前端面试必备之JavaScript继承机制的设计思想

文章摘要

一、从古代说起
二、new运算符的缺点
三、prototype属性的引入

ES6class出现之前,一直很难理解JavaScript语言的继承机制

它没有“子类”和“父类”的概念,也没有“类”(class)和“实例”(instance)的区分,全靠一种很奇特的“原型链”(prototype chain)模式,来实现继承

下面,我尝试用自己的语言,来解释它的设计思想。彻底说明白prototype对象到底是怎么回事。其实根本就没那么复杂,真相非常简单。

一、从古代说起

要理解Javascript的设计思想,必须从它的诞生说起。


JavaScript起初设计出来,只要能够完成简单操作就够了,比如判断用户有没有填写表单。但是,JavaScirpt里面都是对象,必须有一种机制,将所有对象联系起来。所以设计者还是设计了“继承”

但是,他不打算引入“类”(class)的概念,因为一旦有了“类”,JavaScript就是一种完整的面向对象编程语言了,这好像这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。考虑到,C++和Java语言都使用new命令,生成实例

因此,他就把new命令引入了JavaScript,用来从原型对象生成一个实例对象,但是,ES6之前,JavaScript没有“类”,怎么来表示原形对象呢?

//C++
ClassName *object = new ClassName(param);

//Java
Foo foo = new foo()

这是,他想到C++和Java都是使用new命令式,都会调用“类”的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计。在JavaScript语言中,new命令后面跟的不是类,而是构造函数。

举例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型

function DOG(name){
 this.name = name;
}

对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。

var dogA = new DOG('大毛');
alert(dogA.name); // 大毛

注意构造函数中的this关键字,它就代表了新创建的实例对象。

二、new运算符的缺点

用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法。
比如,在DOG对象的构造函数中,设置一个实例对象的公有属性species

function DOG(name){
  this.name = name;
  this.species = '犬科';
}

然后,生成两个实例对象

var dogA = new DOG('大毛');
var dogB = new DOG('二毛');

这两个对象的species属性是独立的,修改其中一个,不会影响到另个

dogA.species = '猫科';
alert(dogB.species); // 显示"犬科",不受dogA的影响

每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也会极大的资源浪费

三、prototype属性的引入

考虑到这一点,设计者Brendan Eich决定为构造函数设置一个prototype属性

这个属性包含一个对象(以下简称"prototype对象"),实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个prototype属性里面;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面

实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种的引用的

还是以DOG构造函数为例,现在用prototype属性进行改写

function DOG(name){
  this.name = name;
}
DOG.prototype = { species: '犬科'};

var dogA = new DOG('大毛');
var dogA = new DOG('大毛');

 alert(dogA.species); // 犬科
  dogA.species = '猫科'//只能读,不能该写
 alert(dogB.species); // 犬科

现在,species属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。通过实例对象可以访问prototype,但不可以修改prototype对象。如果要修改prototype,只能通过构造函数,而只要修改了prototype对象,就会同时影响到这两个实例对象

DOG.prototype.species = '猫科';

alert(dogA.species); // 猫科
alert(dogB.species); // 猫科

总结

由于所有的实例对象共享同一个prototype对象,那么外界看起来,prototype对象就好像是实例对象的原型,而实例对象则好像”继承“了prototype对象一样

这就是JavaScript继承机制的设计思想

原文链接:Javascript继承机制的设计思想

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