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JavaScript 继承详解(六)

2019-11-20 08:46:39
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来源:转载
供稿:网友

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。
以后的几个章节,我们会逐步分析mootools,Extjs等JavaScript类库中继承的实现,敬请期待。

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