ES6 javascript中Class类继承用法实例详解

本文实例讲述了ES6 javascript中Class类继承用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

1. 基本用法

Class 之间可以通过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 ColorPoint extends Point {}

上面代码定义了一个ColorPoint类， 该类通过extends关键字， 继承了Point类的所有属性和方法。 但是由于没有部署任何代码， 所以这两个类完全一样， 等于复制了一个Point类。 下面， 我们在ColorPoint内部加上代码。

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()
 }
}

上面代码中， 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。 这是因为子类没有自己的this对象， 而是继承父类的this对象， 然后对其进行加工。 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

上面代码中， ColorPoint继承了父类Point， 但是它的构造函数没有调用super方法， 导致新建实例时报错。

ES5 的继承， 实质是先创造子类的实例对象this， 然后再将父类的方法添加到this上面（ Parent.apply(this)）。 ES6 的继承机制完全不同， 实质是先创造父类的实例对象this（ 所以必须先调用super方法）， 然后再用子类的构造函数修改this。

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。

constructor(...args) {
 super(...args);
}

另一个需要注意的地方是， 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， 是基于对父类实例加工， 只有super方法才能返回父类实例。

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
 }
}

上面代码中， 子类的constructor方法没有调用super之前， 就使用this关键字， 结果报错， 而放在super方法之后就是正确的。

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

上面代码中， 实例对象cp同时是ColorPoint和Point两个类的实例， 这与 ES5 的行为完全一致。

2. 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

上面代码中， 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);

《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（ prototype属性） 是父类的实例。

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

3. Extends 的继承目标

extends关键字后面可以跟多种类型的值。

class B extends A {}

上面代码的A， 只要是一个有prototype属性的函数， 就能被B继承。 由于函数都有prototype属性（ 除了Function.prototype函数）， 因此A可以是任意函数。

下面， 讨论三种特殊情况。

第一种特殊情况， 子类继承 Object 类。

class A extends Object {}
A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下， A其实就是构造函数Object的复制， A的实例就是Object的实例。

第二种特殊情况， 不存在任何继承。

class A {}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

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Funciton.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。

第三种特殊情况， 子类继承null。

class A extends null {}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === undefined // true

这种情况与第二种情况非常像。 A也是一个普通函数， 所以直接继承Funciton.prototype。 但是， A 调用后返回的对象不继承任何方法， 所以它的__proto__指向Function.prototype， 即实质上执行了下面的代码。

class C extends null {
 constructor() {
  return Object.create(null);
 }
}

4. Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。

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

因此， 可以使用这个方法判断， 一个类是否继承了另一个类。

5. super 关键字

super这个关键字， 有两种用法， 含义不同。

（ 1） 作为函数调用时（ 即super(...args)）， super代表父类的构造函数。

（ 2） 作为对象调用时（ 即super.prop或super.method()）， super代表父类。 注意， 此时super即可以引用父类实例的属性和方法， 也可以引用父类的静态方法。

class B extends A {
 get m() {
  return this._p * super._p;
 }
 set m() {
  throw new Error(' 该属性只读 ');
 }
}

上面代码中， 子类通过super关键字， 调用父类实例的_p属性。
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]

6. 实例的 __proto__ 属性

子类实例的 __proto__ 属性的 __proto__ 属性， 指向父类实例的 __proto__ 属性。 也就是说， 子类的原型的原型， 是父类的原型。

var p1 = new Point(2, 3);
var p2 = new ColorPoint(2, 3, 'red');
p2.__proto__ === p1.__proto__ // false
p2.__proto__.__proto__ === p1.__proto__ // true

上面代码中， ColorPoint继承了Point， 导致前者原型的原型是后者的原型。

因此， 通过子类实例的__proto__.__proto__属性， 可以修改父类实例的行为。

p2.__proto__.__proto__.printName = function() {
 console.log('Ha');
};
p1.printName() // "Ha"

上面代码在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法， 结果影响到了Point的实例p1。

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。

ES5 是先新建子类的实例对象this， 再将父类的属性添加到子类上， 由于父类的内部属性无法获取， 导致无法继承原生的构造函数。 比如， Array 构造函数有一个内部属性[[DefineOwnProperty]]， 用来定义新属性时， 更新length属性， 这个内部属性无法在子类获取， 导致子类的length属性行为不正常。

下面的例子中， 我们想让一个普通对象继承Error对象。

var e = {};
Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]
Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

上面代码中， 我们想通过Error.call(e) 这种写法， 让普通对象e具有Error对象的实例属性。 但是， Error.call() 完全忽略传入的第一个参数， 而是返回一个新对象， e本身没有任何变化。 这证明了Error.call(e) 这种写法， 无法继承原生构造函数。

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

上面代码定义了一个MyArray类， 继承了Array构造函数， 因此就可以从MyArray生成数组的实例。 这意味着， ES6 可以自定义原生数据结构（ 比如Array、 String 等） 的子类， 这是 ES5 无法做到的。

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

上面代码中， VersionedArray结构会通过commit方法， 将自己的当前状态存入history属性， 然后通过revert方法， 可以撤销当前版本， 回到上一个版本。 除此之外， VersionedArray依然是一个数组， 所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

下面是一个自定义Error子类的例子。

class ExtendableError extends Error {
 constructor(message) {
  super();
  this.message = message;
  this.stack = (new Error()).stack;
  this.name = this.constructor.name;
 }
}
class MyError extends ExtendableError {
 constructor(m) {
  super(m);
 }
}
var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
 // Error
 // at MyError.ExtendableError
 // ...

注意， 继承Object的子类， 有一个行为差异。

class NewObj extends Object {
 constructor() {
  super(...arguments);
 }
}
var o = new NewObj({
 attr: true
});
console.log(o.attr === true); // false

上面代码中， NewObj继承了Object， 但是无法通过super方法向父类Object传参。 这是因为 ES6 改变了Object构造函数的行为， 一旦发现Object方法不是通过new Object() 这种形式调用， ES6 规定Object构造函数会忽略参数。

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希望本文所述对大家基于ECMAScript的程序设计有所帮助。