調用後返回一個空對象（即Object實例），所以A.prototype._proto_指向構造函數（Object）的prototype屬性。

第三種特殊情況，子類繼承null。

class A extends null {
}

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

這種情況與第二種情況非常像。A也是一個普通函數，所以直接繼承Function.prototype。但是，A調用後返回的對象不繼承任何方法，所以它的_proto_指向Function.prototype，即實質上執行了下面的代碼。

class C extends null {
  constructor() { return Object.create(null); }
}

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5. 原聲構造函數的繼承

原生構造函數是指語言內置的構造函數，通常用來生成數據結構。ECMAScript 的原生構造函數大致有下面這些。

Boolean()
Number()
String()
Array()
Date()
Function()
RegExp()
Error()
Object()

以前，這些原生構造函數是無法繼承的，比如，不能自己定義一個Array的子類。

ES6 允許繼承原生構造函數定義子類，因爲 ES6 是先新建父類的實例對象this，然後再用子類的構造函數修飾this，使得父類的所有行爲都可以繼承。下面是一個繼承Array的例子。

class myArray extends Array {
    constructor(...args) {
        super(...args)
    }
}
let arr = new myArray();
arr[0] = 1;
arr.length;//1

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

上面的代碼中我定義了myArray類，繼承於Array構造函數，因此myArray擁有Array所有的屬性和方法。

上面這個例子也說明，extends關鍵字不僅可以用來繼承類，還可以用來繼承原生的構造函數。因此可以在原生數據結構的基礎上，定義自己的數據結構。下面就是定義了一個帶版本功能的數組。

class VersionedArray extends Array {
  constructor() {
    super();
    this.history = [[]];
  }
  commit() {
    this.history.push(this.slice());
  }
  revert() {
    this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
  }
}

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]

上面代碼中，VersionedArray會通過commit方法，將自己的當前狀態生成一個版本快照，存入history屬性。revert方法用來將數組重置爲最新一次保存的版本。除此之外，VersionedArray依然是一個普通數組，所有原生的數組方法都可以在它上面調用。

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6. Mixin 模式的實現

Mixin 模式指的是，將多個類的接口“混入”（mix in）另一個類，我理解成多繼承，它在 ES6 的實現如下。

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);
    }
  }
}

上面代碼的mix函數，可以將多個對象合成爲一個類。使用的時候，只要繼承這個類即可。

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