23. ES6 Class 的继承

1. 类的承继extends简介

Class 能够经过extends关键字完成承继，让子类承继父类的特点和办法。extends 的写法比 ES5 的原型链承继，要清晰和方便许多。

class Point {
}
class ColorPoint extends Point {
}

上面示例中，Point是父类，ColorPoint是子类，它经过extends关键字，承继了Point类的一切特点和办法。可是由于没有布置任何代码，所以这两个类彻底一样，等于复制了一个Point类。

下面，咱们在ColorPoint内部加上代码。

class Point { /* ... */ }
class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)
    this.color = color;
  }
  toString() {
    return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()
  }
}

上面示例中，constructor()办法和toString()办法内部，都呈现了super关键字。super在这儿标明父类的结构函数，用来新建一个父类的实例目标。

1.1 子类有必要在constructor()办法中调用super()

ES6 规则，子类有必要在constructor()办法中调用super()，否则就会报错。

这是由于子类自己的this目标，有必要先经过父类的结构函数完结塑造，得到与父类同样的实例特点和办法，然后再对其进行加工，增加子类自己的实例特点和办法。假如不调用super()办法，子类就得不到自己的this目标。

class Point { /* ... */ }
class ColorPoint extends Point {
  constructor() {
  }
}
let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

上面代码中，ColorPoint承继了父类Point，可是它的结构函数没有调用super()，导致新建实例时报错。

1.2 ES6 的承继机制，与 ES5 彻底不同

为什么子类的结构函数，一定要调用super()？原因就在于 ES6 的承继机制，与 ES5 彻底不同。

• ES5 的承继机制，是先创造一个独立的子类的实例目标，然后再将父类的办法增加到这个目标上面，即“实例在前，承继在后”。
• ES6 的承继机制，则是先将父类的特点和办法，加到一个空的目标上面，然后再将该目标作为子类的实例，即“承继在前，实例在后”。 这便是为什么 ES6 的承继有必要先调用super()办法，由于这一步会生成一个承继父类的this目标，没有这一步就无法承继父类。

留意，这意味着新建子类实例时，父类的结构函数必定会先运行一次。

class Foo {
  constructor() {
    console.log(1);
  }
}
class Bar extends Foo {
  constructor() {
    super();
    console.log(2);
  }
}
const bar = new Bar();
// 1
// 2

上面示例中，子类 Bar 新建实例时，会输出1和2。原因便是子类结构函数调用super()时，会履行一次父类结构函数。

1.3 子类的结构函数中，调用super()之后，才能够运用this

另一个需求留意的地方是，在子类的结构函数中，只需调用super()之后，才能够运用this关键字，否则会报错。这是由于子类实例的构建，有必要先完结父类的承继，只需super()办法才能让子类实例承继父类。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}
class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正确
  }
}

上面代码中，子类的constructor()办法没有调用super()之前，就运用this关键字，成果报错，而放在super()之后便是正确的。

假如子类没有界说constructor()办法，这个办法会默许增加，而且里边会调用super()。也便是说，不管有没有显式界说，任何一个子类都有constructor()办法。

class ColorPoint extends Point {
}
// 等同于
class ColorPoint extends Point {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}

有了子类的界说，就能够生成子类的实例了。

let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');
cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true

上面示例中，实例目标cp一起是ColorPoint和Point两个类的实例，这与 ES5 的行为彻底一致。

2. 父类私有特点和私有办法无法承继

父类一切的特点和办法，都会被子类承继，除了私有的特点和办法。

子类无法承继父类的私有特点，或者说，私有特点只能在界说它的 class 里边运用。

class Foo {
  #p = 1;
  #m() {
    console.log('hello');
  }
}
class Bar extends Foo {
  constructor() {
    super();
    console.log(this.#p); // 报错
    this.#m(); // 报错
  }
}

上面示例中，子类 Bar 调用父类 Foo 的私有特点或私有办法，都会报错。

假如父类界说了私有特点的读写办法，子类就能够经过这些办法，读写私有特点。

class Foo {
  #p = 1;
  getP() {
    return this.#p;
  }
}
class Bar extends Foo {
  constructor() {
    super();
    console.log(this.getP()); // 1
  }
}

上面示例中，getP()是父类用来读取私有特点的办法，经过该办法，子类就能够读到父类的私有特点。

3. 子类能够承继父类自身静态特点和静态办法

父类的静态特点和静态办法，也会被子类承继。

class A {
  static hello() {
    console.log('hello world');
  }
}
class B extends A {
}
B.hello()  // hello world

上面代码中，hello()是A类的静态办法，B承继A，也承继了A的静态办法。

留意，静态特点是经过软复制完成承继的。

class A { static foo = 100; }
class B extends A {
  constructor() {
    super();
    B.foo--;
  }
}
const b = new B();
B.foo // 99
A.foo // 100

上面示例中，foo是 A 类的静态特点，B 类承继了 A 类，因而也承继了这个特点。可是，在 B 类内部操作B.foo这个静态特点，影响不到A.foo，原因便是 B 类承继静态特点时，会选用浅复制，复制父类静态特点的值，因而A.foo和B.foo是两个互相独立的特点。

可是，由于这种复制是浅复制，假如父类的静态特点的值是一个目标，那么子类的静态特点也会指向这个目标，由于浅复制只会复制目标的内存地址。

class A {
  static foo = { n: 100 };
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
    B.foo.n--;
  }
}
const b = new B();
B.foo.n // 99
A.foo.n // 99

上面示例中，A.foo的值是一个目标，浅复制导致B.foo和A.foo指向同一个目标。所以，子类B修改这个目标的特点值，会影响到父类A。

4. Object.getPrototypeOf()——从子类上获取父类

Object.getPrototypeOf()办法能够用来从子类上获取父类。

class Point { /*...*/ }
class ColorPoint extends Point { /*...*/ }
Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true

因而，能够运用这个办法判别，一个类是否承继了另一个类。

5. super 关键字——既能够当作函数运用，也能够当作目标运用

super这个关键字，既能够当作函数运用，也能够当作目标运用。在这两种状况下，它的用法彻底不同。

5.1 super作为函数调用——代表父类的结构函数

第一种状况，super作为函数调用时，代表父类的结构函数。ES6 要求，子类的结构函数有必要履行一次super函数。

class A {}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}

上面代码中，子类B的结构函数之中的super()，代表调用父类的结构函数。这是有必要的，否则 JavaScript 引擎会报错。

留意，super虽然代表了父类A的结构函数，可是回来的是子类B的实例，即super内部的this指的是B的实例，因而super()在这儿相当于A.prototype.constructor.call(this)。

class A {
  constructor() {
    console.log(new.target.name);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}
new A() // A
new B() // B

上面代码中，new.target指向当时正在履行的函数。能够看到，在super()履行时，它指向的是子类B的结构函数，而不是父类A的结构函数。也便是说，super()内部的this指向的是B。

作为函数时，super()只能用在子类的结构函数之中，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办法之中，就会造成语法错误。

5.2 super作为目标—在一般办法中，指向父类的原型目标

第二种状况，super作为目标时，在一般办法中，指向父类的原型目标；在静态办法中，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傍边的super.p()，便是将super当作一个目标运用。这时，super在一般办法之中，指向A.prototype，所以super.p()就相当于A.prototype.p()。

5.2.1 super无法调用界说在父类实例上的办法或特点

这儿需求留意，由于super指向父类的原型目标，所以界说在父类实例上的办法或特点，是无法经过super调用的。

class A {
  constructor() {
    this.p = 2;
  }
}
class B extends A {
  get m() {
    return super.p;
  }
}
let b = new B();
b.m // undefined

上面代码中，p是父类A实例的特点，super.p就引证不到它。

假如特点界说在父类的原型目标上，super就能够取到。

class A {}
A.prototype.x = 2;
class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.x) // 2
  }
}
let b = new B();

上面代码中，特点x是界说在A.prototype上面的，所以super.x能够取到它的值。

5.2.2 super调用父类的办法时，父类办法内部的this

ES6 规则，在子类一般办法中经过super调用父类的办法时，办法内部的this指向当时的子类实例。

class A {
  constructor() {
    this.x = 1;
  }
  print() {
    console.log(this.x);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
    this.x = 2;
  }
  m() {
    super.print();
  }
}
let b = new B();
b.m() // 2

上面代码中，super.print()虽然调用的是A.prototype.print()，可是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。也便是说，实际上履行的是super.print.call(this)。

5.2.3 经过super对子类实例某个特点赋值

由于this指向子类实例，所以假如经过super对某个特点赋值，这时super便是this，赋值的特点会变成子类实例的特点。

class A {
  constructor() {
    this.x = 1;
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
    this.x = 2;
    super.x = 3;
    console.log(super.x); // undefined
    console.log(this.x); // 3
  }
}
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的时分，读的是A.prototype.x，所以回来undefined。

5.3 super作为目标，用在静态办法之中——super`将指向父类

假如super作为目标，用在静态办法之中，这时super将指向父类，而不是父类的原型目标。

class Parent {
  static myMethod(msg) {
    console.log('static', msg);
  }
  myMethod(msg) {
    console.log('instance', msg);
  }
}
class Child extends Parent {
  static myMethod(msg) {
    super.myMethod(msg);
  }
  myMethod(msg) {
    super.myMethod(msg);
  }
}
Child.myMethod(1); // static 1
var child = new Child();
child.myMethod(2); // instance 2

上面代码中，super在静态办法之中指向父类，在一般办法之中指向父类的原型目标。

5.3.1 父类静态的办法内部的this指向

别的，在子类的静态办法中经过super调用父类的办法时，办法内部的this指向当时的子类，而不是子类的实例。

class A {
  constructor() {
    this.x = 1;
  }
  static print() {
    console.log(this.x);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
    this.x = 2;
  }
  static m() {
    super.print();
  }
}
B.x = 3;
B.m() // 3

上面代码中，静态办法B.m里边，super.print指向父类的静态办法。这个办法里边的this指向的是B，而不是B的实例。

留意，运用super的时分，有必要显式指定是作为函数、还是作为目标运用，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)傍边的super，无法看出是作为函数运用，还是作为目标运用，所以 JavaScript 引擎解析代码的时分就会报错。这时，假如能清晰地标明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()标明super是一个目标，因而就不会报错。一起，由于super使得this指向B的实例，所以super.valueOf()回来的是一个B的实例。

5.4 能够在恣意一个目标中，运用super关键字

最终，由于目标总是承继其他目标的，所以能够在恣意一个目标中，运用super关键字。

var obj = {
  toString() {
    return "MyObject: " + super.toString();
  }
};
obj.toString(); // MyObject: [object Object]

6. 类的 prototype 特点和__proto__特点

6.1 Class类的承继一起存在两条承继链

大多数浏览器的 ES5 完成之中，每一个目标都有__proto__特点，指向对应的结构函数的prototype特点。Class 作为结构函数的语法糖，一起有prototype特点和__proto__特点，因而一起存在两条承继链。

（1）子类的__proto__特点，标明结构函数的承继，总是指向父类。——子类承继父类的静态特点

（2）子类prototype特点的__proto__特点，标明办法的承继，总是指向父类的prototype特点。——子类实例承继父类的实例办法

class A {
}
class B extends A {
}
// B 承继 A 的静态特点
B.__proto__ === A // true
// B 的实例承继 A 的实例
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

上面代码中，子类B的__proto__特点指向父类A，子类B的prototype特点的__proto__特点指向父类A的prototype特点。

这样的成果是由于，类的承继是依照下面的模式完成的。

class A {
}
class B {
}
// B 的实例承继 A 的实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// B 承继 A 的静态特点
Object.setPrototypeOf(B, A);
const b = new B();

ES6 目标的扩展一章给出过Object.setPrototypeOf办法的完成。

Object.setPrototypeOf = function (obj, proto) {
  obj.__proto__ = proto;
  return obj;
}

因而，就得到了上面的成果。

Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;
Object.setPrototypeOf(B, A);
// 等同于
B.__proto__ = A;

这两条承继链，能够这样了解：作为一个目标，子类（B）的原型（__proto__特点）是父类（A）；作为一个结构函数，子类（B）的原型目标（prototype特点）是父类的原型目标（prototype特点）的实例。

B.prototype = Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

6.2 extends关键字后边能够是恣意函数。

extends关键字后边能够跟多种类型的值。

class B extends A {
}

上面代码的A，只需是一个有prototype特点的函数，就能被B承继。由于函数都有prototype特点（除了Function.prototype函数），因而A能够是恣意函数。

6.2.1 子类承继Object类

下面，讨论两种状况。第一种，子类承继Object类。

class A extends Object {
}
A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种状况下，A其实便是结构函数Object的复制，A的实例便是Object的实例。

6.2.2 不运用extends

第二种状况，不存在任何承继。

class A {
}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种状况下，A作为一个基类（即不存在任何承继），便是一个一般函数，所以直接承继Function.prototype。可是，A调用后回来一个空目标（即Object实例），所以A.prototype.__proto__指向结构函数（Object）的prototype特点。

6.3 子类实例的 proto 特点

子类实例的__proto__特点的__proto__特点，指向父类实例的__proto__特点。也便是说，子类实例的原型目标的原型目标，是父类实例的原型目标。

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承继了Point，导致前者原型的原型是后者的原型。

因而，经过子类实例的__proto__.__proto__特点，能够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类增加办法，成果影响到了Point的实例p1。

7. Js语言内置原生结构函数的承继

原生结构函数是指语言内置的结构函数，一般用来生成数据结构。ECMAScript 的原生结构函数大致有下面这些。

• Boolean()
• Number()
• String()
• Array()
• Date()
• Function()
• RegExp()
• Error()
• Object()

7.1 ES5 原生结构函数无法承继

曾经，这些原生结构函数是无法承继的，比方，不能自己界说一个Array的子类。

function MyArray() {
  Array.apply(this, arguments);
}
MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
  constructor: {
    value: MyArray,
    writable: true,
    configurable: true,
    enumerable: true
  }
});

上面代码界说了一个承继 Array 的MyArray类。可是，这个类的行为与Array彻底不一致。

var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length  // 0
colors.length = 0;
colors[0]  // "red"

之所以会产生这种状况，是由于子类无法获得原生结构函数的内部特点，经过Array.apply()或者分配给原型目标都不行。原生结构函数会疏忽apply办法传入的this，也便是说，原生结构函数的this无法绑定，导致拿不到内部特点。

ES5 是先新建子类的实例目标this，再将父类的特点增加到子类上，由于父类的内部特点无法获取，导致无法承继原生的结构函数。比方，Array结构函数有一个内部特点[[DefineOwnProperty]]，用来界说新特点时，更新length特点，这个内部特点无法在子类获取，导致子类的length特点行为不正常。

下面的比如中，咱们想让一个一般目标承继Error目标。

var e = {};
Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]
Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

上面代码中，咱们想经过Error.call(e)这种写法，让一般目标e具有Error目标的实例特点。可是，Error.call()彻底疏忽传入的第一个参数，而是回来一个新目标，e自身没有任何改变。这证明了Error.call(e)这种写法，无法承继原生结构函数。

7.2 ES6 能够自界说原生数据结构(比方Array)的子类

ES6 允许承继原生结构函数界说子类，由于 ES6 是先新建父类的实例目标this，然后再用子类的结构函数修饰this，使得父类的一切行为都能够承继。下面是一个承继Array的比如。

class MyArray extends Array {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}
var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1
arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上面代码界说了一个MyArray类，承继了Array结构函数，因而就能够从MyArray生成数组的实例。这意味着，ES6 能够自界说原生数据结构（比方Array、String等）的子类，这是 ES5 无法做到的。

上面这个比如也阐明，extends关键字不仅能够用来承继类，还能够用来承继原生的结构函数。因而能够在原生数据结构的基础上，界说自己的数据结构。下面便是界说了一个带版别功能的数组。

7.3 界说一个带版别功能的数组

class VersionedArray extends Array {
  constructor() {
    super();
    this.history = [[]];
  }
  commit() {
    this.history.push(this.slice());
  }
  revert() {
    this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
  }
}
var x = new VersionedArray();
x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]
x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]
x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.history // [[], [1, 2]]
x.revert();
x // [1, 2]

上面代码中，VersionedArray会经过commit办法，将自己的当时状态生成一个版别快照，存入history特点。revert办法用来将数组重置为最新一次保存的版别。除此之外，VersionedArray依然是一个一般数组，一切原生的数组办法都能够在它上面调用。

7.4 自界说Error子类

下面是一个自界说Error子类的比如，能够用来定制报错时的行为。

class ExtendableError extends Error {
  constructor(message) {
    super();
    this.message = message;
    this.stack = (new Error()).stack;
    this.name = this.constructor.name;
  }
}
class MyError extends ExtendableError {
  constructor(m) {
    super(m);
  }
}
var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
// Error
//     at MyError.ExtendableError
//     ...

7.5 承继Object的子类有一个特殊状况

留意，承继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承继了Object，可是无法经过super办法向父类Object传参。这是由于 ES6 改变了Object结构函数的行为，一旦发现Object办法不是经过new Object()这种方式调用，ES6 规则Object结构函数会疏忽参数。

8.Mixin 模式的完成——多个目标组成一个新的目标

Mixin 指的是多个目标组成一个新的目标，新目标具有各个组成成员的接口。它的最简略完成如下。

const a = {
  a: 'a'
};
const b = {
  b: 'b'
};
const c = {...a, ...b}; // {a: 'a', b: 'b'}

上面代码中，c目标是a目标和b目标的组成，具有两者的接口。

下面是一个更完备的完成，将多个类的接口“混入”（mix in）另一个类。

function mix(...mixins) {
  class Mix {
    constructor() {
      for (let mixin of mixins) {
        copyProperties(this, new mixin()); // 复制实例特点
      }
    }
  }
  for (let mixin of mixins) {
    copyProperties(Mix, mixin); // 复制静态特点
    copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype); // 复制原型特点
  }
  return Mix;
}
function copyProperties(target, source) {
  for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {
    if ( key !== 'constructor'
      && key !== 'prototype'
      && key !== 'name'
    ) {
      let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
      Object.defineProperty(target, key, desc);
    }
  }
}

上面代码的mix函数，能够将多个目标组成为一个类。运用的时分，只需承继这个类即可。

class DistributedEdit extends mix(Loggable, Serializable) {
  // ...
}

class A {
  constructor(a) {
    this.a = a;
  }
  static _a = 10;
  logA() {
    console.log(A._a);
  }
}
class B {
  constructor(b) {
    this.b = b;
  }
  static _b = 20;
  logB() {
    console.log(B._b);
  }
}
function mix(...mixins) {
  class Mix {
    constructor() {
      for (let mixin of mixins) {
        copyProperties(this, new mixin()); // 复制实例特点
      }
    }
  }
  for (let mixin of mixins) {
    copyProperties(Mix, mixin); // 复制静态特点
    copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype); // 复制原型特点
  }
  return Mix;
}
function copyProperties(target, source) {
  for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {
    if (key !== "constructor" && key !== "prototype" && key !== "name") {
      let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
      Object.defineProperty(target, key, desc);
    }
  }
}
class DistributedEdit extends mix(A, B) {
  // ...
}
new DistributedEdit();