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从 Prototype 开始说起(上)—— 图解 ES5 继承相关

Prototype__proto__

我们先写下一行代码:

function Parent {}
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当我们写下这简单的一行代码时,实际上发生了两件事情

  • 创建了一个构造函数 Parent
  • 创建了一个原型对象 prototype

如下图:

构造函数 Parent 中 有一个 prototype 的属性指向 Parent 的 原型对象 prototype
原型对象 prototype 则有一个 constructor 的属性 指向回 构造函数 Parent

紧接着,我们又写下一行代码:

var parent = new Parent()
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此时,图片上多出一个新成员

注意到图中的 Parent 的实例 parent 里,有一个[[prototype]],为什么这里不是 __proto__呢?

其实,这里的 [[prototype]] 表示一种标准规范内置属性,被一些浏览器自己通过__proto__实现了,对于 Chrome 的实现来说,这个 __proto__ 也并不存在于 实例 parent中,而是 Object.prototype 的一个 存取描述符,以下代码可以证明:

parent.hasOwnProperty('__proto__') // false

Object.prototype.hasOwnProperty('__proto__') // true

Object.getOwnPropertyDescriptor(Object.prototype, '__proto__')
/**
 * {
 *    configurable: true,
 *    enumerable: false,
 *    get: f __proto__()
 *    set: f __proto__()
 * }
 */
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我们之所以能通过 parent.__proto__ 访问到,是因为通过原型链访问到了 Object.prototype 上的 __proto__ 存取描述符。

ES5 的 6 种继承

以下内容更像是《JavaScript高级程序设计》的笔记,主要提炼出每个继承的特点以及例图。

原型链继承

function Parent() {}
function Child() {}

var parent = new Parent()
Child.prototype = parent

var child = new Child()
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此时,根据第一部分所描述的细节,我们很快可以画出这几行代码所做的事情:

这样 child 就可以通过原型链继承的方式访问到 parent 以及 Parent.prototype 上的属性和方法了。 这种方式的特点是:

  • 引用类型的属性为所有实例共享
  • 无法向父类构造函数传值

借用构造函数继承(经典继承)

function Parent(name){
    this.name = name
}
function Child(name){
    Parent.call(this, name)
}

var child1 = new Child('child1')
var child2 = new Child('child2')
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可以看到,这种方式和 原型 没有任何关系,所以画出的图也很纯粹:

这种方式的特点是:

  • 每个实例上的属性都是独立的
  • 可以向父类构造函数传参
  • 每次创建实例都会创建一遍方法

组合继承

顾名思义,就是讲上述两种继承方式有机结合,通过将方法定义在 prototype 中,属性通过借用构造函数继承的方式实现继承。

function Parent(name) {
    this.name = name
}

Parent.prototype.talk = function () {}

function Child(name) {
    Parent.call(this, name)
}

var parent = new Parent('parent')
Child.prototype = parent
Child.prototype.constructor = Child

var child = new Child('child')
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此时,关系图有了一些变化:

我们可以从图中看到,实例 child 和 实例 parent 各自拥有独立的 namne,但是共享 Parent.prototype 中的 talk() 方法。这种方式的特点是:

  • 拥有以上两种方式的优点
  • 执行了两次 父类构造函数 Parent

原型式继承

function createObject(o) {
    function F() {}
    F.prototype = o
    return new F()
}

function Parent() {}

var parent = new Parent()

var child = object(parent)
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这里先创建了一个 createObject 函数,其实就是 ES5 Object.create 的模拟实现,将传入的对象作为创建的对象的原型。

原型链继承 对比一下,我们发现其实是一样的,除了可以不用创建一个自定义构造函数 Child。所以特点和 原型链继承 相同:

  • 引用类型的属性为所有实例共享
  • 无法向父类构造函数传值

寄生式继承

原型式继承 的基础上,创建一个仅用于封装继承过程的函数,该函数在内部以某种形式来做增强对象,最后返回对象。

function createObject(o) {
    function F() {}
    F.prototype = o
    return new F()
}

function enhanceObject(o) {
    var clone = createObject(o)
    clone.talk = function() {}
    return clone
}

function Parent() {}

var parent = new Parent()

var child = enhanceObject(parent)
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通过增强对象,每次创建的新实例,所拥有的方法不是共享 Parent.prototype 中的,而是各自独立创建的。因此,该方式的特点类似借用构造函数继承

  • 可添加函数,增强能力
  • 每次创建对象都会创建一遍方法

寄生组合式继承

我们在 组合继承 中发现,这种方式最大的缺点是会调用两次父构造函数,
一次是设置子类型实例的原型的时候:

var parent = new Parent('parent')
Child.prototype = parent
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一次在创建子类型实例的时候:

var child = new Child('child')
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回想下 new 的模拟实现,其实在这句中,我们会执行:

Parent.call(this, name)
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所以我们在例图中可以发现,parentchild 中都有一份 name 属性。

因此,通过 在 寄生组合式继承 中的 createObject 方法,间接的让 Child.prototype 访问到 Parent.prototype,从而减少调用父构造函数的次数。

function createObject(o) {
    function F() {}
    F.prototype = o
    return new F()
}

function Parent(name) {
    this.name = name
}

function Child(name) {
    Parent.call(this, name)
}

Child.prototype = createObject(Parent.prototype)
Child.prototype.constructor = Child

var child = new Child('child')
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例图如下:

这种方式的高效率体现它只调用了一次 Parent 构造函数,并且因此避免了在 Parent.prototype 上面创建不必要的、多余的属性。与此同时,原型链还能保持不变;因此,还能够正常使用 instanceof 和 isPrototypeOf。开发人员普遍认为寄生组合式继承是引用类型最理想的继承范式。

后记

从 Prototype 开始说起 一共分为两篇,从两个角度来讲述 JavaScript 原型相关的内容。

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