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《前端之路》- TypeScript (三) ES5 中实现继承、类以及原理

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这篇文章中的内容会比较的多,而且在基础中是数据相对比较复杂的基础,主要是讲到了 JS 这门语言中如何实现继承、多态,以及什么情况如何定义 私有属性、方法,共有属性、方法,被保护的属性和方法。明确的定义了 JS 中的访问边界问题,以及最终实现的原理是什么。接下来,让我们仔细瞅瞅这部分吧~

一、先讲讲 ES5 中构造函数(类)静态方法和多态

首先在 ES5 中是没有类的概念的,我们一般是通过构造函数中来实现类。下面就举个例子。 另外我们再复习下我们在 JS 中的经常会提到的问题,原型以及原型链

1-1 JS 中原型以及原型链

JS 中通过 __prpto__ 的桥梁实现原型链, 也叫做实现继承。 JS 中通过 prototype 的属性复制自己的模版对象(也可以叫做被复制的对象)

例子一

上例子之前,我们来看一张图 ( 来自 juejin,侵删)

造物主无中生有,从 null 制造了一个 No.1 对象( 神 ),这个 No.1 对象觉得自己太孤独,就 copy 了一份自己,我们叫她 Object ,同时 No1 对象 希望 Object 可以为自己干活,然后 Object 就学会了 new 这个技能,new 一下,同时加入各种属性,就可以 瞬间让这个世界丰富多彩了起来,后来,丰富多彩的世界也物以群分了,然后就出现了 String、Number、Boolean、Array、Date... 等等类型(demo1),然后造物主又发现,

String.constructor;
// ƒ String() { [native code] }
Number.constructor;
// ƒ Number() { [native code] }
Array.constructor;
// ƒ Array() { [native code] }
Object.constructor;
// ƒ Object() { [native code] }
Function.constructor;
// ƒ Function() { [native code] }
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// demo1
String.prototype;
// String {"", constructor: ƒ, anchor: ƒ, big: ƒ, blink: ƒ, …}
Number.prototype;
// Number {0, constructor: ƒ, toExponential: ƒ, toFixed: ƒ, toPrecision: ƒ, …}
Array.prototype;
// [constructor: ƒ, concat: ƒ, copyWithin: ƒ, fill: ƒ, find: ƒ, …]
Function.prototype;
// ƒ () { [native code] }
Object.prototype;
// {constructor: ƒ, __defineGetter__: ƒ, __defineSetter__: ƒ, hasOwnProperty: ƒ, __lookupGetter__: ƒ, …}
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其实到这里的时候,其实很多同学,已经开始彻底蒙圈了,这是啥啊? 怎么一会 constructor 一会 prototype 还有一个 proto 啊啊啊,简直要疯掉了,到底这些都是一些啥啊。。。不要着急,下面我们重新来认识一下这三个货,出现的原因以及分别代表着什么 测试

1-2 JS 中原型以及原型链中,我们常见的 constructor、prototype、proto 这三者之间的关系

一、首先,我们总最容易理解的 constructor(构造器)来理解

var F = function() {
  this.name = "F-构造函数";
};

var f1 = new F();
var f2 = new F();

console.log(F.constructor); // ƒ Function() { [native code] } 是浏览器自带的原生方法 Function
console.log(f1.constructor); // ƒ () {this.name = 'F-构造函数';} 是构造函数 F 本身
console.log(f2.constructor); // ƒ () {this.name = 'F-构造函数';} 是构造函数 F 本身

// 这个时候大家其实对于 constructor 属性有一定的了解了,对象、函数都有 constructor 属性
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这里我们有一张图

同时,JS 原生自带的一些方法和 上文中 我们定义的 Person 类也非常类似,唯一的区别就是,Person 是用户自己定义的, 生自带的方法是官方指定的。

JS 语言中自带的原生方法 String、Number、Array、Boolean、Function、Object、Date 等,都是 Function 的实例化对象 String、Number、Array、Boolean、Function、Object、Date 等 的 constructor 都指向 Function (Function 的构造函数也指向 Function,不要疑惑,虽然毫无道理,但是就是这么发生了)


二、接下来我们再来看看 prototype 是怎么样产生的, JS 的语言设计,为什么需要 prototype 对象。

  • 还是上面的例子:只不过我们分别给 f1 和 f2 添加一个 say 方法,然后我们去对比这 2 个方法的差异
var F = function() {
  this.name = "F-构造函数";
};

var f1 = new F();
var f2 = new F();

f1.say = function() {
  console.log("say hello");
};
f2.say = function() {
  console.log("say hello");
};
console.log(f1.say === f2.say); // false
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  • 我们发现并不相等,因为通过构造函数实例化生成的对象的指针都分别指向不同的栈(也可以理解为内存)(这里不太明白的化,建议看下《你不知道的 JavaScript》)
  • 我们去对比这 2 个不同对象上的相同名称的方法,肯定是不一样的
  • 那如果我实例化几千几万个对象,都包含这个方法的化,那内存岂不是要爆了
  • 所以基于节约内存的出发点,我们是否可以创建一个 实例话对象都可以访问的公共对象,这个时候 prototype 就应运而生了

基于上面的例子我们再修改下:

var F = function() {
  this.name = "F-构造函数";
};

F.prototype.say = function() {
  console.log("say hello");
};

var f1 = new F();
var f2 = new F();

f1.say(); // say hello
f2.say(); // say hello
console.log(f1.say === f2.say); // true
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所以 prototype 对象的出现,达到了 共享、公用的效果。节约了内存。同时 prototype 对象用于放某同一类型实例的共享属性和方法,实质上是为了内存着想。 这里我们再放一张图


三、constructor 属性具体在哪里?

  • 以这里为例子,我们打印出来 f1 的时候,并没有在对象的一级目录中找到 constructor 属性,那会是在哪里呢?
  • 按照上面的这张图,我们会发现,每个实例化对象的 constructor 属性都是指向 构造函数(Person)
  • 那如果我们实例化几千几万个对象呢? 每个实例化对象的 constructor 想必也会占用大量的内存,而且根本没有必要
  • 所以这个时候神奇的事情发生了,我们把 每个实例化对象的 constructor 作为一个共享数据,放在 prototype 对象中,节约内存。
  • 这个时候就会又有下面的图了

  • 这个时候我们肯定会思考一个问题就是: 我们直接通过 f1.constructor 访问到的 构造属性 是通过什么方式来访问到的呢?
  • 另外一个问题: 如果我们修改了 f1.constructor 这个值,我们是不是就根本没有办法访问到 实例化对象的构造函数了?
var F = function() {
  this.name = "F-构造函数";
};

F.prototype.say = function() {
  console.log("say hello");
};

var f1 = new F();
var f2 = new F();

f1.constructor = function() {
  this.name = "匿名构造函数";
};

console.log(f1.constructor == f2.constructor); // fasle 这个时候 f1 对象就没办法找到自己的构造函数了,

// 因为我们给 f1 实例化对象新增了一个 constructor 属性,这个时候,JS 就会优先返回这个值,而不是真正的 构造函数对象,聪明的 JS 肯定不会让这种事情发生的,对么。下面就该我们的 __proto__  出场啦
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四、__proto__ 的出现 目的: 让实例找到自己的实例

  • 对,下面就是我们要来说到了 __proto__
  • 核心能力: 任何实例化对象的 __proto__ 属性都指向其 构造函数的 prototype (我们可以把 prototype 理解成一个 可以抽离成成千上万实例化对象都具备的 公共属性的集合 其中包括了:constructor 属性、以及使用者定义在 prototype 上的属性或者方法 )
  • 废话不多说了,我们先上图

  • 然后我们就得出来一个结论
f1.__proto__ === F.prototype; // true
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五、总结

  • 这里我们针对 JS 中原型已经原型链又进一步的复习巩固了一下,其实还有很多类容是可以深挖的,因为这里是 ts 篇,我们就暂时先写到这里,后续我们可以在留言区进行进一步的讨论

1-2 JS 中通过构造函数来实现 类

实现一个类的话上面的案例基本上简单的呈现了下:

function Person(name) {
  this.name = name;
  this.run = function() {
    console.log(this.name + "跑步");
  };
}

Person.prototype.age = 12;
Person.prototype.work = function() {
  console.log(this.name + "写代码");
};

Person.weight = "70kg";
Person.eat = function() {
  console.log("在吃饭");
};

var p = new Person("zhangsan");

p.run(); // zhangsan跑步
p.work(); // zhangsan写代码
p.eat(); // Uncaught TypeError: p.eat is not a function
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  • 这里我们就针对,上面出现的错误和正确的情况分析一下:
  • 1、为什么执行 p.run() 成功了,这里简单过一下 new 的操作
// new 操作背后的真相
function New(name) {
  this.name = name;
}

// 一、创建一个新的对象
var o = {};

// 二、需要认祖归宗,需要知道自己是被哪个构造函数实例化生成的
o.__proto__ = New.prototype;

// 三、需要拿到 祖上传给你的传家宝
New.apply(o, arguments); // arguments 为传入的参数, 通过执行构造函数,巧妙的将构造函数中 this 的上下文转换成了 新生成的 o 对象的上下文,让其也拥有了构建函数内部的属性和方法

// 四、最后返回 o
return o;
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  • 2、为什么执行 p.run() 成功了咧,因为 new 的过程中 实例化对象 p 中已经继承了构造函数 Person 内的属性和方法所以成功了
  • 3、为什么执行 p.work() 成功了? 因为 p 的 __proto__ 指向的是 Person.prototype 刚好,我们在 Person.prototype 新增了一个 work 方法,所以 p 可以通过 __proto__ 原型链找到 work 方法执行成功
  • 4、为什么 p.eat() 报错了? 我们看看 eat 方法我们是如何定义的:
 ...
 Person.eat = function() { console.log('在吃饭') }
 p2 =  new Person('lisi')
// 因为 eat 这个静态方法是挂载在构造函数这个对象上的,而我们的 new 操作是继承了 构造函数内部的方法和属性,
// 所以在继承父类私有属性的时候没有找到,那还有 原型链上的呢?同样,new 操作是将 `__proto__` 指向了 Person.prototype 而这个对象中也没有这个方法,所以就报错了
 // 那如果 p2 想访问,有办法么? 有的
 p2.constructor.eat()  // 在吃饭
 // 同时 p2.constructor.eat() === Person.eat() === Person.prototype.constructor.eat()
 // 但是这种访问的方式,没办法和对象的上下文结合起来,也没有多大的作用,所以我们往往在我们日常的开发中用到的比较少。
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总结

对,没错。这一章 都是基础知识,那么基于这个基础上,我们下一章节会正式来进入 typescript 中 class 的学习中来 包括了 TypeScript 中的类,类的定义、方法属性的定义和类的修饰符等,敬请期待~

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