JavaScript 继承和原型链

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本文为 JavaScript Class(类) 中的 Private(私有) 和 Public(公有) 属性 续篇

之前我们学习了如何在 ES5 和 ES6 中创建 Animal 类。我们还学习了如何使用 JavaScrip t的原型在这些类之间共享方法。查看我们在之前文章中看到的代码。

ES5:

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

ES6:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

现在我们想为特定动物建一个别 class(类) 。 例如，如果我们想要开始制作一堆狗实例，该怎么办？ 这些狗有哪些属性和方法？ 嗯，类似于我们的 Animal 类，我们可以给每只狗一个 name ，一个 energy 等级，以及 eat ， sleep 和 play 的能力。 我们的 Dog 类是独一无二的，我们也可以给 Dog 类一些独一无二的的属性，比如一个 breed (品种) 属性以及 bark (吠叫) 的能力。 在 ES5 中，我们的 Dog 类可能看起来像这样:

function Dog (name, energy, breed) {
  this.name = name
  this.energy = energy
  this.breed = breed
}

Dog.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Dog.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Dog.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof-Woof!')
  this.energy -= .1
}

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')

你应该看出来了，我们刚刚重新创建了 Animal 类并为它添加了一些新属性。 如果我们想创建另一个动物，比如说 Cat ，那么我们必须再次创建一个 Cat 类，将 Animal 类中的所有常用逻辑复制到 Cat ，然后像 Dog 类一样添加 Cat 特定属性。 就是说，我们必须对我们创造的每一种不同类型的动物都这样做。

function Dog (name, energy, breed) {}

function Cat (name, energy, declawed) {}

function Giraffe (name, energy, height) {}

function Monkey (name, energy, domesticated) {}

这项工作似乎很浪费。 Animal 类是完美的基类。 这意味着它具有我们每只动物的共同特征。 无论我们是创造 狗，猫，长颈鹿还是猴子，它们都会有一个 name ， energy 等级，以及 eat ， sleep 和 play 的能力。 那么每当我们为每个不同的动物创建单独的类时，我们是否可以利用 Animal 类？ 我们来试试吧。 我将在下面再次粘贴 Animal 类以便于参考。

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

function Dog (name, energy, breed) {

}

我们对上面的 Dog 构造函数你了解多少？

首先，我们知道它需要3个参数， name , energy 和 breed 。

其次，我们知道它将使用 new 关键字调用，因此我们将拥有一个 this 对象。

第三，我们知道我们需要利用 Animal 函数，这样任何狗的实例都会有一个 name ， energy 等级，以及 eat ， sleep 和 play 的能力。

第三点是有点棘手的问题。 你“利用”一个函数的方式就是调用它。 所以我们知道在 Dog 里面，我们想要调用 Animal 。 我们需要弄清楚的是我们如何在 Dog 的上下文中调用 Animal 。 这意味着我们想用 Dog 中的 this 关键字调用 Animal 。 如果我们正确地做到了，那么 Dog 函数内部将具有 Animal 的所有属性（ name ， energy ）。 如果您记得 上一节我们所讨论的内容 ，JavaScript 中的每个函数都有一个 .call 方法。

.call() 是函数的一个方法，它允许您调用函数时，指定该函数的上下文。

听起来正是我们所需要的。我们想在 Dog 上下文中调用 Animal 。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')

charlie.name // Charlie
charlie.energy // 10
charlie.breed // Goldendoodle

知道这个，我们就已经成功一半了。您将在上面的代码中注意到，因为这一行是 Animal.call(this, name, energy) ， Dog 的每个实例都将有一个 name 和 energy 属性。同样，这样做的原因是，就好像我们使用从 Dog 生成的 this 关键字运行 Animal 函数一样。在我们添加了一个 name 和 energy 属性之后，我们又像往常一样添加了一个 breed 属性。

请记住，这里的目标是让 Dog 的每个实例不仅具有 Animal 的所有属性，而且还具有所有方法。如果您运行上面的代码，您会注意到如果您尝试运行 charlie.eat(10) ，您将收到一个错误。目前 Dog 的每个实例都具有 Animal （ name 和 energy ）的属性，但我们没有做任何事情来确保他们也有方法（ eat ， sleep 和 play ）。

让我们考虑如何解决这个问题。我们知道所有 Animal 的方法都位于 Animal.prototype 上。这意味着我们想要确保 Dog 的所有实例都可以访问 Animal.prototype 上的方法。如果我们在这里使用我们的好朋友 Object.create 怎么办？如果您还记得， Object.create 允许您创建一个对象，该对象将在失败的查找中委托给另一个对象。所以在我们的例子中，我们想要创建的对象将是 Dog 的原型，而我们想要在失败的查找中委托的对象是 Animal.prototype 。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

现在，只要在 Dog 实例上查找失败，JavaScript 就会将该查找委托给 Animal.prototype 。 如果这仍然有点模糊，请重新阅读 JavaScript Prototype(原型) 新手指南 ，其中我们讨论了 Object.create 和 JavaScript 的 原型(prototype) 。

让我们一起看完整个代码，然后我们将了解发生的事情。

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

现在我们已经创建了我们的基类（ Animal ）以及我们的子类（ Dog ），让我们在创建 Dog 实例时看看它的样子。

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')

charlie.name // Charlie
charlie.energy // 10
charlie.breed // Goldendoodle

到目前为止没有任何花哨的东西，但让我们来看看当我们调用位于 Animal 上的方法时会发生什么。

charlie.eat(10)

/*
1) JavaScript checks if charlie has an eat property - it doesn't.
2) JavaScript then checks if Dog.prototype has an eat property
    - it doesn't.
3) JavaScript then checks if Animal.prototype has an eat property
    - it does so it calls it.
*/

Dog.prototype 被检查的原因是因为当我们创建一个新的 Dog 实例时，我们使用了 new 关键字。在引擎中，为我们创建的 this 对象委托给 Dog.prototype （见下面的注释）。

function Dog (name, energy, breed) {
  // this = Object.create(Dog.prototype)
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
  // return this
}

之所以检查 Animal.prototype 是因为我们用这一行覆盖了 Dog.prototype 以委托给失败的查找的 Animal.prototype

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

现在我们还没有谈到的一件事是，如果 Dog 有自己的方法呢？ 嗯，这是一个简单的解决方案。 就像 Animal 一样，如果我们想在该类的所有实例之间共享一个方法，我们将它添加到函数的原型中。

...

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

非常好。我们需要做一个小小的补充。如果你不记得了请回到 JavaScript Prototype(原型) 新手指南 了解详情，我们可以通过使用 instance.constructor 来访问实例的构造函数。

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

const leo = new Animal('Leo', 7)
console.log(leo.constructor) // Logs the constructor function

正如前一篇文章中所解释的那样，“其工作原因是因为任何 Animal 实例都会在失败的查找中委托给 Animal.prototype 。 因此，当您尝试访问 leo.prototype 时， leo 没有 prototype 属性，因此它会将该查找委托给 Animal.prototype ，它确实具有 constructor 属性。“

我提出这个问题的原因是因为在我们的实现中，我们用一个委托给 Animal.prototype 的对象覆盖了 Dog.prototype 。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

这意味着现在，任何打印 Dog 的实例 instance.constructor 都将获得 Animal 构造函数而不是 Dog 构造函数。您可以通过运行此代码自行查看 –

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')
console.log(charlie.constructor)

请注意，即使 charlie 是 Dog 的直接实例，它也会为您提供 Animal 构造函数。同样，我们可以像上面一样了解这里发生的事情。

const charlie = new Dog('Charlie', 10, 'Goldendoodle')
console.log(charlie.constructor)

/*
1) JavaScript checks if charlie has a constructor property - it doesn't.
2) JavaScript then checks if Dog.prototype has a constructor property
    - it doesn't because it was deleted when we overwrote Dog.prototype.
3) JavaScript then checks if Animal.prototype has a constructor property
    - it does so it logs that.
*/

我们该如何解决这个问题？嗯，这很简单。一旦我们覆盖它，我们就可以向 Dog.prototype 添加正确的 constructor 属性。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

Dog.prototype.constructor = Dog

此时如果我们想要创建另一个子类，比如 Cat ，我们将遵循相同的模式。

function Cat (name, energy, declawed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.declawed = declawed
}

Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype)
Cat.prototype.constructor = Cat

Cat.prototype.meow = function () {
  console.log('Meow!')
  this.energy -= .1
}

这种具有委托给它的子类的基类的概念称为继承，它是面向对象编程（OOP）的主要部分。 如果你来自不同的编程语言，你可能已经熟悉OOP和继承了。 在 ES6 classes 之前，在 JavaScript 中，继承是一项非常艰巨的任务，正如您在上面所看到的。您现在只需要了解什么时候使用继承，以及 .call 和 Object.create ， this ，和 FN.prototype 的良好组合。- 这些都是高级 JS 主题。让我们看看如何使用 ES6 类来完成同样的事情。

首先，让我们回顾一下使用我们的 Animal 类从 ES5 “类” 到 ES6 类的样子。

ES5:

function Animal (name, energy) {
  this.name = name
  this.energy = energy
}

Animal.prototype.eat = function (amount) {
  console.log(`${this.name} is eating.`)
  this.energy += amount
}

Animal.prototype.sleep = function (length) {
  console.log(`${this.name} is sleeping.`)
  this.energy += length
}

Animal.prototype.play = function (length) {
  console.log(`${this.name} is playing.`)
  this.energy -= length
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

ES6:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

const leo = new Animal('Leo', 7)

现在我们已经将我们的 Animal 构造函数重构为 ES6 类，接下来我们需要做的是弄清楚如何重构我们的基类（ Dog ）。好消息是它更加直观。作为参考，在ES5 中，这是我们所拥有的。

function Dog (name, energy, breed) {
  Animal.call(this, name, energy)

  this.breed = breed
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype)

Dog.prototype.bark = function () {
  console.log('Woof Woof!')
  this.energy -= .1
}

Dog.prototype.constructor = Dog

在我们进入继承之前，让我们使用 ES6 类来重构 Dog ，就像我们在之前的帖子中学到的那样。

class Dog {
  constructor(name, energy, breed) {
    this.breed = breed
  }
  bark() {
    console.log('Woof Woof!')
    this.energy -= .1
  }
}

看起来很棒。现在，让我们弄清楚如何确保 Dog 继承自 Animal 。我们需要做的第一步是非常直接的。使用 ES6 类，您可以使用此语法 extend 基类

class Subclass extends Baseclass {}

翻译成我们的例子，这将使我们的 Dog 类看起来像这样：

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

class Dog extends Animal {
  constructor(name, energy, breed) {
    this.breed = breed
  }
  bark() {
    console.log('Woof Woof!')
    this.energy -= .1
  }
}

在ES5中，为了确保 Dog 的每个实例都具有 name 和 energy 属性，我们使用 .call 以在 Dog 实例的上下文中调用 Animal 构造函数。 幸运的是，在 ES6 中，它更直接。 每当你扩展一个基类并且你需要调用那个基类的构造函数时，你调用 super 传递它需要的任何参数即可。 所以在我们的例子中，我们的 Dog 构造函数被重构为这样:

class Animal {
  constructor(name, energy) {
    this.name = name
    this.energy = energy
  }
  eat(amount) {
    console.log(`${this.name} is eating.`)
    this.energy += amount
  }
  sleep() {
    console.log(`${this.name} is sleeping.`)
    this.energy += length
  }
  play() {
    console.log(`${this.name} is playing.`)
    this.energy -= length
  }
}

class Dog extends Animal {
  constructor(name, energy, breed) {
    super(name, energy) // calls Animal's constructor

    this.breed = breed
  }
  bark() {
    console.log('Woof Woof!')
    this.energy -= .1
  }
}

就是这样。不使用 .call ，不使用 Object.create ，不用担心重置原型上的构造函数 – 只需 extends 基类并确保调用 super 即可。

JavaScript 的有趣之处在于您学到的相同模式，最后几篇文章直接融入语言本身。 以前您了解到 Array 的所有实例都可以访问 pop ， slice ， filter 等数组方法的原因是因为所有这些方法都存在于 Array.prototype 中。

console.log(Array.prototype)

/*
  concat: ƒn concat()
  constructor: ƒn Array()
  copyWithin: ƒn copyWithin()
  entries: ƒn entries()
  every: ƒn every()
  fill: ƒn fill()
  filter: ƒn filter()
  find: ƒn find()
  findIndex: ƒn findIndex()
  forEach: ƒn forEach()
  includes: ƒn includes()
  indexOf: ƒn indexOf()
  join: ƒn join()
  keys: ƒn keys()
  lastIndexOf: ƒn lastIndexOf()
  length: 0n
  map: ƒn map()
  pop: ƒn pop()
  push: ƒn push()
  reduce: ƒn reduce()
  reduceRight: ƒn reduceRight()
  reverse: ƒn reverse()
  shift: ƒn shift()
  slice: ƒn slice()
  some: ƒn some()
  sort: ƒn sort()
  splice: ƒn splice()
  toLocaleString: ƒn toLocaleString()
  toString: ƒn toString()
  unshift: ƒn unshift()
  values: ƒn values()
*/

您知道，所有 Object 实例都可以访问 hasOwnProperty 和 toString 等方法的原因是因为这些方法存在于 Object.prototype 上。

console.log(Object.prototype)

/*
  constructor: ƒn Object()
  hasOwnProperty: ƒn hasOwnProperty()
  isPrototypeOf: ƒn isPrototypeOf()
  propertyIsEnumerable: ƒn propertyIsEnumerable()
  toLocaleString: ƒn toLocaleString()
  toString: ƒn toString()
  valueOf: ƒn valueOf()
*/

这对你来说是一个挑战。使用上面的 Array 方法和 Object 方法列表，为什么下面的代码有效？

const friends = ['Mikenzi', 'Jake', 'Ean']

friends.hasOwnProperty('push') // false

如果查看 Array.prototype ，则没有 hasOwnProperty 方法。 好吧，如果 Array.prototype 上没有 hasOwnProperty 方法，上面示例中的 friends 数组如何访问 hasOwnProperty ？ 原因是因为 Array 类扩展了 Object 类。 因此，在上面的示例中，当 JavaScript 看到 friends 没有 hasOwnProperty 属性时，它会检查 Array.prototype 是否具有该方法。 当 Array.prototype 没有时，它会检查 Object.prototype 是否有该方法，然后再调用它。 这是我们在这篇博客文章中看到的相同过程。

JavaScript 有两种类型 – 原始类型 和 引用类型 。

原始类型是 boolean ， number ， string ， null 和 undefined 并且是不可变的。 其他所有内容都是引用类型，它们都扩展了 Object.prototype 。 这就是为什么你可以为函数和数组添加属性，这就是为什么函数和数组都可以访问 Object.prototype 上的方法。

function speak(){}
speak.woahFunctionsAreLikeObjects = true
console.log(speak.woahFunctionsAreLikeObjects) // true

const friends = ['Mikenzi', 'Jake', 'Ean']
friends.woahArraysAreLikeObjectsToo = true
console.log(friends.woahArraysAreLikeObjectsToo) // true

英文原文：https://tylermcginnis.com/javascript-inheritance-and-the-prototype-chain/

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