详解JS的继承（三）-- 图解Es6的Extend

前言

距离上一篇js的继承系列已经过去了四年，时不时还有新的读者评论和回复，开心之余也想着更新一下内容，因为当时的内容里没有涉及到es6的 extend 实现，所以现在抽空补上。 当然，如果是0基础的同学或者对于基本的继承有些遗忘的同学，可以先回顾一下前两篇：

详解js中的继承（一）

详解js中的继承（二）

正文

基础回顾 & 预备知识

为了使后面的学习过程更丝滑，在开始之前，一起再回顾一下这个构造函数-原型对象-实例模型：

当访问 a 的属性时，会先从a本身的属性（或方法）去找，如果找不到，会沿着 __proto__ 属性找到原型对象A.prototype，在原型对象上查找对应的属性（或方法）；如果再找不到，继续沿着原型对象的__proto__ 继续找，这也就是最早我们介绍过的原型链的内容。

function A (){
  this.type = 'A'
}
const a = new A();

当然，图上的原型链可以继续找，我们知道 A 虽然是函数，但是本质也是 Object ，沿着__proto__ 属性 不断上溯，最终会返回 null ;

a.__proto__ === A.prototype; // true
a.__proto__.__proto__ === Object.prototype; // true
a.__proto__.__proto__.__proto__ === null; // true

extend实现源码解析

进入正题， 学过 es6 的同学都知道，可以通过关键字 extend 直接实现继承，比如：

// 首先创建一个Animal类
class Animal {
    name: string;
    constructor(theName: string) { this.name = theName; };
    move(distanceInMeters: number = 0) {
        console.log(`Animal moved ${distanceInMeters}m.`);
    }
}

// 子类Dog继承于Animal
class Dog extends Animal {
    age: number;
    constructor(name: string, age: number) { 
        super(name); 
        this.age = age;
    }
    bark() {
        console.log('Woof! Woof!');
    }
}

const dog = new Dog('wangwang', 12);
dog.bark();// 'Woof! Woof!'
dog.move(10);//`Animal moved 10m.`

那么这个 extend 究竟做了哪些事情呢? 这里借助安装 typescript 这个 npm 包，然后在本地运行 tsc [文件路径] ，把ts以及es6的代码转换成原生js的代码来进行研究，（当然也有个缺点是转换的代码为了追求代码极简 有时可能会影响可读性 比如 undefined 写作 void 0 之类的)，上面的代码转换之后长这样：

// 第一部分
var __extends = (this && this.__extends) || (function () {
    var extendStatics = function (d, b) {
        extendStatics = Object.setPrototypeOf ||
            ({ __proto__: [] } instanceof Array && function (d, b) { d.__proto__ = b; }) ||
            function (d, b) { for (var p in b) if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(b, p)) d[p] = b[p]; };
        return extendStatics(d, b);
    };
    return function (d, b) {
        if (typeof b !== "function" && b !== null)
            throw new TypeError("Class extends value " + String(b) + " is not a constructor or null");
        extendStatics(d, b);
        function __() { this.constructor = d; }
        d.prototype = b === null ? Object.create(b) : (__.prototype = b.prototype, new __());
    };
})();

// 第二部分
// 首先创建一个Animal类
var Animal = /** @class */ (function () {
    function Animal(theName) {
        this.name = theName;
    }
    ;
    Animal.prototype.move = function (distanceInMeters) {
        if (distanceInMeters === void 0) { distanceInMeters = 0; }
        console.log("Animal moved ".concat(distanceInMeters, "m."));
    };
    return Animal;
}());

// 第三部分
// 子类Dog继承于Animal
var Dog = /** @class */ (function (_super) {
    __extends(Dog, _super);
    function Dog(name, age) {
        var _this = _super.call(this, name) || this;
        _this.age = age;
        return _this;
    }
    Dog.prototype.bark = function () {
        console.log('Woof! Woof!');
    };
    Dog.prototype.move = function (distanceInMeters) {
        if (distanceInMeters === void 0) { distanceInMeters = 5; }
        console.log("Dog moved ".concat(distanceInMeters, "m."));
    };
    return Dog;
}(Animal));

// 第四部分 无需解析
var dog = new Dog('wangwang', 12);
dog.bark(); // 'Woof! Woof!'
dog.move(10); // Dog moved 10m.

代码看起来有些复杂，我们按照代码注释里，各部分内容复杂程度从简单到复杂进行分析:

• 先看第二部分，首先是用匿名立即执行函数(IIFE)包裹了一层，这一点我们在聊闭包的时候说过，这样写的好处是避免污染到全局命名空间；然后在内部，就是之前第一篇说过的构造函数-原型对象的经典模型-- 属性放在构造函数里，方法绑定在原型对象上, 所以这一部分其实就是 es6的Class 对应的原生js写法；

• 第三部分， Dog 类的写法和第二部分大体相同，但是还是有几处区别：

  • _super.call(this, name) ， _super 代表父类，所以这一步是使用父类的构造函数生成一个对象，之后再根据自身的构造函数，修改该对象;

  • __extends 方法，也是本文的核心内容。

    

• • 最后来介绍第一部分，也就是__extends 的具体实现。这部分的外层也是一个简单的避免重复定义以及匿名立即执行函数(IIFE)，这一点就不赘述了。 核心内容是 extendStatics 的实现：

    • 首先介绍下 Object.setPrototypeOf 这个方法，这个方法的作用是为某个对象重新指定原型，用法如下：

      Object.setPrototypeOf(d, b) // 等价于d.__proto__ = b;

      后续每个 || 分隔符后面，都可以理解为一种 polyfill 写法，只是为了兼容不同的执行环境;

    • 接下来返回一个新的函数，前面提到，直接转换过来的可能有点晦涩，所以我在这里稍微整理成可读性更强的写法:

      return function (d, b) {
      // 当b不是构造函数或者null时，抛出错误
        if (typeof b !== "function" && b !== null) {
           throw new TypeError("Class extends value " + String(b) + " is not a constructor or null");
        }
      
        // 修改d原型链指向
        extendStatics(d, b); 
      
        // 模拟原型链的继承
        function Temp() { this.constructor = d; }
          if(b === null){
                d.prototype = {}; // Object.create(null) 此时返回一个新的空对象{}
        } else {
              Temp.prototype = b.prototype；
              var temp = new Temp(); 
              d.prototype = temp；
        }
      };
      此处第一个 `if` 比较好理解，不多解释；
      

接下来的 extendStatics(d, b) 也介绍了效果是 d.__proto__ = b;

再接着就是比较有意思了，为了方便大家看懂，还是画一下相关的关系图：

首先， d和b 各自独立（当然）这里请注意！！！，我们用大写字母B和D分表表示b和d的构造函数，而b和d本身也可能还是一个函数，也还有自己对应的原型对象，只是图上没有标出。（眼神不太好或者不太仔细的同学务必要认真 否则很容易理解出错）

举个例子，前文的 Animal 对应图上的b, 那么 B 则对应 Function , 即 Animal.__proto__ = Function.prototype ， 但是与此同时，Animal 还有自己的原型对象Animal.protptype ：

执行extendStatics(d, b) 后，原型关系如下（D的构造函数和原型对象变成不可访问了，所以用灰色表示）:

再接着 执行以下代码之后：

function Temp() { this.constructor = d; }
Temp.prototype = b.prototype；
var temp = new Temp(); 
d.prototype = temp；

结构图如下：

从图上可以看到，这个临时变量temp最后变成了d的原型对象, 同时也是一个b的实例。 这一点和我们最早学过的原型链继承其实是类似的，区别在于多了一个 d.__proto__ = b .

那么，如果执行 var dog = new Dog('wangwang', 12); 其实，这里的 Dog 就对应上图的 d , dog 的原型链其实就是 dog.__proto__ === temp ,再向上也就是 b.prototype ，自然也就可以调用到定义在b.prototype 的方法了。

自测环节

那么在完成 extend 之后，回答几个问题，测试下自己的理解程度。

Q1: 首先，属性是怎么继承的，和ES5有何区别？

A1: extend是通过调用父类的方法创建初始对象，在此基础上，再根据子类的构造函数对该对象进行调整； ES5 的继承（组合继承），实质是先创造子类的实例对象 this ，再利用 call 或者 apply ，将父类的属性添加到 this .

Q2: dog 是如何调用到 move 方法的？

A2: 这个问题其实就是前面刚刚分析的原型链模型，方法的查找顺序是: dog.move(不存在) > dog.__proto__（temp变量).move (不存在) > dog.__proto__.__proto__.move （找到）

Q3: 多出来的d.__proto__ = b 有何作用？

A3: 可以继承父类的静态方法，例如添加方法: Animail.sayHello = function() {console.log('hello')}; ,那么Dog.sayHello() 同样生效，可以参照上图进行理解，查找顺序: d.hello(不存在) > d.__proto__.hello （找到）

小结

本文是继承系列的后续文章，主要针对ES6里Extend做个简单的源码分析和原理介绍，最关键的还是原型链的图解部分，希望能对读者有帮助。

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