JavaScript面向对象---原型链继承

最近一直在研究js面向对象，原型链继承是一个难点，下面是我对继承的理解
以下文章借鉴自CSDN季诗筱的博客

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原型链继承的基本概念：

ES中描述了原型链的概念，并将原型链作为实现继承的主要方法；
基本思想：利用一个引用类型继承另一个引用类型的属性和方法：
简单回顾下： 构造函数 -- 原型 -- 实例 三者之间的关系
构造函数：function Person(){}
每个构造函数都有一个原型对象（Person.prototype）,
原型对象都包含一个指向构造函数的指针（constructor）,
（其实原型对象也是一个对象，也有一个 __proto__ 指针，指向他所继承的对象）
而实例都包含着一个指向圆形对象的内部指针（[[prototye]] 又称__proto__）;
每个实例也有一个constructor属性默认调用原型对象的constructor属性（！！！）

原型链继承的核心

• 让原型对象等于另一个构造函数的实例， 显然，此时的原型对象将包含一个指向另一个原型对象的指针（[[prototype]]），从而拥有该原型对象的属性和方法

• 另一个原型对象中也包含着指向另一个构造函数的指针。那么上述关系依然成立，如此层层递进，就构成了实例与原型的链条。这就是所谓原型链的基本概念！

• 如上如所示，这种关系直到 当某个原型对象的 contructor属性指向 Object 为止

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1.原型链继承基本模式：

function SuperType(){
    this.prototype = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function(){
    return this.property;
}

function SubType(){
    this.subproperty = false;
}
//继承了SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
SubType.prototype.getSubValue = function(){
    return this.subproperty;
}
var instance = new SubType();
alert(instance.getSuperValue());  //true

以上代码定义了两个类型：SuperType 和 SubType.
每个类型分别有一个属性和方法。
他们的主要区别是SubType继承了SuperType，而继承是通过创建SuperType的实例，并将该实例赋值给SubType.prototype实现的。
实现的本质是重写原型对象，代之以一个新类型的实例。
换句话说，原来存在于SuberType的实例中的所有属性和方法，现在存在于SubType.prototype中了。
在确立了继承关系之后，我们给SubType.prototype添加了一个方法，，这样就在继承了SuperType的属性和方法的基础上又添加了一个新方法。
这个例子的实例以及构造函数和原型之间的关系如下图所示
图：

在上面的代码中，我们没有使用SubType默认提供的原型，而是给他换了一个新原型；
这个原型就是SuperType的实例。
于是，新原型不仅有作为一个SuperType的实例所拥有的全部属性和方法，而且内部还有一个指针，指向了SuperType的原型。
最终结果是这样的：instace指向SubType的原型，SubType的原型又指向SuperType的原型。

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在通过原型链继承的情况下，搜索过程就得以沿着原型链继续向上。就拿上面的例子来说，调用instance.getSuperValue()会经历三个步骤：
1.搜索实例
2.搜索SubType.prototype
3.搜索SuperType.prototype
最后一步才会找到该方法，再找不到该属性或方法的情况下，搜索过程总是要一环一环地前行到原型链末端才会停下来.
别忘记默认原型Object
事实上前面例子中展示的原型链还少一环，我们知道，所有引用类型都默认继承了Object，而这个继承也是通过原型链实现的。
大家记住，所有函数的默认原型都是Object的实例，因此默认原型内部都会包含一个指针，指向Object.prototype。这也正是所有自定义类型都会继承toString()等默认方法的根本原因.

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原型链存在的问题

原型链虽然很强大，可以用它实现继承，但也存在一些问题。

1. 其中，最主要的问题来自包含引用类型值的原型。
   想必大家还记得，我们前面介绍过包含引用类型值的属性会被所有实例共享；而这也正是为什么要在构造函数中，而不是在原型对象中定义属性的原因。

在通过原型来实现继承时，原型实际上会变成另一个类型的实例。于是原先的实例属性也就顺理成章地变成了现在的原型属性了.
例子说明问题：

function SuperType(){
    this.colors = ["red","blue","green"];
}
function SubType(){

}
SubType.prototype = new SuperType();    // 继承了SuperType
var instance1 = new SubType();
instance1.colors.push("black");
alert(instance1.colors);    //  red,blue,green,black
var instance2 = new SubType();
alert(instance2.colors);    //  red,blue,green,black

这个例子中的SuperType构造函数定义了一个colors属性，该属性包括一个数组(引用类型值)。SuperType的每个实例都会有各自包含自己数组的colors属性。当SubType通过原型链继承了SuperType之后，SubType.prototype就变成了SuperType的一个实例，因此他也拥有了一个他自己的colors属性-----就跟专门创建了一个SubType.prototype.colors属性一样。
但结果是什么呢？ 所有实例都会共享这个colors属性！！！

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问题1：结果是SubType的所有实例都会共享这一个colors属性。而我们对instance1.colors的修改能够通过instance2.colors反映出来，就已经充分证明这一点了

问题2：在创建自定义类型的时候，不能向超类型的构造函数中传递参数。
实际上，应该说是没有办法在不影响所有实例的情况下，给超类型构造函数传递参数。
有鉴于此，在加上前面刚刚讨论的由于原型中所包含引用类型值所带来的问题，实践中中很少单独使用原型链

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2.原型链继承缺陷的解决方法（红宝书）

1.借用构造函数
2.组合式继承
3.原型式继承
4.寄生式继承
5.寄生组合式继承

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这里来谈一下最常用的组合式继承和寄生组合式继承

组合式继承：

组合继承，有时候也叫做经典继承，指的是将原型链和借用构造函数的技术组合到一起，从而发挥二者之长的一种继承模式。
其背后的思路是使用原型链实现对原型属性和方法的继承，而通过借用构造函数来实现对实例的属性的继承
请看例子：

function SuperType(name){
    this.name = name;
    this.colors = ["red","blue","green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function(){
    alert(this.name);
}
function SubType(name,age){
    SuperType.call(this,name);   //继承属性， 第二次调用SuperType
    this.age = age;
}
//继承方法
SubType.prototype = new SuperType();       //第一次调用SuperType
SubType.prototype.constructor = SubType(); // 相当重要，此处
SubType.prototype.sayAge = function(){
    alert(this.age);
}
var instance1 = new SubType("leo",29);
instance1.colors.push("black");
alert(instance1.colors);  // r,b,g,b
instance1.sayName();      // leo
instance1.sayAge();       // 29

var instance2 = new SubType("lck",34);
alert(instance2.colors);  // r,b,g
instance2.sayName();      // lck
instance2.sayAge();       // 34

在例子中，SuperType构造函数定义了两个属性：name 和 colors。SuperType的原型定义了一个方法sayName()。
SubType构造函数在调用SuperType构造函数传入了name参数，紧接着又定义了他自己的属性age，然后，将SuperType的实例赋值给SubType的原型，然后又在该新原型上定义了方法sayAge()方法，
这样一来，就可以让两个不同的SubType实例既分别拥有自己属性和公共的colors属性，又可以使用相同的方法
组合继承避免了原型链和借用构造函数的缺陷，融合了他们的优点，成为js中最常用的继承模式。
而且 instanceof和isPrototypeOf()也能够用于识别基于组合继承创建的对象
**另外说一下：

1.任何一个Prototype对象都有一个constructor指针，指向它的构造函数；
2.每个实例中也会有一个constructor指针，这个指针默认调用Prototype对象的constructor属性。
结果：当替换了子类的原型之后，即 SubType.prototype = new SuperType()之后，
SubType.prototype.constructor 就指向了SuperType(),
SubType的实例的constructor也指向了SuperType()，这就出现问题了。

因为这造成了继承链的紊乱，因为SubType的实例是由SubType构造函数创建的，现在其constructor属性却指向了SuperType,为了避免这一现象，就必须在替换prototype对象之后，为新的prototype对象加上constructor属性，使其指向原来的构造函数。

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组合式继承的缺点
组合继承最大的问题就是无论在什么情况下，都会两次调用超类型构造函数；
一次是在创建子类型的原型的时候，
另一次是在子类型构造函数内部。
没错子类型最终会包含超类型对象的全部实例属性，但我们不得不在调用子类构造函数时重写这些属性

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寄生组合式继承

此种模式解决了组合式继承的缺点
原理：通过借用构造函数来继承属性，通过原型链的混成形式来继承方法。
思路：不必为了指定子类的原型而调用超类型的构造函数，我们所需要的无非就是超类型原型的一个副本而已。

本质上，就是使用寄生式继承来继承超类型的原型，然后再将结果指定给子类型的原型。

寄生式组合继承的基本模式如下所示：

function inheritPrototype(subType,superType){
    var prototype = object(superType.prototype);    // 创建对象
    prototype.constructor = subType;                // 增强对象
    subType.prototype = prototype;                  // 指定对象
}

这个示例中的inheritPrototype()函数实现了寄生式组合继承的最简单形式。
这个函数接收两个参数：子类型构造函数和超类型构造函数。
在函数内部：
第一步：是创建超类型原型的一个副本
第二步：为创建的副本添加constructor属性，从而弥补因失去原型而失去的默认的constructor属性
第三步：将创建的对象（即副本）赋值给子类型的原型。
这样，我们就可以调用inherit-Protoype()函数的语句，去替换前面例中为了子类型原型赋值的语句了

实例如下：

//借助原型可以基于已有对象创建新对象
function object(o){
    var F = function(){};    // 创建一个空对象
    F.prototype = o;
    return new F();          //返回出一个实例对象
}
//寄生式组合继承
function inheritPrototype(subType, superType){
    var prototype = object(superType.prototype);  //创建父构造函数实例对象副本
    prototype.constructor = subType;    // 重写将子类原型对象的constructor属性
    subType.prototype = prototype;     // 父类实例赋值给子类原型
};         

function SuperType(name){
    this.name = name;
    this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
SuperType.prototype.sayName = function(){
    alert(this.name);
};
function SubType(name, age){
    SuperType.call(this, name);
    this.age = age;
}
//调用此方法代替前面赋值语句，可解决两次调用超类型构造函数的问题
inheritPrototype(SubType, SuperType);
SubType.prototype.sayAge = function(){
   alert(this.age);
}; 
var instance1 = new SubType("lck",29);  console.log(instance1.name,instance1.age,instance1.colors); // lck,29,r,b,g
instance1.sayName();  // lck
instance1.sayAge()   // 29

优点：
这个例子的高效率体现在他只调用了一次SuperType构造函数，
并且因此避免了在SubType.prototype上面创建不必要的，多余的属性。
与此同时，原型链还能保持不变；
因此，还能正常使用instanceof 和 isPrototypeOf()。
开发人员普遍认为寄生式组合式继承是引用类型最理想的继承范式