從一個組件的實現來深刻理解JS中的繼承
其實,無論是寫什么語言的程序員,最終的目的,都是把產品或代碼封裝到一起,提供接口,讓使用者很舒適的實現功能。所以對于我來說,往往頭疼的不是寫代碼,而是寫注釋和文檔!如果接口很亂,肯定會頭疼一整天。
JavaScript 最初是以 Web 腳本語言面向大眾的,盡管現在出了服務器端的 nodejs,但是單線程的性質還沒有變。對于一個 Web 開發人員來說,能寫一手漂亮的組件極為重要。GitHub 上那些開源且 stars 過百的 Web 項目或組件,可讀性肯定非常好。
從一個例子來學習寫組件
組件教程的參考來自于 GitHub 上,通俗易懂,鏈接。
要實現下面這個功能,對一個 input 輸入框的內容進行驗證,只有純數字和字母的組合才是被接受的,其他都返回 failed:
全局變量寫法
這種寫法完全沒有約束,基本所有人都會,完全沒啥技巧:
- // html
- <input type="text" id="input"/>
- // javascript
- var input = document.getElementById("input");
- function getValue(){
- return input.value;
- }
- function render(){
- var value = getValue();
- if(!document.getElementById("show")){
- var append = document.createElement('span');
- append.setAttribute("id", "show");
- input.parentNode.appendChild(append);
- }
- var show = document.getElementById("show");
- if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
- show.innerHTML = 'Pass!';
- }else{
- show.innerHTML = 'Failed!';
- }
- }
- input.addEventListener('keyup', function(){
- render();
- });
缺點自然不用多說,變量沒有任何隔離,嚴重污染全局變量,雖然可以達到目的,但極不推薦這種寫法。
對象隔離作用域
鑒于以上寫法的弊端,我們用對象來隔離變量和函數:
- var obj = {
- input: null,
- // 初始化并提供入口調用方法
- init: function(config){
- this.input = document.getElementById(config.id);
- this.bind();
- //鏈式調用
- return this;
- },
- // 綁定
- bind: function(){
- var self = this;
- this.input.addEventListener('keyup', function(){
- self.render();
- });
- },
- getValue: function(){
- return this.input.value;
- },
- render: function(){
- var value = this.getValue();
- if(!document.getElementById("show")){
- var append = document.createElement('span');
- append.setAttribute("id", "show");
- input.parentNode.appendChild(append);
- }
- var show = document.getElementById("show");
- if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
- show.innerHTML = 'Pass!';
- }else{
- show.innerHTML = 'Failed!';
- }
- }
- }
- window.onload = function(){
- obj.init({id: "input"});
- }
相對于開放式的寫法,上面的這個方法就比較清晰了。有初始化,有內部函數和變量,還提供入口調用方法。
新手能實現上面的方法已經很不錯了,還記得當初做百度前端學院題目的時候,基本就是用對象了。
不過這種方法仍然有弊端。obj 對象中的方法都是公開的,并不是私有的,其他人寫的代碼可以隨意更改這些內容。當多人協作或代碼量很多時,又會產生一系列問題。
函數閉包的寫法
- var fun = (function(){
- var _bind = function(obj){
- obj.input.addEventListener('keyup', function(){
- obj.render();
- });
- }
- var _getValue = function(obj){
- return obj.input.value;
- }
- var InputFun = function(config){};
- InputFun.prototype.init = function(config){
- this.input = document.getElementById(config.id);
- _bind(this);
- return this;
- }
- InputFun.prototype.render = function(){
- var value = _getValue(this);
- if(!document.getElementById("show")){
- var append = document.createElement('span');
- append.setAttribute("id", "show");
- input.parentNode.appendChild(append);
- }
- var show = document.getElementById("show");
- if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
- show.innerHTML = 'Pass!';
- }else{
- show.innerHTML = 'Failed!';
- }
- }
- return InputFun;
- })();
- window.onload = function(){
- new fun().init({id: 'input'});
- }
函數閉包寫法的好處都在自執行的閉包里,不會受到外面的影響,而且提供給外面的方法包括 init 和 render。比如我們可以像 JQuery 那樣,稍微對其改造一下:
- var $ = function(id){
- // 這樣子就不用每次都 new 了
- return new fun().init({'id': id});
- }
- window.onload = function(){
- $('input');
- }
還沒有涉及到原型,只是簡單的閉包。
基本上,這已經是一個合格的寫法了。
面向對象
雖然上面的方法以及夠好了,但是我們的目的,是為了使用面向對象。面向對象一直以來都是被認為***的編程方式,如果每個人的代碼風格都相似,維護、查看起來就非常的方便。
但是,我想在介紹面向對象之前,先來回憶一下 JS 中的繼承(實現我們放到***再說)。
入門級的面向對象
提到繼承,我首先想到的就是用 new 來實現。還是以例子為主吧,人->學生->小學生,在 JS 中有原型鏈這么一說,__proto__ 和 prototype ,對于原型鏈就不過多闡述,如果不懂的可以自己去查閱一些資料。
在這里,我還是要說明一下 JS 中的 new 構造,比如 var student = new Person(name),實際上有三步操作:
- var student = {};
- student.__proto__ = Person.prototype;
- Person.call(student, name)
得到的 student 是一個對象,__proto__執行 Person 的 prototype,Person.call 相當于 constructor。
- function Person(name){
- this.name = name;
- }
- Person.prototype.Say = function(){
- console.log(this.name + ' can say!');
- }
- var ming = new Person("xiaoming");
- console.log(ming.__proto__ == Person.prototype) //true new的第二步結果
- console.log(ming.name) // 'xiaoming' new 的第三步結果
- ming.Say() // 'xiaoming can say!' proto 向上追溯的結果
利用 __proto__ 屬性的向上追溯,可以實現一個基于原型鏈的繼承。
- function Person(name){
- this.name = name;
- }
- Person.prototype.Say = function(){
- console.log(this.name + ' can say!');
- }
- function Student(name){
- Person.call(this, name); //Person 的屬性賦值給 Student
- }
- Student.prototype = new Person(); //順序不能反,要在最前面
- Student.prototype.DoHomeWork = function(){
- console.log(this.name + ' can do homework!');
- }
- var ming = new Student("xiaoming");
- ming.DoHomeWork(); //'xiaoming can do homework!'
- ming.Say(); //'xiaoming can say!'
大概剛認識原型鏈的時候,我也就只能寫出這樣的水平了,我之前的文章。
打開調試工具,看一下 ming 都有哪些東西:
- ming
- name: "xiaoming"
- __proto__: Person
- DoHomeWork: ()
- name: undefined //注意這里多了一個 name 屬性
- __proto__: Object
- Say: ()
- constructor: Person(name)
- __proto__: Object
當調用 ming.Say() 的時候,剛好 ming.__proto__.__proto__ 有這個屬性,這就是鏈式調用的原理,一層一層向下尋找。
這就是最簡單的繼承了。
面向對象的進階
來看一看剛才那種做法的弊端。
- 沒有實現傳統面向對象該有的 super 方法來調用父類方法,鏈式和 super 方法相比還是有一定缺陷的;
- 造成過多的原型屬性(name),constructor 丟失(constructor 是一個非常重要的屬性,MDN)。
因為鏈式是一層層向上尋找,知道找到為止,很明顯 super 直接調用父類更具有優勢。
- // 多了原型屬性
- console.log(ming.__proto__) // {name: undefined}
為什么會多一個 name,原因是因為我們執行了 Student.prototype = new Person();,而 new 的第三步會執行一個 call 的函數,會使得 Student.prototype.name = undefined,恰好 ming.__proto__ 指向 Student 的 prototype,用了 new 是無法避免的。
- // 少了 constructor
- console.log(ming.constructor == Person) //true
- console.log(ming.constructor == Student) // false
這也很奇怪,明明 ming 是繼承與 Student,卻返回 false,究其原因,Student.prototype 的 constructor 方法丟失,向上找到了Student.prototype.__proto__ 的 constructor 方法。
再找原因,這句話導致了 Student.prototype 的 constructor 方法丟失:
- Student.prototype = new Person();
在這句話之前打一個斷點,曾經是有的,只是被替換掉了:
找到了問題所在,現在來改進:
- // fn 用來排除多余的屬性(name)
- var fn = function(){};
- fn.prototype = Person.prototype;
- Student.prototype = new fn();
- // 重新添上 constructor 屬性
- Student.prototype.constructor = Student;
用上面的繼承代碼替換掉之前的 Student.prototype = new Person();
面向對象的封裝
我們不能每一次寫代碼的時候都這樣寫這么多行來繼承吧,所以,于情于理,還是來進行簡單的包裝:
- function classInherit(subClass, parentClass){
- var fn = function(){};
- fn.prototype = parentClass.prototype;
- subClass.prototype = new fn();
- subClass.prototype.constructor = subClass;
- }
- classInherit(Student, Person);
哈哈,所謂的包裝,就是重抄一下代碼。
進一步完善面向對象
上面的問題只是簡單的解決了多余屬性和 constructor 丟失的問題,而 supper 問題仍然沒有改進。
舉個栗子,來看看 supper 的重要,每個人都會睡覺,sleep 函數是人的一個屬性,學生分為小學生和大學生,小學生晚上 9 點睡覺,大學生 12 點睡覺,于是:
- Person.prototype.Sleep = function(){
- console.log('Sleep!');
- }
- function E_Student(){}; //小學生
- function C_Student(){}; //大學生
- classInherit(E_Student, Person);
- classInherit(C_Student, Person);
- //重寫 Sleep 方法
- E_Student.prototype.Sleep = function(){
- console.log('Sleep!');
- console.log('Sleep at 9 clock');
- }
- C_Student.prototype.Sleep = function(){
- console.log('Sleep!');
- console.log('Sleep at 12 clock');
- }
對于 Sleep 方法,顯得比較混亂,而我們想要通過 supper,直接調用父類的函數:
- E_Student.prototype.Sleep = function(){
- this._supper(); //supper 方法
- console.log('Sleep at 9 clock');
- }
- C_Student.prototype.Sleep = function(){
- this._supper(); //supper 方法
- console.log('Sleep at 12 clock');
- }
不知道對 supper 的理解正不正確,總感覺怪怪的,歡迎指正!
來看下 JQuery 之父是如何 class 的面向對象,原文在這,源碼如下。
- /* Simple JavaScript Inheritance
- * By John Resig http://ejohn.org/
- * MIT Licensed.
- */
- // Inspired by base2 and Prototype
- (function(){
- // initializing 開關很巧妙的來實現調用原型而不構造,還有回掉
- var initializing = false, fnTest = /xyz/.test(function(){xyz;}) ? /\b_super\b/ : /.*/;
- // The base Class implementation (does nothing)
- // 全局,this 指向 window,***的父類
- this.Class = function(){};
- // Create a new Class that inherits from this class
- // 繼承的入口
- Class.extend = function(prop) {
- //保留當前類,一般是父類的原型
- var _super = this.prototype;
- // Instantiate a base class (but only create the instance,
- // don't run the init constructor)
- //開關 用來使原型賦值時不調用真正的構成流程
- initializing = true;
- var prototype = new this();
- initializing = false;
- // Copy the properties over onto the new prototype
- for (var name in prop) {
- // Check if we're overwriting an existing function
- //對函數判斷,將屬性套到子類上
- prototype[name] = typeof prop[name] == "function" &&
- typeof _super[name] == "function" && fnTest.test(prop[name]) ?
- (function(name, fn){
- //用閉包來存儲
- return function() {
- var tmp = this._super;
- // Add a new ._super() method that is the same method
- // but on the super-class
- this._super = _super[name];
- // The method only need to be bound temporarily, so we
- // remove it when we're done executing
- //實現同名調用
- var ret = fn.apply(this, arguments);
- this._super = tmp;
- return ret;
- };
- })(name, prop[name]) :
- prop[name];
- }
- // 要返回的子類
- function Class() {
- // All construction is actually done in the init method
- if ( !initializing && this.init )
- this.init.apply(this, arguments);
- }
- //前面介紹過的,繼承
- Class.prototype = prototype;
- Class.prototype.constructor = Class;
- Class.extend = arguments.callee;
- return Class;
- };
- })();
這個時候就可以很輕松的實現面向對象,使用如下:
- var Person = Class.extend({
- init: function(name){
- this.name = name;
- },
- Say: function(name){
- console.log(this.name + ' can Say!');
- },
- Sleep: function(){
- console.log(this.name + ' can Sleep!');
- }
- });
- var Student = Person.extend({
- init: function(name){
- this._super('Student-' + name);
- },
- Sleep: function(){
- this._super();
- console.log('And sleep early!');
- },
- DoHomeWork: function(){
- console.log(this.name + ' can do homework!');
- }
- });
- var p = new Person('Li');
- p.Say(); //'Li can Say!'
- p.Sleep(); //'Li can Sleep!'
- var ming = new Student('xiaoming');
- ming.Say(); //'Student-xiaoming can Say!'
- ming.Sleep();//'Student-xiaoming can Sleep!'
- // 'And sleep early!'
- ming.DoHomeWork(); //'Student-xiaoming can do homework!'
除了 John Resig 的 supper 方法,很多人都做了嘗試,不過我覺得 John Resig 的實現方式非常的妙,也比較貼近 supper 方法,我本人也用源碼調試了好幾個小時,才勉強能理解。John Resig 的頭腦真是令人佩服。
ES6 中的 class
在 JS 中,class 從一開始就屬于關鍵字,在 ES6 終于可以使用 class 來定義類。比如:
- class Point {
- constructor(x, y){
- this.x = x;
- this.y = y;
- }
- toString(){
- return '(' + this.x + ',' + this.y + ')';
- }
- }
- var p = new Point(3, 4);
- console.log(p.toString()); //'(3,4)'
更多有關于 ES6 中類的使用請參考阮一峰老師的 Class基本語法。
其實 ES6 中的 class 只是寫對象原型的時候更方便,更像面向對象,class 的功能 ES5 完全可以做到,比如就上面的例子:
- typeof Point; //'function'
- Point.prototype;
- /*
- |Object
- |--> constructor: function (x, y)
- |--> toString: function()
- |--> __proto__: Object
- */
和用 ES5 實現的真的沒有什么差別,反而現在流行的一些庫比 ES6 的 class 能帶來更好的效益。
回到最開始的組件問題
那么,說了這么多面向對象,現在回到最開始的那個組件的實現——如何用面向對象來實現。
還是利用 John Resig 構造 class 的方法:
- var JudgeInput = Class.extend({
- init: function(config){
- this.input = document.getElementById(config.id);
- this._bind();
- },
- _getValue: function(){
- return this.input.value;
- },
- _render: function(){
- var value = this._getValue();
- if(!document.getElementById("show")){
- var append = document.createElement('span');
- append.setAttribute("id", "show");
- input.parentNode.appendChild(append);
- }
- var show = document.getElementById("show");
- if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
- show.innerHTML = 'Pass!';
- }else{
- show.innerHTML = 'Failed!';
- }
- },
- _bind: function(){
- var self = this;
- self.input.addEventListener('keyup', function(){
- self._render();
- });
- }
- });
- window.onload = function(){
- new JudgeInput({id: "input"});
- }
但是,這樣子,基本功能算是實現了,關鍵是不好擴展,沒有面向對象的精髓。所以,針對目前的情況,我們準備建立一個 Base 基類,init 表示初始化,render 函數表示渲染,bind 函數表示綁定,destory 用來銷毀,同時 get、set 方法提供獲得和更改屬性:
- var Base = Class.extend({
- init: function(config){
- this._config = config;
- this.bind();
- },
- get: function(key){
- return this._config[key];
- },
- set: function(key, value){
- this._config[key] = value;
- },
- bind: function(){
- //以后構造
- },
- render: function(){
- //以后構造
- },
- destory: function(){
- //定義銷毀方法
- }
- });
基于這個 Base,我們修改 JudgeInput 如下:
- var JudgeInput = Base.extend({
- _getValue: function(){
- return this.get('input').value;
- },
- bind: function(){
- var self = this;
- self.get('input').addEventListener('keyup', function(){
- self.render();
- });
- },
- render: function(){
- var value = this._getValue();
- if(!document.getElementById("show")){
- var append = document.createElement('span');
- append.setAttribute("id", "show");
- input.parentNode.appendChild(append);
- }
- var show = document.getElementById("show");
- if(/^[0-9a-zA-Z]+$/.exec(value)){
- show.innerHTML = 'Pass!';
- }else{
- show.innerHTML = 'Failed!';
- }
- }
- });
- window.onload = function(){
- new JudgeInput({input: document.getElementById("input")});
- }
比如,我們后期修改了判斷條件,只有當長度為 5-10 的時候才會返回 success,這個時候能很快定位到 JudgeInput 的 render 函數:
- render: function(){
- var value = this._getValue();
- if(!document.getElementById("show")){
- var append = document.createElement('span');
- append.setAttribute("id", "show");
- input.parentNode.appendChild(append);
- }
- var show = document.getElementById("show");
- //修改正則即可
- if(/^[0-9a-zA-Z]{5,10}$/.exec(value)){
- show.innerHTML = 'Pass!';
- }else{
- show.innerHTML = 'Failed!';
- }
- }
以我目前的能力,只能理解到這里了。
總結
從一個組件出發,一步一步爬坑,又跑去介紹 JS 中的面向對象,如果你能看到***,那么你就可動手一步一步實現一個 JQuery 了,純調侃。
關于一個組件的寫法,從入門級到最終版本,一波三折,不僅要考慮代碼的實用性,還要兼顧后期維護。JS 中實現面向對象,剛接觸 JS 的時候,我能用簡單的原型鏈來實現,后來看了一些文章,發現了不少問題,在看 John Resig 的 Class,感觸頗深。還好,現在目的是實現了,共勉!