从一个组件的实现来深刻理解JS中的继承

其实,无论是写什么语言的程序员,最终的目的,都是把产品或代码封装到一起,提供接口,让使用者很舒适的实现功能。所以对于我来说,往往头疼的不是写代码,而是写注释和文档!如果接口很乱,肯定会头疼一整天。

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JavaScript 最初是以 Web 脚本语言面向大众的,尽管现在出了服务器端的 nodejs,但是单线程的性质还没有变。对于一个 Web 开发人员来说,能写一手漂亮的组件极为重要。GitHub 上那些开源且 stars 过百的 Web 项目或组件,可读性肯定非常好。

从一个例子来学习写组件

组件教程的参考来自于 GitHub 上,通俗易懂,链接。

要实现下面这个功能,对一个 input 输入框的内容进行验证,只有纯数字和字母的组合才是被接受的,其他都返回 failed:

全局变量写法

这种写法完全没有约束,基本所有人都会,完全没啥技巧:

 
 
  1. // html
  2. // javascript
  3. var input = document.getElementById("input");
  4. function getValue(){
  5.   return input.value;
  6. }
  7. function render(){
  8.   var value = getValue();
  9.   if(!document.getElementById("show")){
  10.     var append = document.createElement('span');
  11.     append.setAttribute("id", "show");
  12.     input.parentNode.appendChild(append);
  13.   }
  14.   var show = document.getElementById("show");
  15.   if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
  16.     show.innerHTML = 'Pass!';
  17.   }else{
  18.     show.innerHTML = 'Failed!';
  19.   }
  20. }
  21. input.addEventListener('keyup', function(){
  22.   render();
  23. }); 

缺点自然不用多说,变量没有任何隔离,严重污染全局变量,虽然可以达到目的,但极不推荐这种写法。

对象隔离作用域

鉴于以上写法的弊端,我们用对象来隔离变量和函数:

 
 
  1. var obj = {
  2.   input: null,
  3.   // 初始化并提供入口调用方法
  4.   init: function(config){
  5.     this.input = document.getElementById(config.id);
  6.     this.bind();
  7.     //链式调用
  8.     return this;
  9.   },
  10.   // 绑定
  11.   bind: function(){
  12.     var self = this;
  13.     this.input.addEventListener('keyup', function(){
  14.       self.render();
  15.     });
  16.   },
  17.   getValue: function(){
  18.     return this.input.value;
  19.   },
  20.   render: function(){
  21.     var value = this.getValue();
  22.     if(!document.getElementById("show")){
  23.       var append = document.createElement('span');
  24.       append.setAttribute("id", "show");
  25.       input.parentNode.appendChild(append);
  26.     }
  27.     var show = document.getElementById("show");
  28.     if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
  29.       show.innerHTML = 'Pass!';
  30.     }else{
  31.       show.innerHTML = 'Failed!';
  32.     }
  33.   }
  34. }
  35. window.onload = function(){
  36.   obj.init({id: "input"});

相对于开放式的写法,上面的这个方法就比较清晰了。有初始化,有内部函数和变量,还提供入口调用方法。

新手能实现上面的方法已经很不错了,还记得当初做百度前端学院题目的时候,基本就是用对象了。

不过这种方法仍然有弊端。obj 对象中的方法都是公开的,并不是私有的,其他人写的代码可以随意更改这些内容。当多人协作或代码量很多时,又会产生一系列问题。

函数闭包的写法

 
 
  1. var fun = (function(){
  2.   var _bind = function(obj){
  3.     obj.input.addEventListener('keyup', function(){
  4.       obj.render();
  5.     });
  6.   }
  7.   var _getValue = function(obj){
  8.     return obj.input.value;
  9.   }
  10.   var InputFun = function(config){};
  11.   InputFun.prototype.init = function(config){
  12.     this.input = document.getElementById(config.id);
  13.     _bind(this);
  14.     return this;
  15.   }
  16.   InputFun.prototype.render = function(){
  17.     var value = _getValue(this);
  18.     if(!document.getElementById("show")){
  19.       var append = document.createElement('span');
  20.       append.setAttribute("id", "show");
  21.       input.parentNode.appendChild(append);
  22.     }
  23.     var show = document.getElementById("show");
  24.     if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
  25.       show.innerHTML = 'Pass!';
  26.     }else{
  27.       show.innerHTML = 'Failed!';
  28.     }
  29.   }
  30.   return InputFun;
  31. })();
  32. window.onload = function(){
  33.   new fun().init({id: 'input'});

函数闭包写法的好处都在自执行的闭包里,不会受到外面的影响,而且提供给外面的方法包括 init 和 render。比如我们可以像 JQuery 那样,稍微对其改造一下:

 
 
  1. var $ = function(id){
  2.   // 这样子就不用每次都 new 了
  3.   return new fun().init({'id': id});
  4. }
  5. window.onload = function(){
  6.   $('input');

还没有涉及到原型,只是简单的闭包。

基本上,这已经是一个合格的写法了。

面向对象

虽然上面的方法以及够好了,但是我们的目的,是为了使用面向对象。面向对象一直以来都是被认为***的编程方式,如果每个人的代码风格都相似,维护、查看起来就非常的方便。

但是,我想在介绍面向对象之前,先来回忆一下 JS 中的继承(实现我们放到***再说)。

入门级的面向对象

提到继承,我首先想到的就是用 new 来实现。还是以例子为主吧,人->学生->小学生,在 JS 中有原型链这么一说,__proto__ 和 prototype ,对于原型链就不过多阐述,如果不懂的可以自己去查阅一些资料。

在这里,我还是要说明一下 JS 中的 new 构造,比如 var student = new Person(name),实际上有三步操作:

 
 
  1. var student = {};
  2. student.__proto__ = Person.prototype;
  3. Person.call(student, name) 

得到的 student 是一个对象,__proto__执行 Person 的 prototype,Person.call 相当于 constructor。

 
 
  1. function Person(name){
  2.   this.name = name;
  3. }
  4. Person.prototype.Say = function(){
  5.   console.log(this.name + ' can say!');
  6. }
  7. var ming = new Person("xiaoming");
  8. console.log(ming.__proto__ == Person.prototype) //true new的第二步结果
  9. console.log(ming.name) // 'xiaoming' new 的第三步结果
  10. ming.Say() // 'xiaoming can say!' proto 向上追溯的结果 

利用 __proto__ 属性的向上追溯,可以实现一个基于原型链的继承。

 
 
  1. function Person(name){
  2.   this.name = name;
  3. }
  4. Person.prototype.Say = function(){
  5.   console.log(this.name + ' can say!');
  6. }
  7. function Student(name){
  8.   Person.call(this, name); //Person 的属性赋值给 Student
  9. }
  10. Student.prototype = new Person(); //顺序不能反,要在最前面
  11. Student.prototype.DoHomeWork = function(){
  12.   console.log(this.name + ' can do homework!');
  13. }
  14. var ming = new Student("xiaoming");
  15. ming.DoHomeWork(); //'xiaoming can do homework!'
  16. ming.Say(); //'xiaoming can say!' 

大概刚认识原型链的时候,我也就只能写出这样的水平了,我之前的文章。

打开调试工具,看一下 ming 都有哪些东西:

 
 
  1. ming
  2.   name: "xiaoming"
  3.   __proto__: Person
  4.     DoHomeWork: ()
  5.     name: undefined //注意这里多了一个 name 属性
  6.     __proto__: Object
  7.       Say: ()
  8.       constructor: Person(name)
  9.       __proto__: Object 

当调用 ming.Say() 的时候,刚好 ming.__proto__.__proto__ 有这个属性,这就是链式调用的原理,一层一层向下寻找。

这就是最简单的继承了。

面向对象的进阶

来看一看刚才那种做法的弊端。

  1. 没有实现传统面向对象该有的 super 方法来调用父类方法,链式和 super 方法相比还是有一定缺陷的;
  2. 造成过多的原型属性(name),constructor 丢失(constructor 是一个非常重要的属性,MDN)。

因为链式是一层层向上寻找,知道找到为止,很明显 super 直接调用父类更具有优势。

 
 
  1. // 多了原型属性
  2. console.log(ming.__proto__) // {name: undefined} 

为什么会多一个 name,原因是因为我们执行了 Student.prototype = new Person();,而 new 的第三步会执行一个 call 的函数,会使得 Student.prototype.name = undefined,恰好 ming.__proto__ 指向 Student 的 prototype,用了 new 是无法避免的。

 
 
  1. // 少了 constructor
  2. console.log(ming.constructor == Person) //true
  3. console.log(ming.constructor == Student) // false 

这也很奇怪,明明 ming 是继承与 Student,却返回 false,究其原因,Student.prototype 的 constructor 方法丢失,向上找到了Student.prototype.__proto__ 的 constructor 方法。

再找原因,这句话导致了 Student.prototype 的 constructor 方法丢失:

 
 
  1. Student.prototype = new Person();

在这句话之前打一个断点,曾经是有的,只是被替换掉了:

 找到了问题所在,现在来改进:

 
 
  1. // fn 用来排除多余的属性(name)
  2. var fn = function(){};
  3. fn.prototype = Person.prototype;
  4. Student.prototype = new fn();
  5. // 重新添上 constructor 属性
  6. Student.prototype.constructor = Student; 

用上面的继承代码替换掉之前的 Student.prototype = new Person();

面向对象的封装

我们不能每一次写代码的时候都这样写这么多行来继承吧,所以,于情于理,还是来进行简单的包装:

 
 
  1. function classInherit(subClass, parentClass){
  2.   var fn = function(){};
  3.   fn.prototype = parentClass.prototype;
  4.   subClass.prototype = new fn();
  5.   subClass.prototype.constructor = subClass;
  6. }
  7. classInherit(Student, Person); 


哈哈,所谓的包装,就是重抄一下代码。

进一步完善面向对象

上面的问题只是简单的解决了多余属性和 constructor 丢失的问题,而 supper 问题仍然没有改进。

举个栗子,来看看 supper 的重要,每个人都会睡觉,sleep 函数是人的一个属性,学生分为小学生和大学生,小学生晚上 9 点睡觉,大学生 12 点睡觉,于是:

 
 
  1. Person.prototype.Sleep = function(){
  2.   console.log('Sleep!');
  3. }
  4. function E_Student(){}; //小学生
  5. function C_Student(){}; //大学生
  6. classInherit(E_Student, Person);
  7. classInherit(C_Student, Person);
  8. //重写 Sleep 方法
  9. E_Student.prototype.Sleep = function(){
  10.   console.log('Sleep!');
  11.   console.log('Sleep at 9 clock');
  12. }
  13. C_Student.prototype.Sleep = function(){
  14.   console.log('Sleep!');
  15.   console.log('Sleep at 12 clock');

对于 Sleep 方法,显得比较混乱,而我们想要通过 supper,直接调用父类的函数:

 
 
  1. E_Student.prototype.Sleep = function(){
  2.   this._supper(); //supper 方法
  3.   console.log('Sleep at 9 clock');
  4. }
  5. C_Student.prototype.Sleep = function(){
  6.   this._supper(); //supper 方法
  7.   console.log('Sleep at 12 clock');

不知道对 supper 的理解正不正确,总感觉怪怪的,欢迎指正!

来看下 JQuery 之父是如何 class 的面向对象,原文在这,源码如下。

 
 
  1. /* Simple JavaScript Inheritance
  2.  * By John Resig http://ejohn.org/
  3.  * MIT Licensed.
  4.  */
  5. // Inspired by base2 and Prototype
  6. (function(){
  7.   // initializing 开关很巧妙的来实现调用原型而不构造,还有回掉
  8.   var initializing = false, fnTest = /xyz/.test(function(){xyz;}) ? /\b_super\b/ : /.*/;
  9.   // The base Class implementation (does nothing)
  10.   // 全局,this 指向 window,***的父类
  11.   this.Class = function(){};
  12.  
  13.   // Create a new Class that inherits from this class
  14.   // 继承的入口
  15.   Class.extend = function(prop) {
  16.     //保留当前类,一般是父类的原型
  17.     var _super = this.prototype;
  18.    
  19.     // Instantiate a base class (but only create the instance,
  20.     // don't run the init constructor)
  21.     //开关 用来使原型赋值时不调用真正的构成流程
  22.     initializing = true;
  23.     var prototype = new this();
  24.     initializing = false;
  25.    
  26.     // Copy the properties over onto the new prototype
  27.     for (var name in prop) {
  28.       // Check if we're overwriting an existing function
  29.       //对函数判断,将属性套到子类上
  30.       prototype[name] = typeof prop[name] == "function" &&
  31.         typeof _super[name] == "function" && fnTest.test(prop[name]) ?
  32.         (function(name, fn){
  33.           //用闭包来存储
  34.           return function() {
  35.             var tmp = this._super;
  36.            
  37.             // Add a new ._super() method that is the same method
  38.             // but on the super-class
  39.             this._super = _super[name];
  40.            
  41.             // The method only need to be bound temporarily, so we
  42.             // remove it when we're done executing
  43.             //实现同名调用
  44.             var ret = fn.apply(this, arguments);  
  45.             this._super = tmp;
  46.             return ret;
  47.           };
  48.         })(name, prop[name]) :
  49.         prop[name];
  50.     }
  51.    
  52.     // 要返回的子类
  53.     function Class() {
  54.       // All construction is actually done in the init method
  55.       if ( !initializing && this.init )
  56.         this.init.apply(this, arguments);
  57.     }
  58.     //前面介绍过的,继承
  59.     Class.prototype = prototype;
  60.    
  61.     Class.prototype.constructor = Class;
  62.  
  63.     Class.extend = arguments.callee;
  64.    
  65.     return Class;
  66.   };
  67. })(); 

这个时候就可以很轻松的实现面向对象,使用如下:

 
 
  1. var Person = Class.extend({
  2.   init: function(name){
  3.     this.name = name;
  4.   },
  5.   Say: function(name){
  6.     console.log(this.name + ' can Say!');
  7.   },
  8.   Sleep: function(){
  9.     console.log(this.name + ' can Sleep!');
  10.   }
  11. });
  12. var Student = Person.extend({
  13.   init: function(name){
  14.     this._super('Student-' + name);
  15.   },
  16.   Sleep: function(){
  17.     this._super();
  18.     console.log('And sleep early!');
  19.   },
  20.   DoHomeWork: function(){
  21.     console.log(this.name + ' can do homework!');
  22.   }
  23. });
  24. var p = new Person('Li');
  25. p.Say(); //'Li can Say!'
  26. p.Sleep(); //'Li can Sleep!'
  27. var ming = new Student('xiaoming');
  28. ming.Say(); //'Student-xiaoming can Say!'
  29. ming.Sleep();//'Student-xiaoming can Sleep!'
  30.             // 'And sleep early!'
  31. ming.DoHomeWork(); //'Student-xiaoming can do homework!' 

除了 John Resig 的 supper 方法,很多人都做了尝试,不过我觉得 John Resig 的实现方式非常的妙,也比较贴近 supper 方法,我本人也用源码调试了好几个小时,才勉强能理解。John Resig 的头脑真是令人佩服。

ES6 中的 class

在 JS 中,class 从一开始就属于关键字,在 ES6 终于可以使用 class 来定义类。比如:

 
 
  1. class Point {
  2.   constructor(x, y){
  3.     this.x = x;
  4.     this.y = y;
  5.   }
  6.   toString(){
  7.     return '(' + this.x + ',' + this.y + ')';
  8.   }
  9. }
  10. var p = new Point(3, 4);
  11. console.log(p.toString()); //'(3,4)' 

更多有关于 ES6 中类的使用请参考阮一峰老师的 Class基本语法。

其实 ES6 中的 class 只是写对象原型的时候更方便,更像面向对象,class 的功能 ES5 完全可以做到,比如就上面的例子:

 
 
  1. typeof Point; //'function'
  2. Point.prototype;
  3. /*
  4. |Object
  5. |--> constructor: function (x, y)
  6. |--> toString: function()
  7. |--> __proto__: Object
  8. */ 

和用 ES5 实现的真的没有什么差别,反而现在流行的一些库比 ES6 的 class 能带来更好的效益。

回到最开始的组件问题

那么,说了这么多面向对象,现在回到最开始的那个组件的实现——如何用面向对象来实现。

还是利用 John Resig 构造 class 的方法:

 
 
  1. var JudgeInput = Class.extend({
  2.   init: function(config){
  3.     this.input = document.getElementById(config.id);
  4.     this._bind();
  5.   },
  6.   _getValue: function(){
  7.     return this.input.value;
  8.   },
  9.   _render: function(){
  10.     var value = this._getValue();
  11.     if(!document.getElementById("show")){
  12.       var append = document.createElement('span');
  13.       append.setAttribute("id", "show");
  14.       input.parentNode.appendChild(append);
  15.     }
  16.     var show = document.getElementById("show");
  17.     if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
  18.       show.innerHTML = 'Pass!';
  19.     }else{
  20.       show.innerHTML = 'Failed!';
  21.     }
  22.   },
  23.   _bind: function(){
  24.     var self = this;
  25.     self.input.addEventListener('keyup', function(){
  26.       self._render();
  27.     });
  28.   }
  29. });
  30. window.onload = function(){
  31.   new JudgeInput({id: "input"});

但是,这样子,基本功能算是实现了,关键是不好扩展,没有面向对象的精髓。所以,针对目前的情况,我们准备建立一个 Base 基类,init 表示初始化,render 函数表示渲染,bind 函数表示绑定,destory 用来销毁,同时 get、set 方法提供获得和更改属性:

 
 
  1. var Base = Class.extend({
  2.   init: function(config){
  3.     this._config = config;
  4.     this.bind();
  5.   },
  6.   get: function(key){
  7.     return this._config[key];
  8.   },
  9.   set: function(key, value){
  10.     this._config[key] = value;
  11.   },
  12.   bind: function(){
  13.     //以后构造
  14.   },
  15.   render: function(){
  16.     //以后构造
  17.   },
  18.   destory: function(){
  19.     //定义销毁方法
  20.   }
  21. }); 

基于这个 Base,我们修改 JudgeInput 如下:

 
 
  1. var JudgeInput = Base.extend({
  2.   _getValue: function(){
  3.     return this.get('input').value;
  4.   },
  5.   bind: function(){
  6.     var self = this;
  7.     self.get('input').addEventListener('keyup', function(){
  8.       self.render();
  9.     });
  10.   },
  11.   render: function(){
  12.     var value = this._getValue();
  13.     if(!document.getElementById("show")){
  14.       var append = document.createElement('span');
  15.       append.setAttribute("id", "show");
  16.       input.parentNode.appendChild(append);
  17.     }
  18.     var show = document.getElementById("show");
  19.     if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
  20.       show.innerHTML = 'Pass!';
  21.     }else{
  22.       show.innerHTML = 'Failed!';
  23.     }
  24.   }
  25. });
  26. window.onload = function(){
  27.   new JudgeInput({input: document.getElementById("input")});

比如,我们后期修改了判断条件,只有当长度为 5-10 的时候才会返回 success,这个时候能很快定位到 JudgeInput 的 render 函数:

 
 
  1. render: function(){
  2.   var value = this._getValue();
  3.   if(!document.getElementById("show")){
  4.     var append = document.createElement('span');
  5.     append.setAttribute("id", "show");
  6.     input.parentNode.appendChild(append);
  7.   }
  8.   var show = document.getElementById("show");
  9.   //修改正则即可
  10.   if(/^[0-9a-zA-Z]{5,10}$/.exec(value)){
  11.     show.innerHTML = 'Pass!';
  12.   }else{
  13.     show.innerHTML = 'Failed!';
  14.   }

以我目前的能力,只能理解到这里了。

总结

从一个组件出发,一步一步爬坑,又跑去介绍 JS 中的面向对象,如果你能看到***,那么你就可动手一步一步实现一个 JQuery 了,纯调侃。

关于一个组件的写法,从入门级到最终版本,一波三折,不仅要考虑代码的实用性,还要兼顾后期维护。JS 中实现面向对象,刚接触 JS 的时候,我能用简单的原型链来实现,后来看了一些文章,发现了不少问题,在看 John Resig 的 Class,感触颇深。还好,现在目的是实现了,共勉!

标题名称:从一个组件的实现来深刻理解JS中的继承
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