JavaScript原型如何实现继承
这篇文章主要介绍了JavaScript原型如何实现继承,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下。希望大家阅读完这篇文章后大有收获。下面让小编带着大家一起了解一下。
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在这篇文章中,我们将讨论原型以及如何在 JS 中使用它们进行继承。我们还将会看到原型方法与基于类的继承有何不同。
继承
继承是编程语言的一个显著特征,随着面向对象编程语言的引入而出现。这些语言大多是基于类的语言。在这里,类就像一个蓝图,对象是它的展现形式。就是说,要创建一个对象,首先我们必须创建一个类,然后我们可以从一个类创建任意数量的对象。
想象一下,我们有一个表示智能手机的类。这个类具有像其他智能手机一样的可以拍照、有GPS定位等功能。下面是使用 c++ 来描述这样的一个类:
class SmartPhone { public: void captureImages() {} } SmartPhone x; x.captureImages()
我们创建了一个名为SmartPhone
的类,它有一个名为capturePictures
的方法用来拍照。
如果我们需要一个iPhone
类,它可以捕捉图像和一些特殊的功能,比如面部ID扫描。下面是两种可能的解决方案:
将捕获图像功能与其他常见的智能手机功能,以及iPhone的特定功能一起重写到一个新类中。但是这种方法需要更多的时间和精力,并且会引入更多的bug。
- 重用
SmartPhone
类中的功能,这就是继承的作用,继承也是重用其他类/对象中功能的一种方式。
这里是我们如何从SmartPhone
类中继承capturePictures
方法,使用 c++ 实现如下:
class Iphone: public SmartPhone { public: void faceIDScan() {} } Iphone x x.faceIDScan() x.captureImages()
上面是一个简单的继承示例。 但是,它表明继承可以使我们以某种方式重用代码,从而使所生成的程序更不易出错,并且花费更少的时间进行开发。
以下是关于类的一些重要信息:
- 继承该功能的类称为子类
- 被继承的类称为父类
- 一个类可以同时从多个类中继承
- 我们可以具有多个继承级别。 例如,类C继承自类B,而类B继承自类A
值得注意的是,类本身并没有做任何事情。在从类创建对象之前,实际上没有完成任何工作。我们将看到它为什么不同于JavaScript。
原型是什么?
在 JS 中,所有对象都有一个特殊的内部属性,该属性基本上是对另一个对象的引用。 此引用取决于对象的创建方式。 在 ECMAScript/JavaScript规范中,它表示为[[Prototype]]
。
由于[[Prototype]]
链接到一个对象,所以该对象有自己的[[Prototype]]
引用。这就是建立原型链的方式。
这个[[Prototype]]
链是 JS 中继承的构建块。
__proto__
对象
为了访问对象的[[Prototype]]
,大多数浏览器都提供__proto__
属性。访问方式如下:
obj.__proto__
需要注意的是,这个属性不是 ECMAScript 标准的一部分,它实际上是由浏览器实现的。
获取和设置原型方法
除了__proto__
属性外,还有一种访问[[Prototype]]
的标准方法:
Object.getPrototypeOf(obj);
对应的有个类似的方法来设置对象的[[Prototype]]
:
Object.setPrototypeOf(obj, prototype);
[[Prototype]]
和.prototype
属性
[[Prototype]]
只不过是一种用来表示物体原型的标准符号。 许多开发人员将其与.prototype
属性混淆,这是完全不同的事情,接着我们来研究一下.prototype
属性。
在 JS 中,有许多创建对象的方法。一种方法是使用构造函数,像这样使用new
关键字来调用它:
function SmartPhone(os) { this.os = os } let phone = new SmartPhone('Android')
在控制台打印 phone
对象:
{ os: "IPhone" __proto__{ constructor: ƒ SmartPhone(os) __proto__: Object } }
现在,如果我们希望在phone
对象上有一些方法,我们可以在函数上使用.prototype
属性,如下所示:
SmartPhone.prototype.isAndroid = function () { return this.os === 'Android' || 'android' }
再次创建phone
对象时,打印 phone
对象如下:
{ os: "Android" __proto__{ isAndroid: ƒ() constructor: ƒ SmartPhone(os) __proto__: Object } }
我们可以在对象的[[Prototype]]
中看到isAndroid()
方法。
简而言之,.prototype
属性基本上就像由给定的构造函数创建的[[Prototype]]
对象的蓝图。 在.prototype
属性/对象中声明的所有内容都会在对象的[[Prototype]]
中弹出。
实上,如果将 SmartPhone.prototype 与
phone 的[[Prototype]]
进行比较,就会发现它们是相同的:
console.log(Object.getPrototypeOf(phone) === SmartPhone.prototype); // true
值得注意的是,我们还可以在构造函数中创建方法:
function ObjectA() { this.methodA = function () {} } let firstObj = new ObjectA() console.log(firstObj)
这种方法的问题是当我们初始化一个新对象时。所有实例都有自己methodA
的副本。相反,当我们在函数的原型上创建它时,对象的所有实例只共享方法的一个副本,显然使用原型的方式效率会过高。
当我们访问属性时这里发生了什么?
当我们访问一个属性以获取它时,会发生以下情况:
JS 引擎查找对象上的属性,如果找到了该属性,然后返回它。否则,JS 引擎将通过查看[[Prototype]]
来检查对象的继承属性,如果找到该属性,则返回它,否则,它会查找 [[Prototype]]
的[[Prototype]]
。 找到属性或没有[[Prototype]]
时,该链结束,这意味着我们已经到达原型链的末端。
当我们设置/创建属性时,JS 总是在对象本身上进行设置。 即使[[Prototype]]
链上存在相同的属性,下面是一个例子:
function MyObject() {} MyObject.prototype.propA = 10; // 在原型上创建属性 let myObject = new MyObject(); console.log(myObject.propA); // [[Prototype]]上的属性 // 10 myObject.propA = 20; // 对象的属性 console.log(myObject.propA); // 20
在上面的示例中,我们创建了一个构造函数,该函数的[[Prototype]]
上具有属性propA
。 当我们尝试对其进行读取操作时,会在控制台中看到该值。 但是,当我们尝试在对象本身上设置相同的属性时;JS 使用给定值在对象上创建一个新属性。 现在,如果我们不能直接访问[[Prototype]]
上的属性。
值得注意的是,普通对象的[[Prototype]]
链的末尾是内置的Object.prototype
。 这就是为什么大多数对象共享许多方法(例如toString()
)的原因。 因为它们实际上是在Object.prototype
上定义的。
使用原型继承的各种方法
在 JS 中,无论我们如何创建对象,只有原型继承,但这些方式还有一些区别,来看看:
对象字面量
在JavaScript中创建对象的最简单方法是使用对象字面量:
let obj = {}
如果在浏览器的控制台中打印obj
,我们将看到以下内容:
基本上,所有用文字面量创建的对象都继承了Object.prototype
的属性。
需要注意的是__proto__
对象引用了创建它的构造函数。 在这种情况下,constructor
属性指向Object
构造函数。
使用对象构造函数
另一种不太常见的创建对象的方法是使用对象构造函数。JS 提供了一个名为Object
的内置构造函数方法来创建对象。
let obj = new Object();
这种方法的结果与对象字面量的方式相同。它从Object.prototype
继承属性。因为我们使用Object
作为构造函数。
Object.create 方法
使用此辅助方法,我们可以创建一个带有[[Prototype]]
的对象,如下所示:
let SmartPhone = { captureImages: function() {} } let Iphone = Object.create(SmartPhone) Iphone.captureImages()
这是在 JS 中使用继承的最简单方法之一。猜猜我们如何在没有任何[[Prototype]]
引用的情况下创建对象?
构造方法
与 JS 运行时提供的对象构造函数相似。 我们还可以创建自己的构造函数,以创建适合我们需求的对象,如下所示:
function SmartPhone(os) { this.os = os; } SmartPhone.prototype.isAndroid = function() { return this.os === 'Android'; }; SmartPhone.prototype.isIOS = function() { return this.os === 'iOS'; };
现在,我们想创建一个iPhone
类,它应该有'iOS'
作为它 os
属性的值。它还应该有faceIDScan
方法。
首先,我们必须创建一个Iphone
构造函数,在其中,我们应该调用SmartPhone
构造函数,如下所示:
function Iphone() { SmartPhone.call(this, 'iOS'); }
这会将Iphone
构造函数中的this.os
属性设置为’iOS‘
。
之所以调用SmartPhone.call
方法,是因为我们需要更改 this
值以引用Iphone
。 这类似于在面向对象的世界中调用父级的构造函数。
接下来的事情是,我们必须从SmartPhone
构造函数继承方法。 我们可以在此处使用Object.create
朋友,如下所示:
Iphone.prototype = Object.create(SmartPhone.prototype);
现在,我们可以使用.prototype
为Iphone
添加方法,如下所示:
Iphone.prototype.faceIDScan = function() {};
最后,我们可以使用Iphone
创建一个对象,如下所示:
let x = new Iphone(); // calling inherited method console.log(x.isIOS()): // true
ES6 class
使用ES6,整个过程非常简单。 我们可以创建类(它们与C ++或其他任何基于类的语言中的类不同,只是在原型继承之上的语法糖),然后从其他类派生新的类。
下面是我们如何在ES6中创建类:
class SmartPhone { constructor(os) { this.os = os; } isAndroid() { return this.os === 'Android'; } isIos() { return this.os === 'iOS'; } };
现在,我们可以创建一个派生自SmartPhone
的新类,如下所示:
class Iphone extends SmartPhone { constructor() { super.call('iOS'); } faceIDScan() {} }
我们不是调用SmartPhone.call
,而是调用super.call
。 在内部,JavaScript引擎会自动为我们执行此操作。
最后,我们可以使用Iphone
创建一个对象,如下所示
let x = new Iphone(); x.faceIDScan(); // calling inherited method console.log(x.isIos()): // true
该ES6示例与先前的构造方法示例相同。 但是阅读和理解起来要干净得多。
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