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JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

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前言

JS继承这块,ES6已经有class很香的语法糖实现了,ES6之前那些实现继承的方法真的又多又长,说句心里话,能不学真的不想再学,但是没办法,面试还是要搞你呀,所以这两天看回ES6之前的继承,发现还是蛮有意思的。写这篇文章也是对自己的一个梳理总结,也希望能帮助到大家弄懂继承这块,这样就不需要再死记硬背八股文,面试自由发挥就好。

JS的继承,核心就是靠原型链完成。如果大家对原型链还不是很清楚,可以先读读我写的这篇关于原型链的文章——带你搞明白到底什么是原型、原型链

文章蛮长,大家可以分成两部分来看。原型链继承、盗用构造函数继承、组合继承为一部分,原型式继承、寄生式继承、寄生式组合继承为一部分。

为了让大家更好的理解,后面的例子,我们都用:

  • Animal作为父类
  • Cat为子类
  • cat为子类Cat实例一,small_cat为子类Cat实例二

JS继承最常见的六种方式

  • 原型链继承
  • 盗用构造函数继承
  • 组合继承
  • 原型式继承
  • 寄生式继承
  • 寄生式组合继承

原型链继承

原理:为什么叫原型链继承,我们可以这样记,因为核心就是我们会重写某个构造函数的原型(prototype),使其指向父类的一个实例,以此让它们的原型链不断串联起来,从而实现继承。

将子类Cat.prototype指向父类Animal的一个实例(Cat.prototype = new Animal()),这样我们就完成了一个原型链继承。来看看具体例子:

// 定义一个父类
function Animal() {
  this.like = ['eat', 'drink', 'sleep'];
}

// 为父类的原型添加一个run方法
Animal.prototype.run = function() {
  console.log('跑步');
}

// 定义一个子类
function Cat() {
  this.name = 'limingcan';
}

// 核心:将Cat的原型指向父类Animal的一个实例
Cat.prototype = new Animal();

// 实例cat.constructor是来自Cat.prototype.constructor
// 不矫正的cat.constructor话,当前的cat.constructor指向的是Animal
// 因为Cat.prototype被重写,constructor被指向了new Animal().__proto__.constructor,相当于Animal.prototype.constructor
Cat.prototype.constructor = Cat;

// 实例一个由子类 new 出来的对象
const cat = new Cat();

cat.run();

console.log(cat);

打印: JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

解析:

当我们执行Cat.prototype = new Animal();这句时,发生了什么:

它把Cat.prototype整个重写了,并将两者通过原型链联系起来,从而实现继承。因为我们将Cat.prototype指向了父类Animal的一个实例,我们暂时把这个实例叫做中介实例X,这个中介实例X自己也有一个__proto__,它又指向了Animal.prototype。所以当实例cat在自身找不到属性方法时,它会去cat.__proto__(相当于Cat.prototype,但是Cat.prototype被重写成了中介实例X,所以也是去中介实例X里面找)找。如果中介实例X也找不到,就会去中介实例X.__proto__(相当于Animal.prototype)找。有值的话,则返回值;没有值的话又会去Animal.prototype.__proto__(相当于Object.prototype)找。有值的话,则返回值;没有值的话又会去Object.prototype.__proto__找,但是Object.prototype.__proto__返回null,原型链到顶,一条条原型链搜索完毕,都没有,则返回undefined。所以这就是为什么实例cat自身没有like属性跟run方法,但是还是可以访问。上述的大致过程,我们可以这样看: JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

这条链有点绕,所以这也是为什么大家对原型链继承总是那么晕头转向的原因。建议读的时候想一下这条链是什么样的,怎么来的。但是核心还是要清楚原型链,所以对原型链不理解的同学,建议还是先把原型链弄清楚,这样才好理解继承。

如果我们这时候给实例catlike属性push一个值,看看下面例子:

// 定义一个父类
function Animal() {
  this.like = ['eat', 'drink', 'sleep'];
}

// 为父类的原型添加一个run方法
Animal.prototype.run = function() {
  console.log('跑步');
}

// 定义一个子类
function Cat() {
  this.name = 'limingcan';
}

// 核心:将Cat的原型指向父类Animal的一个实例
Cat.prototype = new Animal();

// 实例cat.constructor是来自Cat.prototype.constructor
// 不矫正的cat.constructor话,当前的cat.constructor指向的是Animal
// 因为Cat.prototype被重写,constructor被指向了new Animal().__proto__.constructor,相当于Animal.prototype.constructor
Cat.prototype.constructor = Cat;

// 实例一个由子类 new 出来的对象
const cat = new Cat();

// 给like属性push一个play值
cat.like.push('play');

// 实例第二个对象
const small_cat = new Cat();

console.log(cat.like);

console.log(small_cat.like);

console.log(cat.like === small_cat.like);

打印:

JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

我们会发现,如果我们修改实例cat的属性,并且该属性是引用类型的话,后续实例化出来的对象,都会被影响到。因为catsmall_cat自身没有like属性,它们的like都继承自Cat.prototype,指向的是的同一份地址。

如果想要两个实例修改like互不影响,只能给他们自身增加一个like属性(cat.like = ['eat', 'drink', 'sleep', 'play'];cat_small.like = ['food']。如果自身有属性,是不会去prototype查找的,它们是两个实例自己独有的属性,指向不同地址),但这样就失去了继承的意义了。

总结:

  • 优点:

    • 实现相对简单
    • 子类实例可以直接访问到父类实例或父类原型上的属性方法
  • 缺点:

    • 父类所有的引用类型属性都会被实例出来的对象共享,所以修改一个实例对象的引用类型属性,会导致所有实例对象受到影响
    • 实例化时,不能传参数

因此为了解决原型链继承的缺点,又搞了个盗用构造函数继承的方式。

盗用构造函数继承

盗用构造函数继承,也叫借用构造函数继承,它可以解决原型链继承带来的缺点。

原理:在子类构造函数中,调用父类构造函数方法,但通过call或者apply方法改变了父类构造函数内this的指向,使得子类实例出来的对象,自身拥有来自父类构造函数的方法跟属性,且分别独立,互不影响。

来看看具体例子:

// 定义一个父类
function Animal(name) {
  this.name = name;
  this.like = ['eat', 'drink', 'sleep'];
  this.play = function() {
    console.log('到处玩');
  }
}

// 为父类的原型添加一个run方法
Animal.prototype.run = function() {
  console.log('跑步');
}

// 定义一个子类
function Cat(name, age) {
  Animal.call(this, name);
  this.age = age;
}

// 实例一个由子类 new 出来的对象
const cat = new Cat('limingcan', 27);

// 给实例cat的like属性push一个toys值
cat.like.push('toys');

// 实例第二个对象
const small_cat = new Cat('mimi', 100);

console.log(cat);

console.log(small_cat);

console.log(cat.run);

console.log(small_cat.run);

打印:

JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

从打印我们可以看出:

  1. 实例化子类Cat时,可以传入参数
  2. 父类Animal里的属性方法,都被添加到实例cat跟实例small_cat自身里了(因为子类Cat调用了call方法,某种程度来说继承了父类Animal里的属性方法)
  3. 修改实例cat不会影响到实例small_cat(因为实例出来的对象,所有的属性、方法都是添加到实例对象自身,而不是添加到实例对象的原型上,它们是完全独立,指向的都是不同的地址)
  4. 打印run方法,输出都是undefined,说明实例没有继承父类Animal原型上的方法(实例的原型链没有跟父类Animal原型链打通,因此原型链上搜索不到run方法,可以跟原型链继承对比想想)
  5. 子类的原型Cat.prototype与父类原型Animal.prototype没有打通,因为Cat.prototype.__proto__直接指向了Object.prototype,如果打通了的话,应该是Cat.prototype.__proto__指向Animal.prototype,这也是为什么实例cat没有继承父类run方法的原因,因为访问不到。

总结:

  • 优点:

    • 实例化时,可以传参
    • 子类通过callapply方法,将父类里的所有属性、方法复制到实例对象的自身,而不是共享原型链上同一个属性,所以修改一个实例对象的引用类型属性时,不会导致所有实例对象受到影响
  • 缺点:

    • 无法继承父类原型上的属性与方法

我们通过借用构造函数继承的方法,解决了原型链继承的缺点。但是又产生了一个新的问题——子类无法继承父类原型(Animal.prototype)上的属性与方法,如果我们把这两种方式结合一下,会不会好点呢,于是有了组合继承这个继承方式。

组合继承

组合继承顾名思义就是,利用原型链继承跟借用构造函数继承相结合,而创造出来的一种新的继承方式,是不是很好记。

原理:利用原型链继承,实现实例对父类原型(Animal.protoytype)上的方法与属性继承;利用借用构造函数继承,实现实例对父类构造函数(function Animal() {})里方法与性的继承,并且解决原型链继承的缺陷。

来看看具体例子:

// 定义一个父类
function Animal(name, sex) {
  this.name = name;
  this.sex = sex;
  this.like = ['eat', 'drink', 'sleep'];
}

// 为父类的原型添加一个run方法
Animal.prototype.run = function() {
  console.log('跑步');
}

// 定义一个子类
function Cat(name, sex, age) {
  // 第一次调用Animal构造函数
  Animal.call(this, name, sex);
  this.age = age;
}

// 核心:将Cat的原型指向父类Animal的一个实例(第二次调用Animal构造函数)
Cat.prototype = new Animal();

// 实例cat.constructor是来自Cat.prototype.constructor
// 不矫正的cat.constructor话,当前的cat.constructor指向的是Animal
// 因为Cat.prototype被重写,constructor被指向了new Animal().__proto__.constructor,相当于Animal.prototype.constructor
Cat.prototype.constructor = Cat;

// 实例一个由子类new 出来的对象
const cat = new Cat('limingcan', 'man', 27);
console.log(cat);

打印: JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

由上图我们能得出总结:

  • 优点:

    • 利用原型链继承,将实例cat、子类Cat、父类Animal三者的原型链串联起来,让实例对象继承父类原型Animal.prototype的方法与属性
    • 利用借用构造函数继承,将父类构造函数function Animal() {}的属性、方法添加到实例自身上,解决原型链继承,实例修改引用类型属性时对后续实例影响问题
    • 利用构造函数继承,实例化对象时,可传参
  • 缺点:

    • 两次调用父类构造函数function Animal() {}(第一次在子类Cat构造函数内调用,第二次在new Animal()时候调用)
    • 实例自身拥有的属性,子类Cat.prototype里也会有,造成不必要的浪费(因为Cat.prototype被重写为new Animal()了,new Animal()是父类的一个实例,也有namesexlike属性)

看来组合继承也不是最完美的继承方式。我们先把组合继承放一边,先看看什么是原型式继承。

原型式继承

原理:用于创建一个新对象,使用现有的对象来作为新创建对象的原型(prototype)。一般使用Object.create()方法实现,详细用法可以看看这里

来看看具体例子:

// 定义一个父类(新建出来的对象的__proto__会指向它)
const Animal = {
  name: 'nobody',
  like: ['eat', 'drink', 'sleep'],
  run() {
    console.log('跑步');
  }
};

// 新建以Animal为原型的实例
const cat = Object.create(
  Animal,
  // 这里定义的是实例自身的方法或属性
  {
    name: {
      value: 'limingcan'
    }
  }
);

// 给实例cat属性like添加一个play值
cat.like.push('play');

const small_cat = Object.create(
  Animal,
  // 这里定义的是实例自身的方法或属性
  {
    name: {
      value: 'mimi'
    }
  }
);

console.log(cat);
console.log(small_cat);
console.log(cat.__proto__ === Animal);

打印:

JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

由上图我们可以得出总结:

  • 优点:

    • 实现比原型链继承更简洁(不需要写什么构造函数了,也不需要写子类Cat,直接父类继承Animal
    • 子类实例可以直接访问到父类实例或父类原型上的属性方法
  • 缺点:

    • 父类所有的引用类型属性都会实例出来的对象共享,所以修改一个实例对象的引用类型属性,会导致所有实例对象受到影响
    • 实例化时,不能传参数

我们可以对比原型链继承方式,其实这两种方式差不多,所以它要跟原型链继承存在一样的缺点,但是实现起来比原型式继承更加简洁方便一些。如果我们只是想让一个对象跟另一个对象保持类似,原型式继承可能更加舒服,因为它不需要像原型链继承那样大费周章。接下来我们再看看另一种继承方式——寄生式继承。

寄生式继承

原理:它其实就是对原型式继承进行一个小封装,增强了一下实例出来的对象

来看看具体例子:


// 定义一个父类(新建出来的对象的__proto__会指向它)
const Animal = {
  name: 'nobody',
  like: ['eat', 'drink', 'sleep'],
  run() {
    console.log('跑步');
  }
};

// 定义一个封装Object.create()方法的函数
const createObj = (parentPropety, ownProperty) => {
  // 生成一个以parentPropety 为原型的对象obj
  // ownProperty 是新建出来的实例,拥有自身的属性跟方法配置
  const obj = Object.create(parentPropety, ownProperty);

  // 增强功能
  obj.catwalk = function() {
    console.log('走猫步');
  };

  return obj;
}

// 新建以Animal为原型的实例一
const cat = createObj(Animal, {
  name: {
    value: 'limingcan'
  }
})

// 给实例cat属性like添加一个play值
cat.like.push('play');

// 新建以Animal为原型的实例二
const small_cat = createObj(Animal, {
  name: {
    value: 'mimi'
  }
})

console.log(cat);
console.log(small_cat);
console.log(cat.__proto__ === Animal);

打印:

JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

总结:

  • 优点:

    • 实现比原型链继承更简洁
    • 子类实例可以访问到父类的属性方法
  • 缺点:

    • 父类所有的引用类型属性都会被实例出来的对象共享,所以修改一个实例对象的引用类型属性,会导致所有实例对象受到影响
    • 实例化时,不能传参数

寄生式继承优缺点跟原型式继承一样,但最重要的是它提供了一个类似工厂的思想,是对原型式继承的一个封装。前面我们说到组合继承还是会有一些缺陷,通过原型式继承跟寄生式继承,我们可以利用这两个继承的思想,来解决组合继承的缺陷,它就是寄生组合式继承。

寄生式组合继承

原理:利用原型链继承,实现实例对父类原型(Animal.prototype)方法与属性的继承;利用借用构造函数继承,实现实例对父类构造函数(function Animal() {})里方法与属性的继承,并且解决了组合继承带来的缺陷

前面我们说到,组合继承会有以下两个缺点:

  • 会两次调用父类构造函数function Animal() {}。(第一次在子类构造函数内使用call或者apply方法时调用;第二次在Cat.prototype = new Animal()时候调用了)
  • 实例自身拥有的属性,子类构造函数的prototype里也会有,造成不必要的浪费(因为子类构造函数的protptype被重写为父类的一个实例了,所以Cat.prototype也会拥有父类实例里的属性跟方法)

通过上面原型式继承的方式,我们可以把原型链继承里,Cat.prototype = new Animal()这一步,用寄生式继承的思想,用Object.create()方法实现并替换掉。来看看具体例子:

// 定义一个父类
function Animal(name, sex) {
  this.name = name;
  this.sex = sex;
  this.like = ['eat', 'drink', 'sleep'];
}

// 定义一个子类
function Cat(name, sex, age) {
  // 第一次调用Animal构造函数
  Animal.call(this, name, sex);
  this.age = age;
}

// 定义一个利用原型式继承方式,跟寄生式继承思想来实现寄生组合式继承的方法
function inheritObj(parentClass, childClass) {
  // parentClass 为传入的父类
  // childClass 为传入的子类
  // finalProperty 为最后继承的原型对象

  const finalProperty = Object.create(parentClass.prototype);

  finalProperty.constructor = childClass;

  childClass.prototype = finalProperty;
}

// 为父类的原型添加一个run方法
Animal.prototype.run = function() {
  console.log('跑步');
}

// 实现寄生组合继承
inheritObj(Animal, Cat);

// 给子类的原型添加一个方法
Cat.prototype.catwalk = function() {
  console.log('走猫步');
}

// 实例一个由子类new 出来的对象
const cat = new Cat('limingcan', 'man', 27);

console.log(cat);

寄生式组合继承打印:

JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

组合继承打印:

JS继承面试的时候怎么说?答应我,不要再死记硬背了好吗?

我们可以对比一下组合继承那张图会发现:

  • 实例cat自身该有的属性都有
  • Cat.prototype也干净了,没有把父类的属性都复制一遍,只有自己添加的catwalk方法
  • Animal.prototype也十分干净,只有自己添加的run方法

这是基本我们最想要的结果,也是最理想的继承方式。

解析:

我们想想为什么在组合继承时,我们要Cat.prototype = new Animal()?核心是因为我们要打通实例cat、子类Cat、父类Animal三者的原型链,从而实现继承。我们顺着这个思路,解析一下上面inheritObj这个方法,短短三行,但是为什么会发生那么神奇的事:

  • const finalProperty = Object.create(parentClass.prototype):浅拷贝一份parentClass.prototype,并将其作为finalProperty对象的原型,即finalProperty.__proto__ === parentClass.prototype。此时finalProperty.constructor指向的是parentClass.prototype.constructor
  • finalProperty.constructor = childClass:寄生式继承思想,增强对象。矫正finalProperty.constructor,让其指向childClass
  • childClass.prototype = finalProperty:使得实例找不到方法属性,会去childClass.prototypefinalProperty)里找;再找不到会去finalProperty.__proto__(parentClass.prototype)里找。打通了子类childClass与父类的parentClass原型链,实现了父子类的继承。

inheritObj方法,其实质就是下面的实现,这样可能可以更加直观的看出继承:

// 定义一个利用原型式继承方式,跟寄生式继承思想来实现寄生组合式继承的方法
function inheritObj(parentClass, childClass) {
  // parentClass 为传入的父类
  // childClass 为传入的子类
  
  childClass.prototype.__proto__ = parentClass.prototype;

  childClass.prototype.constructor = childClass;
}

最后

终于写完了!真的太累了!希望这篇文章读完对大家有所帮助,面试的时候不虚。只要理解透了各个继承方式的原理,各个继承方式的优缺点真的没有必要背,优缺点自己总结就好了呀,万变不离其宗~ 如果大家有什么异同,欢迎评论交流;如果觉得这篇文章好的话,欢迎点赞分享,这篇文章真的花了我不少功夫。