Class的继承

1. 简介

Class 可以通过extends关键字实现继承，这比 ES5 的通过修改原型链实现继承，要清晰和方便很多。

class Point {
    constructor(x, y){

    }
    toString(){
        return `x:${x},y:${y}`
    }
}

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)
    this.color = color;
  }

  toString() {
    return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()
  }
}

constructor方法和toString方法之中，都出现了super关键字，它在这里表示父类的构造函数，用来新建父类的this对象。

子类必须在constructor方法中调用super方法，否则新建实例时会报错。这是因为子类自己的this对象，必须先通过父类的构造函数完成塑造，得到与父类同样的实例属性和方法，然后再对其进行加工，加上子类自己的实例属性和方法。如果不调用super方法，子类就得不到this对象。

class Point { /* ... */ }

class ColorPoint extends Point {
  constructor() {
  }
}

let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

如果子类没有定义constructor方法，这个方法会被默认添加，代码如下。也就是说，不管有没有显式定义，任何一个子类都有constructor方法。

class ColorPoint extends Point {
}

// 等同于
class ColorPoint extends Point {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}

在子类的构造函数中，只有调用super之后，才可以使用this关键字，否则会报错。这是因为子类实例的构建，基于父类实例，只有super方法才能调用父类实例。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正确
  }
}

下面是生成子类实例的代码。

let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');

cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true

2. Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类，可以使用这个方法判断，一个类是否继承了另一个类。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true

3. super 关键字

super这个关键字，既可以当作函数使用，也可以当作对象使用。在这两种情况下，它的用法完全不同。

1）super作为函数调用

super作为函数调用时，代表父类的构造函数，ES6 要求，子类的构造函数必须执行一次super函数。

class A {}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}

super虽然代表了父类A的构造函数，但是返回的是子类B的实例，即super内部的this指的是B的实例，因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)。

class A {
  constructor() {
    console.log(new.target.name);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}
new A() // A
new B() // B

上面代码中，new.target指向当前正在执行的函数。

作为函数时，super()只能用在子类的构造函数之中，用在其他地方就会报错。

class A {}

class B extends A {
  m() {
    super(); // 报错
  }
}

2）super 作为对象调用

super作为对象时，在普通方法中，指向父类的原型对象；在静态方法中，指向父类。

class A {
  p() {
    return 2;
  }
}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.p()); // 2
  }
}

let b = new B();

super.p()就相当于A.prototype.p()。

由于super指向父类的原型对象，所以定义在父类实例上的方法或属性，是无法通过super调用的。

如果属性定义在父类的原型对象上，super就可以取到。

class A {
  constructor() {
    this.p = 2;
  }
}
A.prototype.x = 2;

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.x) // 2
  }
  get m() {
    return super.p;
  }
}

let b = new B();
b.m // undefined

注意，使用super的时候，必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用，否则会报错。

class A {}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super); // 报错
  }
}

如果能清晰地表明super的数据类型，就不会报错。

class A {}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.valueOf() instanceof B); // true
  }
}

let b = new B();

由于对象总是继承其他对象的，所以可以在任意一个对象中，使用super关键字。

var obj = {
  toString() {
    return "MyObject: " + super.toString();
  }
};

obj.toString(); // MyObject: [object Object]

4. 类的 prototype 属性和 __proto__ 属性

大多数浏览器的 ES5 实现之中，每一个对象都有__proto__属性，指向对应的构造函数的prototype属性。Class 作为构造函数的语法糖，同时有prototype属性和__proto__属性，因此同时存在两条继承链。

1. 子类的__proto__属性，表示构造函数的继承，总是指向父类。

2. 子类prototype属性的__proto__属性，表示方法的继承，总是指向父类的prototype属性。

class A {
}

class B extends A {
}

B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

子类B的__proto__属性指向父类A，子类B的prototype属性的__proto__属性指向父类A的prototype属性。

这样的结果是因为，类的继承是按照下面的模式实现的。

class A {
}

class B {
}

// B 的实例继承 A 的实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);

// B 继承 A 的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A);

const b = new B();

《对象的扩展》一章给出过Object.setPrototypeOf方法的实现。

Object.setPrototypeOf = function (obj, proto) {
  obj.__proto__ = proto;
  return obj;
}

因此，就得到了上面的结果。

Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

Object.setPrototypeOf(B, A);
// 等同于
B.__proto__ = A;

这两条继承链，可以这样理解：作为一个对象，子类（B）的原型（__proto__属性）是父类（A）；作为一个构造函数，子类（B）的原型对象（prototype属性）是父类的原型对象（prototype属性）的实例。

B.prototype = Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

extends关键字后面可以跟多种类型的值。

1. 子类继承Object类

class A extends Object {
}

A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

1. 不存在任何继承

这种情况下，A作为一个基类（即不存在任何继承），就是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype

但是，A调用后返回一个空对象（即Object实例），所以A.prototype.__proto__指向构造函数（Object）的prototype属性。

5. 原生构造函数的继承

原生构造函数是指语言内置的构造函数，通常用来生成数据结构。ECMAScript 的原生构造函数大致有下面这些。

• Boolean()

• Number()

• String()

• Array()

• Date()

• Function()

• RegExp()

• Error()

• Object()

以前，这些原生构造函数是无法继承的，比如，不能自己定义一个Array的子类。

function MyArray() {
  Array.apply(this, arguments);
}

MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
  constructor: {
    value: MyArray,
    writable: true,
    configurable: true,
    enumerable: true
  }
});

上面代码定义了一个继承 Array 的MyArray类。但是，这个类的行为与Array完全不一致。

var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length  // 0

colors.length = 0;
colors[0]  // "red"

之所以会发生这种情况，是因为子类无法获得原生构造函数的内部属性，通过Array.apply()或者分配给原型对象都不行。原生构造函数会忽略apply方法传入的this，也就是说，原生构造函数的this无法绑定，导致拿不到内部属性。

ES6 允许继承原生构造函数定义子类，因为 ES6 是先新建父类的实例对象this，然后再用子类的构造函数修饰this，使得父类的所有行为都可以继承。下面是一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}

var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1

arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上面这个例子也说明，extends关键字不仅可以用来继承类，还可以用来继承原生的构造函数。因此可以在原生数据结构的基础上，定义自己的数据结构。下面就是定义了一个带版本功能的数组。

class VersionedArray extends Array {
  constructor() {
    super();
    this.history = [[]];
  }
  commit() {
    this.history.push(this.slice());
  }
  revert() {
    this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
  }
}

var x = new VersionedArray();

x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]

x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]

x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.history // [[], [1, 2]]

x.revert();
x // [1, 2]

6. Mixin 模式的实现

Mixin 指的是多个对象合成一个新的对象，新对象具有各个组成成员的接口。它的最简单实现如下。

const a = {
  a: 'a'
};
const b = {
  b: 'b'
};
const c = {...a, ...b}; // {a: 'a', b: 'b'}

上面代码中，c对象是a对象和b对象的合成，具有两者的接口。

下面是一个更完备的实现，将多个类的接口“混入”（mixin）另一个类。

function mix(...mixins) {
  class Mix {
    constructor() {
      for (let mixin of mixins) {
        copyProperties(this, new mixin()); // 拷贝实例属性
      }
    }
  }

  for (let mixin of mixins) {
    copyProperties(Mix, mixin); // 拷贝静态属性
    copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype); // 拷贝原型属性
  }

  return Mix;
}

function copyProperties(target, source) {
  for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {
    if ( key !== 'constructor'
      && key !== 'prototype'
      && key !== 'name'
    ) {
      let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
      Object.defineProperty(target, key, desc);
    }
  }
}

上面代码的mix函数，可以将多个对象合成为一个类。使用的时候，只要继承这个类即可。

class DistributedEdit extends mix(Loggable, Serializable) {
  // ...
}