JavaScript面向对象---原型链继承

2017-01-13 10:49:25来源:segmentfault作者:大桔子人点击

最近一直在研究js面向对象,原型链继承是一个难点,下面是我对继承的理解
以下文章借鉴自csdn季诗筱的博客

1.原型链继承的基本概念:
ES中描述了原型链的概念,并将原型链作为实现继承的主要方法;
基本思想:利用一个引用类型继承另一个引用类型的属性和方法:
简单回顾下: 构造函数 -- 原型 -- 实例 三者之间的关系
每个构造函数都有一个原型对象(Person.prototype),
原型对象都包含一个指向构造函数的指针(constructor),
而实例都包含着一个指向圆形对象的内部指针([[prototye]]);

那么,假如我们让原型对象等于另一个类型的实例会怎么样呢???显然,此时的原型对象将包含一个指向另一个原型对象的指针([[prototype]]),相应地,另一个原型对象中也包含着指向另一个构造函数的指针。
假如另一个原型又是另一个类型的实例,那么上述关系依然成立,如此层层递进,就构成了实例与原型的链条。这就是所谓原型链的基本概念!

2.原型链继承基本模式:


function SuperType(){
this.prototype = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function(){
return this.property;
}function SubType(){
this.subproperty = false;
}
//继承了SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
SubType.prototype.getSubValue = function(){
return this.subproperty;
}
var instance = new SubType();
alert(instance.getSuperValue());

以上代码定义了两个类型:SuperType 和 SubType.
每个类型分别有一个属性和方法。
他们的主要区别是SubType继承了SuperType,而继承是通过创建SuperType的实例,并将该实例赋值给SubType.prototype实现的。
实现的本质是重写原型对象,代之以一个新类型的实例。
换句话说,原来存在于SuberType的实例中的所有属性和方法,现在存在于SubType.prototype中了。
在确立了继承关系之后,我们给SubType.prototype添加了一个方法,,这样就在继承了SuperType的属性和方法的基础上又添加了一个新方法。
这个例子的实例以及构造函数和原型之间的关系如下图所示
图:


在上面的代码中,我们没有使用SubType默认提供的原型,而是给他换了一个新原型;
这个原型就是SuperType的实例。
于是,新原型不仅有作为一个SuperType的实例所拥有的全部属性和方法,而且内部还有一个指针,指向了SuperType的原型。
最终结果是这样的:instace指向SubType的原型,SubType的原型又指向SuperType的原型。

在通过原型链继承的情况下,搜索过程就得以沿着原型链继续向上。就拿上面的例子来说,调用instance.getSuperValue()会经历三个步骤:
1.搜索实例
2.搜索SubType.prototype
3.搜索SuperType.prototype
最后一步才会找到该方法,再找不到该属性或方法的情况下,搜索过程总是要一环一环地前行到原型链末端才会停下来.
别忘记默认原型Object
事实上前面例子中展示的原型链还少一环,我们知道,所有引用类型都默认继承了Object,而这个继承也是通过原型链实现的。
大家记住,所有函数的默认原型都是Object的实例,因此默认原型内部都会包含一个指针,指向Object.prototype。这也正是所有自定义类型都会继承toString()等默认方法的根本原因.

3.原型链存在的问题
原型链虽然很强大,可以用它实现继承,但也存在一些问题。
其中,最主要的问题来自包含引用类型值的原型。
想必大家还记得,我们前面介绍过包含引用类型值的属性会被所有实例共享;而这也正是为什么要在构造函数中,而不是在原型对象中定义属性的原因。
在通过原型来实现继承时,原型实际上会变成另一个类型的实例。于是原先的实例属性也就顺理成章地变成了现在的原型属性了.
例子说明问题:


function SuperType(){
this.colors = ["red","blue","green"];
}
function SubType(){}
// 继承了SuperType
SubType.prototype = new SuperType();var instance1 = new SubType();
instance1.colors.push("black");
alert(instance1.colors);//red,blue,green,blackvar instance2 = new SubType();
alert(instance2.colors);//red,blue,green,black

这个例子中的SuperType构造函数定义了一个colors属性,该属性包括一个数组(引用类型值)。SuperType的每个实例都会有各自包含自己数组的colors属性。当SubType通过原型链继承了SuperType之后,SubType.prototype就变成了SuperType的一个实例,因此他也拥有了一个他自己的colors属性-----就跟专门创建了一个SubType.prototype.colors属性一样。但结果是什么呢?

问题1:结果是SubType的所有实例都会共享这一个colors属性。而我们对instance1.colors的修改能够通过instance2.colors反映出来,就已经充分证明这一点了


问题2:在创建自定义类型的时候,不能向超类型的构造函数中传递参数。实际上,应该说是没有办法在不影响所有实例的情况下,给超类型构造函数传递参数。有鉴于此,在加上前面刚刚讨论的由于原型中所包含引用类型值所带来的问题,实践中中很少单独使用原型链

4.原型链继承缺陷的解决方法(红宝书)
1.借用构造函数
2.组合继承
3.原型式继承
4.寄生式继承
5.寄生组合式继承

这里来谈一下最常用的组合式继承和寄生组合式继承
(1)组合式继承
组合继承,有时候也叫做经典继承,指的是将原型链和借用构造函数的技术组合到一起,从而发挥二者之长的一种继承模式。
其背后的思路是使用原型链实现对原型属性和方法的继承,而通过借用构造函数来实现对实例的属性的继承
请看例子:


function SuperType(name){
this.name = name;
this.colors = ["red","blue","green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
}
function SubType(name,age){
SuperType.call(this,name); //继承属性, 第二次调用SuperType
this.age = age;
}
//继承方法
SubType.prototype = new SuperType(); //第一次调用SuperType
SubType.prototype.constructor = SubType(); // 相当重要,此处
SubType.prototype.sayAge = function(){
alert(this.age);
}
var instance1 = new SubType("leo",29);
instance1.colors.push("black");
alert(instance1.colors);// r,b,g,b
instance1.sayName();// leo
instance1.sayAge(); // 29var instance2 = new SubType("lck",34);
alert(instance2.colors);// r,b,g
instance2.sayName();// lck
instance2.sayAge(); // 34

在例子中,SuperType构造函数定义了两个属性:name 和 colors。SuperType的原型定义了一个方法sayName()。
SubType构造函数在调用SuperType构造函数传入了name参数,紧接着又定义了他自己的属性age,然后,将SuperType的实例赋值给SubType的原型,然后又在该新原型上定义了方法sayAge()方法,
这样一来,就可以让两个不同的SubType实例既分别拥有自己属性----包括colors属性,又可以使用相同的方法
组合继承避免了原型链和借用构造函数的缺陷,融合了他们的优点,成为js中最常用的继承模式。而且 instanceof和isPrototypeOf()也能够用于识别基于组合继承创建的对象
**另外说一下:


1.任何一个Prototype对象都有一个constructor指针,指向它的构造函数;
2.每个实例中也会有一个constructor指针,这个指针默认调用Prototype对象的constructor属性。
结果:当替换了子类的原型之后,即 SubType.prototype = new SuperType()之后,
SubType.prototype.constructor 就指向了SuperType(),
SubType的实例的constructor也指向了SuperType(),这就出现问题了。


因为这造成了继承链的紊乱,因为SubType的实例是由SubType构造函数创建的,现在其constructor属性却指向了SuperType,为了避免这一现象,就必须在替换prototype对象之后,为新的prototype对象加上constructor属性,使其指向原来的构造函数。
**

组合式继承的缺点
组合继承最大的问题就是无论在什么情况下,都会两次调用超类型构造函数;
一次是在创建子类型的原型的时候,
另一次是在子类型构造函数内部。
没错子类型最终会包含超类型对象的全部实例属性,但我们不得不在调用子类构造函数时重写这些属性

(2)寄生组合式继承
此种模式解决了组合式继承的缺点
原理:通过借用构造函数来继承属性,通过原型链的混成形式来继承方法。
思路:不必为了指定子类的原型而调用超类型的构造函数,我们所需要的无非就是超类型原型的一个副本而已。


本质上,就是使用寄生式继承来继承超类型的原型,然后再将结果指定给子类型的原型。

寄生式组合继承的基本模式如下所示:


function inheritPrototype(subType,superType){
var prototype = object(superType.prototype);// 创建对象
prototype.constructor = subType;// 增强对象
subType.prototype = prototype;// 指定对象
}

这个示例中的inheritPrototype()函数实现了寄生式组合继承的最简单形式。
这个函数接收两个参数:子类型构造函数和超类型构造函数。
在函数内部:
第一步:是创建超类型原型的一个副本
第二步:为创建的副本添加constructor属性,从而弥补因失去原型而失去的默认的constructor属性
第三步:将创建的对象(即副本)赋值给子类型的原型。
这样,我们就可以调用inherit-Protoype()函数的语句,去替换前面例中为了子类型原型赋值的语句了


实例如下:
function SuperType(){
this.name = name;
this.colors = ["red","blue","green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function(){
alert(this.name);
}
function SubType(name,age){
SuperType.call(this,name);
this.age = age;
}
//调用此方法代替前面赋值语句,可解决两次调用超类型构造函数的问题
inheritPrototype(SubType,SuperType){
SubType.prototype.sayAge = function(){
alert(this.age);
}
}

优点:
这个例子的高效率体现在他只调用了一次SuperType构造函数,
并且因此避免了在SubType.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,还能正常使用instanceof 和 isPrototypeOf()。
开发人员普遍认为寄生式组合式继承是引用类型最理想的继承范式

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