JavaScript继承详解（六）
在本章中，我们将分析Prototypejs中关于JavaScript继承的实现。 Prototypejs是最早的JavaScript类库，可以说是JavaScript类库的鼻祖。 我在几年前接触的第一个JavaScript类库就是这位，因此Prototypejs有着广泛的群众基础。 不过当年Prototypejs中的关于继承的实现相当的简单，源代码就寥寥几行，我们来看下。
早期Prototypejs中继承的实现
源码：
var Class = {
// Class.create仅仅返回另外一个函数，此函数执行时将调用原型方法initialize
create: function() {
return function() {
this.initialize.apply(this, arguments);
}
}
};
// 对象的扩展
Object.extend = function(destination, source) {
for (var property in source) {
destination[property] = source[property];
}
return destination;
};
调用方式：
var Person = Class.create();
Person.prototype = {
initialize: function(name) {
this.name = name;
},
getName: function(prefix) {
return prefix + this.name;
}
};
var Employee = Class.create();
Employee.prototype = Object.extend(new Person(), {
initialize: function(name, employeeID) {
this.name = name;
this.employeeID = employeeID;
},
getName: function() {
return "Employee name: " + this.name;
}
});
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "Employee name: ZhangSan"
很原始的感觉对吧，在子类函数中没有提供调用父类函数的途径。
Prototypejs 1.6以后的继承实现
首先来看下调用方式：
// 通过Class.create创建一个新类
var Person = Class.create({
// initialize是构造函数
initialize: function(name) {
this.name = name;
},
getName: function(prefix) {
return prefix + this.name;
}
});
// Class.create的第一个参数是要继承的父类
var Employee = Class.create(Person, {
// 通过将子类函数的第一个参数设为$super来引用父类的同名函数
// 比较有创意，不过内部实现应该比较复杂，至少要用一个闭包来设置$super的上下文this指向当前对象
initialize: function($super, name, employeeID) {
$super(name);
this.employeeID = employeeID;
},
getName: function($super) {
return $super("Employee name: ");
}
});
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "Employee name: ZhangSan"
这里我们将Prototypejs 1.6.0.3中继承实现单独取出来， 那些不想引用整个prototype库而只想使用prototype式继承的朋友， 可以直接把下面代码拷贝出来保存为JS文件就行了。
var Prototype = {
emptyFunction: function() { }
};
var Class = {
create: function() {
var parent = null, properties = $A(arguments);
if (Object.isFunction(properties[0]))
parent = properties.shift();
function klass() {
this.initialize.apply(this, arguments);
}
Object.extend(klass, Class.Methods);
klass.superclass = parent;
klass.subclasses = [];
if (parent) {
var subclass = function() { };
subclass.prototype = parent.prototype;
klass.prototype = new subclass;
parent.subclasses.push(klass);
}
for (var i = 0; i < properties.length; i++)
klass.addMethods(properties[i]);
if (!klass.prototype.initialize)
klass.prototype.initialize = Prototype.emptyFunction;
klass.prototype.constructor = klass;
return klass;
}
};
Class.Methods = {
addMethods: function(source) {
var ancestor = this.superclass && this.superclass.prototype;
var properties = Object.keys(source);
if (!Object.keys({ toString: true }).length)
properties.push("toString", "valueOf");
for (var i = 0, length = properties.length; i < length; i++) {
var property = properties[i], value = source[property];
if (ancestor && Object.isFunction(value) && value.argumentNames().first() == "$super") {
var method = value;
value = (function(m) {
return function() { return ancestor[m].apply(this, arguments) };
})(property).wrap(method);
value.valueOf = method.valueOf.bind(method);
value.toString = method.toString.bind(method);
}
this.prototype[property] = value;
}
return this;
}
};
Object.extend = function(destination, source) {
for (var property in source)
destination[property] = source[property];
return destination;
};
function $A(iterable) {
if (!iterable) return [];
if (iterable.toArray) return iterable.toArray();
var length = iterable.length || 0, results = new Array(length);
while (length--) results[length] = iterable[length];
return results;
}
Object.extend(Object, {
keys: function(object) {
var keys = [];
for (var property in object)
keys.push(property);
return keys;
},
isFunction: function(object) {
return typeof object == "function";
},
isUndefined: function(object) {
return typeof object == "undefined";
}
});
Object.extend(Function.prototype, {
argumentNames: function() {
var names = this.toString().match(/^[\s\(]*function[^(]*\(([^\)]*)\)/)[1].replace(/\s+/g, '').split(',');
return names.length == 1 && !names[0] ? [] : names;
},
bind: function() {
if (arguments.length < 2 && Object.isUndefined(arguments[0])) return this;
var __method = this, args = $A(arguments), object = args.shift();
return function() {
return __method.apply(object, args.concat($A(arguments)));
}
},
wrap: function(wrapper) {
var __method = this;
return function() {
return wrapper.apply(this, [__method.bind(this)].concat($A(arguments)));
}
}
});
Object.extend(Array.prototype, {
first: function() {
return this[0];
}
});
首先，我们需要先解释下Prototypejs中一些方法的定义。
argumentNames: 获取函数的参数数组
function init($super, name, employeeID) {
}
console.log(init.argumentNames().join(",")); // "$super,name,employeeID"
bind: 绑定函数的上下文this到一个新的对象（一般是函数的第一个参数）
var name = "window";
var p = {
name: "Lisi",
getName: function() {
return this.name;
}
};
console.log(p.getName()); // "Lisi"
console.log(p.getName.bind(window)()); // "window"
wrap: 把当前调用函数作为包裹器wrapper函数的第一个参数
var name = "window";
var p = {
name: "Lisi",
getName: function() {
return this.name;
}
};
function wrapper(originalFn) {
return "Hello: " + originalFn();
}
console.log(p.getName()); // "Lisi"
console.log(p.getName.bind(window)()); // "window"
console.log(p.getName.wrap(wrapper)()); // "Hello: window"
console.log(p.getName.wrap(wrapper).bind(p)()); // "Hello: Lisi"
有一点绕口，对吧。这里要注意的是wrap和bind调用返回的都是函数，把握住这个原则，就很容易看清本质了。
对这些函数有了一定的认识之后，我们再来解析Prototypejs继承的核心内容。
这里有两个重要的定义，一个是Class.extend，另一个是Class.Methods.addMethods。
var Class = {
create: function() {
// 如果第一个参数是函数，则作为父类
var parent = null, properties = $A(arguments);
if (Object.isFunction(properties[0]))
parent = properties.shift();
// 子类构造函数的定义
function klass() {
this.initialize.apply(this, arguments);
}
// 为子类添加原型方法Class.Methods.addMethods
Object.extend(klass, Class.Methods);
// 不仅为当前类保存父类的引用，同时记录了所有子类的引用
klass.superclass = parent;
klass.subclasses = [];
if (parent) {
// 核心代码 - 如果父类存在，则实现原型的继承
// 这里为创建类时不调用父类的构造函数提供了一种新的途径
// - 使用一个中间过渡类，这和我们以前使用全局initializing变量达到相同的目的，
// - 但是代码更优雅一点。
var subclass = function() { };
subclass.prototype = parent.prototype;
klass.prototype = new subclass;
parent.subclasses.push(klass);
}
// 核心代码 - 如果子类拥有父类相同的方法，则特殊处理，将会在后面详解
for (var i = 0; i < properties.length; i++)
klass.addMethods(properties[i]);
if (!klass.prototype.initialize)
klass.prototype.initialize = Prototype.emptyFunction;
// 修正constructor指向错误
klass.prototype.constructor = klass;
return klass;
}
};
再来看addMethods做了哪些事情：
Class.Methods = {
addMethods: function(source) {
// 如果父类存在，ancestor指向父类的原型对象
var ancestor = this.superclass && this.superclass.prototype;
var properties = Object.keys(source);
// Firefox和Chrome返回1，IE8返回0，所以这个地方特殊处理
if (!Object.keys({ toString: true }).length)
properties.push("toString", "valueOf");
// 循环子类原型定义的所有属性，对于那些和父类重名的函数要重新定义
for (var i = 0, length = properties.length; i < length; i++) {
// property为属性名，value为属性体（可能是函数，也可能是对象）
var property = properties[i], value = source[property];
// 如果父类存在，并且当前当前属性是函数，并且此函数的第一个参数为 $super
if (ancestor && Object.isFunction(value) && value.argumentNames().first() == "$super") {
var method = value;
// 下面三行代码是精华之所在，大概的意思：
// - 首先创建一个自执行的匿名函数返回另一个函数，此函数用于执行父类的同名函数
// - （因为这是在循环中，我们曾多次指出循环中的函数引用局部变量的问题）
// - 其次把这个自执行的匿名函数的作为method的第一个参数（也就是对应于形参$super）
// 不过，窃以为这个地方作者有点走火入魔，完全没必要这么复杂，后面我会详细分析这段代码。
value = (function(m) {
return function() { return ancestor[m].apply(this, arguments) };
})(property).wrap(method);
value.valueOf = method.valueOf.bind(method);
// 因为我们改变了函数体，所以重新定义函数的toString方法
// 这样用户调用函数的toString方法时，返回的是原始的函数定义体
value.toString = method.toString.bind(method);
}
this.prototype[property] = value;
}
return this;
}
};
上面的代码中我曾有“走火入魔”的说法，并不是对作者的亵渎， 只是觉得作者对JavaScript中的一个重要准则（通过自执行的匿名函数创建作用域）
运用的有点过头。
value = (function(m) {
return function() { return ancestor[m].apply(this, arguments) };
})(property).wrap(method);
其实这段代码和下面的效果一样：
value = ancestor[property].wrap(method);我们把wrap函数展开就能看的更清楚了：
value = (function(fn, wrapper) {
var __method = fn;
return function() {
return wrapper.apply(this, [__method.bind(this)].concat($A(arguments)));
}
})(ancestor[property], method);
可以看到，我们其实为父类的函数ancestor[property]通过自执行的匿名函数创建了作用域。 而原作者是为property创建的作用域。两则的最终效果是一致的。
我们对Prototypejs继承的重实现
分析了这么多，其实也不是很难，就那么多概念，大不了换种表现形式。
下面我们就用前几章我们自己实现的jClass来实现Prototypejs形式的继承。
// 注意：这是我们自己实现的类似Prototypejs继承方式的代码，可以直接拷贝下来使用
// 这个方法是借用Prototypejs中的定义
function argumentNames(fn) {
var names = fn.toString().match(/^[\s\(]*function[^(]*\(([^\)]*)\)/)[1].replace(/\s+/g, '').split(',');
return names.length == 1 && !names[0] ? [] : names;
}
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.initialize.apply(this, arguments);
}
// 如果此类需要从其它类扩展
if (baseClass) {
var middleClass = function() {};
middleClass.prototype = baseClass.prototype;
F.prototype = new middleClass();
F.prototype.constructor = F;
}
// 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" &&
argumentNames(prop[name])[0] === "$super") {
// 重定义子类的原型方法prop[name]
// - 这里面有很多JavaScript方面的技巧，如果阅读有困难的话，可以参阅我前面关于JavaScript Tips and Tricks的系列文章
// - 比如$super封装了父类方法的调用，但是调用时的上下文指针要指向当前子类的实例对象
// - 将$super作为方法调用的第一个参数
F.prototype[name] = (function(name, fn) {
return function() {
var that = this;
$super = function() {
return baseClass.prototype[name].apply(that, arguments);
};
return fn.apply(this, Array.prototype.concat.apply($super, arguments));
};
})(name, prop[name]);
} else {
F.prototype[name] = prop[name];
}
}
}
return F;
};
调用方式和Prototypejs的调用方式保持一致：
var Person = jClass({
initialize: function(name) {
this.name = name;
},
getName: function() {
return this.name;
}
});
var Employee = jClass(Person, {
initialize: function($super, name, employeeID) {
$super(name);
this.employeeID = employeeID;
},
getEmployeeID: function() {
return this.employeeID;
},
getName: function($super) {
return "Employee name: " + $super();
}
});
var zhang = new Employee("ZhangSan", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "Employee name: ZhangSan"
经过本章的学习，就更加坚定了我们的信心，像Prototypejs形式的继承我们也能够轻松搞定。
