继承是OO 语言中的一个最为人津津乐道的概念。许多OO 语言都支持两种继承方式:接口继承和实现继承。
接口继承只继承方法签名,而实现继承则继承实际的方法。
如前所述,由于函数没有签名,在ECMAScript 中无法实现接口继承。ECMAScript 只支持实现继承,而且其实现继承主要是依靠原型链来实现的。
简单回顾一下构造函数、原型和实例的关系:每个构造函数都有一个原型对象,原型对象都包含一个指向构造函数的指针,而实例都包含一个指向原型对象的内部指针。那么,假如我们让原型对象等于另一个类型的实例,结果会怎么样呢?显然,此时的原型对象将包含一个指向另一个原型的指针,相应地,另一个原型中也包含着一个指向另一个构造函数的指针。假如另一个原型又是另一个类型的实例,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。
实现原型链有一种基本模式,其代码大致如下。
function SuperType(){
this.property = 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());
这个例子中的实例以及构造函数和原型之间的关系如图6-4 所示。
继承是通过创建SuperType 的实例,并将该实例赋给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SuperType 的实例中的所有属性和方法,现在也存在于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。
注意instance.constructor 现在指向的是SuperType,这是因为原来SubType.prototype 中的constructor 被重写了的缘故。
事实上,前面例子中展示的原型链还少一环。我们知道,所有引用类型默认都继承了Object,而这个继承也是通过原型链实现的。大家要记住,所有函数的默认原型都是Object 的实例,因此默认原型都会包含一个内部指针,指向Object.prototype。这也正是所有自定义类型都会继承toString()、valueOf()等默认方法的根本原因。所以,我们说上面例子展示的原型链中还应该包括另外一个继承层次。图6-5 为我们展示了该例子中完整的原型链。
一句话,SubType 继承了SuperType,而SuperType 继承了Object。当调用instance.toString()时,实际上调用的是保存在Object.prototype 中的那个方法。
可以通过两种方式来确定原型和实例之间的关系。第一种方式是使用instanceof 操作符,只要用这个操作符来测试实例与原型链中出现过的构造函数,结果就会返回true
alert(instance instanceof Object); //true
alert(instance instanceof SuperType); //true
alert(instance instanceof SubType); //true
第二种方式是使用isPrototypeOf()方法。同样,只要是原型链中出现过的原型,都可以说是该原型链所派生的实例的原型,因此isPrototypeOf()方法也会返回true,如下所示。
alert(Object.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
alert(SuperType.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
alert(SubType.prototype.isPrototypeOf(instance)); //true
子类型有时候需要重写超类型中的某个方法,或者需要添加超类型中不存在的某个方法。但不管怎样,给原型添加方法的代码一定要放在替换原型的语句之后。来看下面的例子。
function SuperType(){
this.property = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function(){
return this.property;
};
function SubType(){
this.subproperty = false;
}
//继承了SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
//添加新方法
SubType.prototype.getSubValue = function (){
return this.subproperty;
};
//重写超类型中的方法
SubType.prototype.getSuperValue = function (){
return false;
};
var instance = new SubType();
alert(instance.getSuperValue()); //false
还有一点需要提醒读者,即在通过原型链实现继承时,不能使用对象字面量创建原型方法。因为这样做就会重写原型链,如下面的例子所示。
function SuperType(){
this.property = true;
}
SuperType.prototype.getSuperValue = function(){
return this.property;
};
function SubType(){
this.subproperty = false;
}
//继承了SuperType
SubType.prototype = new SuperType();
//使用字面量添加新方法,会导致上一行代码无效
SubType.prototype = {
getSubValue : function (){
return this.subproperty;
},
someOtherMethod : function (){
return false;
}
};
var instance = new SubType();
alert(instance.getSuperValue()); //error!
以上代码展示了刚刚把SuperType 的实例赋值给原型,紧接着又将原型替换成一个对象字面量而导致的问题。由于现在的原型包含的是一个Object 的实例,而非SuperType 的实例,因此我们设想中的原型链已经被切断——SubType 和SuperType 之间已经没有关系了。
原型链虽然很强大,可以用它来实现继承,但它也存在一些问题。其中,最主要的问题来自包含引用类型值的原型。下列代码可以用来说明这个问题。
function SuperType(){
this.colors = ["red", "blue", "green"];
}
function SubType(){
}
//继承了SuperType
SubType.prototype = new 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"
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,就已经充分证实了这一点。
原型链的第二个问题是:在创建子类型的实例时,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对象实例的情况下,给超类型的构造函数传递参数。
有鉴于此,再加上前面刚刚讨论过的由于原型中包含引用类型值所带来的问题,实践中很少会单独使用原型链。