JavaScript继承详解（三）

在第一章中，我们使用构造函数和原型的方式在JavaScript的世界中实现了类和继承， 但是存在很多问题。这一章我们将会逐一分析这些问题，并给出解决方案。

注：本章中的jClass的实现参考了Simple JavaScript Inheritance的做法。

首先让我们来回顾一下第一章中介绍的例子：

function Person(name) {
    this.name = name;
}
Person.prototype = {
    getName: function() {
        return this.name;
    }
  }
                                            
function Employee(name, employeeID) {
    this.name = name;
    this.employeeID = employeeID;
}
Employee.prototype = new Person();
Employee.prototype.getEmployeeID = function() {
    return this.employeeID;
};
                                              
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"

修正constructor的指向错误

从上一篇文章中关于constructor的描述，我们知道Employee实例的constructor会有一个指向错误，如下所示：

var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.constructor === Employee); // false
console.log(zhang.constructor === Object); // true

我们需要简单的修正：

function Employee(name, employeeID) {
    this.name = name;
    this.employeeID = employeeID;
}
Employee.prototype = new Person();
Employee.prototype.constructor = Employee;
Employee.prototype.getEmployeeID = function() {
    return this.employeeID;
};
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.constructor === Employee); // true
console.log(zhang.constructor === Object); // false

创建Employee类时实例化Person是不合适的

但另一方面，我们又必须依赖于这种机制来实现继承。 解决办法是不在构造函数中初始化数据，而是提供一个原型方法（比如init）来初始化数据。

// 空的构造函数
function Person() {
}
                                      
Person.prototype = {
    init: function(name) {
    this.name = name;
},
                                      
getName: function() {
    return this.name;
}
}
// 空的构造函数
function Employee() {
}
// 创建类的阶段不会初始化父类的数据，因为Person是一个空的构造函数
Employee.prototype = new Person();
Employee.prototype.constructor = Employee;
Employee.prototype.init = function(name, employeeID) {
    this.name = name;
    this.employeeID = employeeID;
};
Employee.prototype.getEmployeeID = function() {
    return this.employeeID;
};

这种方式下，必须在实例化一个对象后手工调用init函数，如下：

var zhang = new Employee();
zhang.init("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"

如何自动调用init函数？

必须达到两个效果，构造类时不要调用init函数和实例化对象时自动调用init函数。看来我们需要在调用空的构造函数时有一个状态标示。

// 创建一个全局的状态标示 - 当前是否处于类的构造阶段
var initializing = false;
                                 
function Person() {
    if (!initializing) {
        this.init.apply(this, arguments);
    }
}
                                 
Person.prototype = {
    init: function(name) {
        this.name = name;
    },
    getName: function() {
        return this.name;
    }
}
                                 
function Employee() {
    if (!initializing) {
        this.init.apply(this, arguments);
    }
}
                                 
// 标示当前进入类的创建阶段，不会调用init函数
                                 
initializing = true;
Employee.prototype = new Person();
Employee.prototype.constructor = Employee;
initializing = false;
Employee.prototype.init = function(name, employeeID) {
    this.name = name;
    this.employeeID = employeeID;
};
Employee.prototype.getEmployeeID = function() {
    return this.employeeID;
};
// 初始化类实例时，自动调用类的原型函数init，并向init中传递参数
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"

但是这样就必须引入全局变量，这是一个不好的信号。

如何避免引入全局变量initializing？

我们需要引入一个全局的函数来简化类的创建过程，同时封装内部细节避免引入全局变量。

// 当前是否处于创建类的阶段
var initializing = false;
function jClass(baseClass, prop) {
    // 只接受一个参数的情况 - jClass(prop)
    if (typeof (baseClass) === "object") {
        prop = baseClass;
        baseClass = null;
    }
// 本次调用所创建的类（构造函数）
function F() {
    // 如果当前处于实例化类的阶段，则调用init原型函数
    if (!initializing) {
        this.init.apply(this, arguments);
    }
}
// 如果此类需要从其它类扩展
if (baseClass) {
    initializing = true;
    F.prototype = new baseClass();
    F.prototype.constructor = F;
    initializing = false;
}
// 覆盖父类的同名函数
for (var name in prop) {
    if (prop.hasOwnProperty(name)) {
        F.prototype[name] = prop[name];
    }
}
return F;
};

使用jClass函数来创建类和继承类的方法：

var Person = jClass({
    init: function(name) {
        this.name = name;
    },
    getName: function() {
        return this.name;
    }
});
                           
var Employee = jClass(Person, {
init: function(name, employeeID) {
    this.name = name;
    this.employeeID = employeeID;
},
getEmployeeID: function() {
    return this.employeeID;
}
});
                           
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"

OK，现在创建类和实例化类的方式看起来优雅多了。 但是这里面还存在明显的瑕疵，Employee的初始化函数init无法调用父类的同名方法。

如何调用父类的同名方法？

我们可以通过为实例化对象提供一个base的属性，来指向父类（构造函数）的原型，如下：

// 当前是否处于创建类的阶段
var initializing = false;
function jClass(baseClass, prop) {
    // 只接受一个参数的情况 - jClass(prop)
    if (typeof (baseClass) === "object") {
        prop = baseClass;
        baseClass = null;
    }
    // 本次调用所创建的类（构造函数）
    function F() {
        // 如果当前处于实例化类的阶段，则调用init原型函数
        if (!initializing) {
            // 如果父类存在，则实例对象的base指向父类的原型
            // 这就提供了在实例对象中调用父类方法的途径
            if (baseClass) {
                this.base = baseClass.prototype;
            }
            this.init.apply(this, arguments);
        }
    }
                        
    // 如果此类需要从其它类扩展
    if (baseClass) {
        initializing = true;
        F.prototype = new baseClass();
        F.prototype.constructor = F;
        initializing = false;
    }
                        
    // 覆盖父类的同名函数
    for (var name in prop) {
        if (prop.hasOwnProperty(name)) {
            F.prototype[name] = prop[name];
        }
    }
    return F;
};

调用方式：

var Person = jClass({
    init: function(name) {
        this.name = name;
    },
    getName: function() {
        return this.name;
    }
});
var Employee = jClass(Person, {
    init: function(name, employeeID) {
        // 调用父类的原型函数init，注意使用apply函数修改init的this指向
        this.base.init.apply(this, [name]);
        this.employeeID = employeeID;
    },
    getEmployeeID: function() {
        return this.employeeID;
    },
    getName: function() {
        // 调用父类的原型函数getName
        return "Employee name: " + this.base.getName.apply(this);
    }
});
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "Employee name: ZhangSan"

目前为止，我们已经修正了在第一章手工实现继承的种种弊端。 通过我们自定义的jClass函数来创建类和子类，通过原型方法init初始化数据， 通过实例属性base来调用父类的原型函数。

唯一的缺憾是调用父类的代码太长，并且不好理解， 如果能够按照如下的方式调用岂不是更妙：

var Employee = jClass(Person, {
    init: function(name, employeeID) {
        // 如果能够这样调用，就再好不过了
        this.base(name);
        this.employeeID = employeeID;
    }
});

优化jClass函数

// 当前是否处于创建类的阶段
var initializing = false;
function jClass(baseClass, prop) {
    // 只接受一个参数的情况 - jClass(prop)
    if (typeof (baseClass) === "object") {
        prop = baseClass;
        baseClass = null;
    }
    // 本次调用所创建的类（构造函数）
    function F() {
        // 如果当前处于实例化类的阶段，则调用init原型函数
        if (!initializing) {
            // 如果父类存在，则实例对象的baseprototype指向父类的原型
            // 这就提供了在实例对象中调用父类方法的途径
            if (baseClass) {
                this.baseprototype = baseClass.prototype;
            }
            this.init.apply(this, arguments);
        }
    }
       
    // 如果此类需要从其它类扩展
    if (baseClass) {
        initializing = true;
        F.prototype = new baseClass();
        F.prototype.constructor = F;
        initializing = false;
    }
    // 覆盖父类的同名函数
    for (var name in prop) {
        if (prop.hasOwnProperty(name)) {
            // 如果此类继承自父类baseClass并且父类原型中存在同名函数name
            if (baseClass &&
                typeof (prop[name]) === "function" &&
                typeof (F.prototype[name]) === "function") {
                // 重定义函数name - 
                // 首先在函数上下文设置this.base指向父类原型中的同名函数
                // 然后调用函数prop[name]，返回函数结果
                // 注意：这里的自执行函数创建了一个上下文，这个上下文返回另一个函数，
                // 此函数中可以应用此上下文中的变量，这就是闭包（Closure）。
                // 这是JavaScript框架开发中常用的技巧。
                F.prototype[name] = (function(name, fn) {
                    return function() {
                        this.base = baseClass.prototype[name];
                        return fn.apply(this, arguments);
                    };
                })(name, prop[name]);
            } else {
                F.prototype[name] = prop[name];
            }
        }
    }
    return F;
};

此时，创建类与子类以及调用方式都显得非常优雅，请看：

var Person = jClass({
    init: function(name) {
        this.name = name;
    },
    getName: function() {
        return this.name;
    }
});
var Employee = jClass(Person, {
    init: function(name, employeeID) {
        this.base(name);
        this.employeeID = employeeID;
    },
    getEmployeeID: function() {
        return this.employeeID;
    },
    getName: function() {
        return "Employee name: " + this.base();
    }
});
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "Employee name: ZhangSan"

至此，我们已经创建了一个完善的函数jClass， 帮助我们在JavaScript中以比较优雅的方式实现类和继承。

在以后的章节中，我们会陆续分析网上一些比较流行的JavaScript类和继承的实现。 不过万变不离其宗，那些实现也无非把我们这章中提到的概念颠来簸去的“炒作”， 为的就是一种更优雅的调用方式。