ES6学习笔记（十八）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prototype实现继承，要清晰和方便很多。
class Point { } 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。
1
class ColorPoint extends Point {
2
constructor(x, y, color) {
3 super(x, y);
//
调用父类的constructor(x, y)
4
this.color =
color;
5
}
6
7
toString() {
8
return
this.color + ' ' + super.toString();
//
调用父类的toString()
9
}
10 }
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，Java中也是会在new子类对象是调用父类的构造方法。
说白了就是先通过父类的构造方法super拿到一个复制的父类对象，再在这个对象上添加子类自己的属性和方法，从而实现继承，如果没有这个父类对象，继承也就无法进行。
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，实质是先将父类实例对象的属性和方法，加到this上面（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。
class ColorPoint extends Point { }
//
等同于
class ColorPoint extends Point { 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，基于父类实例，只有super方法才能调用父类实例。
1
class Point {
2
constructor(x, y) {
3
this.x =
x;
4
this.y =
y;
5
}
6
}
7
8
class ColorPoint extends Point {
9
constructor(x, y, color) {
10
this.color = color;
//
ReferenceError
11
super(x, y);
12
this.color = color;
//
正确
13
}
14 }
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。
最后，父类的静态方法，也会被子类继承。
class A { static hello() { console.log('hello world'
); } } class B extends A { } B.hello()
//
hello world
上面代码中，hello()是A类的静态方法，B继承A，也继承了A的静态方法。
2.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。
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。
第一种情况， 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(); } }
上面代码中，子类B的构造函数之中的 super()，代表调用父类的构造函数。这是必须的，否则 JavaScript 引擎会报错。
注意， 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)。
1
class A {
2
constructor() {
3 console.log(
new
.target.name);
4
}
5
}
6
class B extends A {
7
constructor() {
8
super();
9
}
10
}
11
new A()
//
A
12
new B()
//
B
上面代码中， new.target指向当前正在执行的函数。可以看到，在super()执行时，它指向的是子类B的构造函数，而不是父类A的构造函数。也就是说， super()内部的this指向的是B。
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
} }
上面代码中，super()用在B类的m方法之中，就会造成句法错误。
第二种情况， 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();
上面代码中，子类B当中的 super.p()，就是将 super当作一个对象使用。这时， super在普通方法之中，指向 A.prototype，所以 super.p()就相当于 A.prototype.p()。
这里需要注意，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。
1
class A {
2
constructor() {
3
this.p = 2
;
4
}
5
}
6
7
class B extends A {
8
get m() {
9
return
super.p;
10
}
11
}
12
13 let b =
new
B();
14 b.m
//
undefined
上面代码中， p是父类 A实例的属性， super.p就引用不到它。
如果属性定义在父类的原型对象上， super就可以取到。
1
class A {}
2 A.prototype.x = 2
;
3
4
class B extends A {
5
constructor() {
6
super();
7 console.log(super.x)
//
2
8
}
9
}
10
11 let b =
new B();
上面代码中，属性 x是定义在 A.prototype上面的，所以 super.x可以取到它的值。
ES6 规定，在子类普通方法中通过 super调用父类的方法时，方法内部的this指向当前的子类实例。
1
class A {
2
constructor() {
3
this.x = 1
;
4
}
5
print() {
6 console.log(
this
.x);
7
}
8
}
9
10
class B extends A {
11
constructor() {
12
super();
13
this.x = 2
;
14
}
15
m() {
16
super.print();
17
}
18
}
19
20 let b =
new
B();
21 b.m()
//
2
上面代码中， super.print()虽然调用的是 A.prototype.print()，但是 A.prototype.print()内部的 this指向子类 B的实例，导致输出的是2，而不是1。也就是说，实际上执行的是 super.print.call(this)。
由于 this指向子类实例，所以如果通过super对某个属性赋值，这时super就是this，赋值的属性会变成子类实例的属性。
1
class A {
2
constructor() {
3
this.x = 1
;
4
}
5
}
6
7
class B extends A {
8
constructor() {
9
super();
10
this.x = 2
;
11 super.x = 3
;
12 console.log(super.x);
//
undefined
13 console.log(
this.x);
//
3
14
}
15
}
16
17 let b =
new B();
上面代码中， super.x赋值为 3，这时等同于对 this.x赋值为3。而当读取 super.x的时候，读的是 A.prototype.x，所以返回 undefined。
如果 super作为对象，用在静态方法之中，这时super将指向父类，而不是父类的原型对象。
1
class Parent {
2
static myMethod(msg) {
3 console.log('static'
, msg);
4
}
5
6
myMethod(msg) {
7 console.log('instance'
, msg);
8
}
9
}
10
11
class Child extends Parent {
12
static myMethod(msg) {
13
super.myMethod(msg);
14
}
15
16
myMethod(msg) {
17
super.myMethod(msg);
18
}
19
}
20
21 Child.myMethod(1);
//
static 1
22
23
var child =
new
Child();
24 child.myMethod(2);
//
instance 2
上面代码中， super在静态方法之中指向父类，在普通方法之中指向父类的原型对象。
另外，在子类的静态方法中通过super调用父类的方法时，方法内部的this指向当前的子类，而不是子类的实例。
1
class A {
2
constructor() {
3
this.x = 1
;
4
}
5
static print() {
6 console.log(
this
.x);
7
}
8
}
9
10
class B extends A {
11
constructor() {
12
super();
13
this.x = 2
;
14
}
15
static m() {
16
super.print();
17
}
18
}
19
20 B.x = 3
;
21 B.m()
//
3
上面代码中，静态方法 B.m里面， super.print指向父类的静态方法。这个方法里面的 this指向的是 B，而不是B的实例。
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
} }
上面代码中， console.log(super)当中的super，无法看出是作为函数使用，还是作为对象使用，所以 JavaScript 引擎解析代码的时候就会报错。这时，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();
上面代码中， super.valueOf()表明super是一个对象，因此就不会报错。同时，由于super使得this指向B的实例，所以super.valueOf()返回的是一个B的实例。
最后，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
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。
1
class A {
2
}
3
4
class B {
5
}
6
7
//
B 的实例继承 A 的实例
8
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
9
10
//
B 继承 A 的静态属性
11
Object.setPrototypeOf(B, A);
12
13 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。
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。
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，讨论两种情况。第一种，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。
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。神奇的__proto__。。。。。
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。
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。
1
function
MyArray() {
2 Array.apply(
this
, arguments);
3
}
4
5 MyArray.prototype =
Object.create(Array.prototype, {
6
constructor: {
7
value: MyArray,
8 writable:
true
,
9 configurable:
true
,
10 enumerable:
true
11
}
12 });
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。
1
class MyArray extends Array {
2
constructor(...args) {
3
super(...args);
4
}
5
}
6
7
var arr =
new
MyArray();
8 arr[0] = 12
;
9 arr.length
//
1
10
11 arr.length = 0
;
12 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。
1
class VersionedArray extends Array {
2
constructor() {
3
super();
4
this.history =
[[]];
5
}
6
commit() {
7
this.history.push(
this
.slice());
8
}
9
revert() {
10
this.splice(0,
this.length, ...
this.history[
this.history.length - 1
]);
11
}
12
}
13
14
var x =
new
VersionedArray();
15
16 x.push(1
);
17 x.push(2
);
18 x
//
[1, 2]
19 x.history
//
[[]]
20
21
x.commit();
22 x.history
//
[[], [1, 2]]
23
24 x.push(3
);
25 x
//
[1, 2, 3]
26 x.history
//
[[], [1, 2]]
27
28
x.revert();
29 x
//
[1, 2]
上面代码中，VersionedArray会通过commit方法，将自己的当前状态生成一个版本快照，存入history属性。revert方法用来将数组重置为最新一次保存的版本。除此之外，VersionedArray依然是一个普通数组，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，可以用来定制报错时的行为。
1
class ExtendableError extends Error {
2
constructor(message) {
3
super();
4
this.message =
message;
5
this.stack = (
new
Error()).stack;
6
this.name =
this
.constructor.name;
7
}
8
}
9
10
class MyError extends ExtendableError {
11
constructor(m) {
12
super(m);
13
}
14
}
15
16
var myerror =
new MyError('ll'
);
17 myerror.message
//
"ll"
18 myerror
instanceof Error
//
true
19 myerror.name
//
"MyError"
20
myerror.stack
21
//
Error
22
//
at MyError.ExtendableError
23
//
...
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
}); 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。
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”（mix in）另一个类。
1
function
mix(...mixins) {
2
class Mix {
3
constructor() {
4
for
(let mixin of mixins) {
5 copyProperties(
this,
new mixin());
//
拷贝实例属性
6
}
7
}
8
}
9
10
for
(let mixin of mixins) {
11 copyProperties(Mix, mixin);
//
拷贝静态属性
12 copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype);
//
拷贝原型属性
13
}
14
15
return
Mix;
16
}
17
18
function
copyProperties(target, source) {
19
for
(let key of Reflect.ownKeys(source)) {
20
if ( key !== 'constructor'
21 && key !== 'prototype'
22 && key !== 'name'
23
) {
24 let desc =
Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
25
Object.defineProperty(target, key, desc);
26
}
27
}
28 }
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) {
//
... }
从而实现多继承。
