JavaScript多种继承方式以及优缺点

new 运算符究竟都干了些什么?

// 以下继承会用到该父对象
function Animal(name = "defaultName") {
  this.name = name
  this.types = ["pig"]
}

const animal = new Animal()

new 简单来说就是用来创建对象实例的,当创建对象实例的时候,它会做以下操作

  1. 创建一个空的 JavaScript 对象(即{}
  2. 为步骤一新创建的对象添加属性__proto__,将该属性指向构造函数的原型对象prototype
  3. 将步骤一创建的对象作为构造函数的this上下文
  4. 如果该函数没有返回对象,则返回this(一般情况下,构造函数不返回值,但是用户可以选择主动返回对象,来覆盖正常的对象创建步骤)

如果你没有使用 new 运算符, 构造函数会像其他的常规函数一样被调用, 并不会创建一个对象。在这种情况下, this 的指向也是不一样的。

所以,创建一个用户自定义对象只需要以下两步

  1. 通过编写函数来定义对象类型
  2. 通过new来创建对象实例

1. 原型链继承

Animal.prototype.getName = function() {
  return this.name
}

function Cat() {}

Cat.prototype = new Animal()

const cat = new Cat()

console.log(cat.getName()) // defaultName

缺点

  1. 引用类型的属性被所有实例共享,举个例子:
Animal.prototype.getTypes = function() {
  return this.types
}

function Cat() {}

Cat.prototype = new Animal()

const whiteCat = new Cat()
whiteCat.types.push("cat")

const blackCat = new Cat()

console.log(whiteCat.getTypes()) // ['pig','cat']
console.log(blackCat.getTypes()) // ['pig','cat']
  1. 在创建 Cat 的实例时,不能向 Animal 传参

    • 导致console.log(cat.getName())一直显示的是 defaultName

2. 借用构造函数(经典继承)

function Cat() {
  Animal.call(this)
}

const whiteCat = new Cat()
whiteCat.types.push("cat")

const blackCat = new Cat()

console.log(whiteCat.types) // ['pig','cat']
console.log(blackCat.types) // ['pig']

优点

  1. 避免了引用类型的属性被所有实例共享
  2. 可以在 Cat 中向 Animal 传参,举个例子
function Cat(name) {
  Animal.call(this, name)
}

const whiteCat = new Cat("white")
whiteCat.types.push("cat")

const blackCat = new Cat("black")

console.log(whiteCat.name) // white
console.log(blackCat.name) // black

缺点

方法都在构造函数中定义,每次创建实例都会创建一遍方法。

3. 组合继承

原型链继承和经典继承双剑合璧。

Animal.prototype.getName = function() {
  return this.name
}

function Cat(name, age) {
  Animal.call(this, name)
  this.age = age
}

Cat.prototype = new Animal()
Cat.prototype.constructor = Cat

const whiteCat = new Cat("white", 4)
whiteCat.types.push("cat")

console.log(whiteCat.types) // ['pig','cat']
console.log(whiteCat.getName()) // white
console.log(whiteCat.age) // 4

const blackCat = new Cat("black", 5)

console.log(blackCat.types) // ['pig']
console.log(blackCat.getName()) // black
console.log(blackCat.age) // 5

优点

融合原型链继承和构造函数的优点,是 JavaScript 中最常用的继承模式。

  1. 原型链共享的特性,不用每次都创建一个方法
  2. 构造函数封闭的特性,每个构造函数中的属性都是独立的

4. 原型式继承

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

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。

缺点

包含引用类型的属性值始终都会共享相应的值,这点跟原型链继承一样。

const person = {
  name: "kevin",
  friends: ["daisy", "kelly"],
}

var person1 = createObj(person)
var person2 = createObj(person)

person1.name = "person1"
console.log(person2.name) // kevin
console.log(person1.name) // person1
console.log(person.name) // kevin

person1.friends.push("taylor")
console.log(person1.friends) // ["daisy", "kelly", "taylor"]
console.log(person2.friends) // ["daisy", "kelly", "taylor"]

注意:修改 person1.name 的值,person2.name 的值并未发生改变,并不是因为 person1 和 person2 有独立的 name 值,而是因为 person1.name = 'person1',给 person1 添加了 name 值,并非修改了原型上的 name 值

5. 寄生式继承

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 createObj(o) {
  const cloneObj = Object.create(o)
  cloneObj.sayName = function() {
    return "hi"
  }
  return cloneObj
}

缺点

跟经典构造函数模式一样,每次创建对象都会创建一遍方法。

6. 寄生组合式继承

为了方便大家阅读,在这里重复一下组合继承的代码:

function Animal(name = "defaultName") {
  this.name = name
  this.types = ["pig"]
}

Animal.prototype.getName = function() {
  return this.name
}

function Cat(name, age) {
  Animal.call(this, name)
  this.age = age
}

Cat.prototype = new Animal()
Cat.prototype.constructor = Cat

const whiteCat = new Cat("white", 4)

console.log(Cat.prototype) // Cat {name:'defaultName',types:['pig'],constructor: [Function: Cat]}
console.log(whiteCat) // Cat { name: 'white', types: [ 'pig' ], age: 4 }

组合继承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:

Cat.prototype = new Animal()

一次在创建子类型实例的时候:

const whiteCat = new Cat("white", 4)

回想下 new 的模拟实现,其实在这句中,我们又会调用了一次 Parent 构造函数。:

Animal.call(this, name)

所以,在这个例子中,如果我们打印 whiteCat 对象,我们会发现 Cat.prototype 和 whiteCat 都有一个属性为 types,属性值为['pig']。

那么我们该如何精益求精,避免这一次重复调用呢?
如果我们不使用 Child.prototype = new Parent() ,而是间接的让 Child.prototype 访问到 Parent.prototype 呢?

function Animal(name = "defaultName") {
  this.name = name
  this.types = ["pig"]
}

Animal.prototype.getName = function() {
  return this.name
}

function Cat(name, age) {
  Animal.call(this, name)
  this.age = age
}

// 关键的三步
var F = function() {}

F.prototype = Animal.prototype

Cat.prototype = new F()

const whiteCat = new Cat("white", 4)

console.log(Cat.prototype) // Animal {}
console.log(whiteCat) // Animal { name: 'white', types: [ 'pig' ], age: 4 }

最后我们封装一下这个继承方法:

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

function prototype(Child_Class, Parent_Class) {
  const cloneObj = createObj(Parent_Class)
  Child_Class.prototype = cloneObj
  Child_Class.prototype.constructor = Child_Class
}

// 当我们使用的时候:
prototype(Child, Parent)

引用《JavaScript 高级程序设计》中对寄生组合式继承的夸赞就是:

这种方式的高效率体现它只调用了一次 Animal 构造函数,并且因此避免了在 Cat.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。

pipihua

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