javascript中类式继承和原型式继承的实现方法和区别

在所有面向对象的编程中，继承是一个重要的话题。一般说来，在设计类的时候，我们希望能减少重复性的代码，并且尽量弱化对象间的耦合（让一个类继承另一个类可能会导致二者产生强耦合）。关于“解耦”是程序设计中另一个重要的话题，本篇重点来看看在javascript如何实现继承。

其它的面向对象程序设计语言都是通过关键字来解决继承的问题（比如extend或inherit等方式）。但是javascript中并没有定义这种实现的机制，如果一个类需要继承另一个类，这个继承过程需要程序员自己通过编码来实现。

一、类式继承的实现

1、创建一个类的方式：

//定义类的构造函数
function Person(name) {
    this.name = name || '默认姓名';
}
//定义该类所有实例的公共方法
Person.prototype.getName = function() {
    return this.name;
}

var smith = new Person('Smith');
var jacky = new Person('Jacky');

console.log( smith.getName(), jacky.getName() ); //Smith Jacky

2、继承这个类：这需要分两个步骤来实现，第1步是继承父类构造函数中定义的属性，第2步是继承父类的prototype属性

//定义类的构造函数
function Person(name) {
    this.name = name || '默认姓名';
}
//定义该类所有实例的公共方法
Person.prototype.getName = function() {
    return this.name;
}
function Author(name, books) {
    //继承父类构造函数中定义的属性
    //通过改变父类构造函数的执行上下文来继承
    Person.call(this, name);
    this.books = books;
}

//继承父类对应的方法
Author.prototype = new Person(); //Author.prototype.constructor === Person
Author.prototype.constructor = Author; //修正修改原型链时造成的constructor丢失
Author.prototype.getBooks = function() {
    return this.books;
};

//测试
var smith = new Person('Smith');
var jacky = new Author('Jacky', ['BookA', 'BookB']);

console.log(smith.getName()); //Smith
console.log(jacky.getName()); //Jacky
console.log(jacky.getBooks().join(', ')); //BookA, BookB
console.log(smith.getBooks().join(', ')); //Uncaught TypeError: smith.getBooks is not a function

从测试的结果中可以看出，Author正确继承了Person，而且修改Author的原型时，并不会对Person产生影响。这其中的关键一句就是 Author.prototype = new Person()，要与Author.prototype = Person.prototype区分开来。前者产生了一个实例，这个实例有Person.prototype的副本（这里先这么理解，后面有更详细的解析）。后者是指将两者的prototype指向同一个原型对象。

那么，这也意味着每次继承都将产生一个父类的副本，肯定对内存产生消耗，但为了类式继承这个内存开销必须得支付，但还可以做得更节省一点：Author.prototype = new Person()这一句其实多执行了构造函数一次（而这一次其实只需在子类构造函数中执行即可），尤其是在父类的构造函数很庞大时很耗时和内存。修改一下继承的方式，如下：

Author.prototype = (function() {
    function F() {}
    F.prototype = Person.prototype;
    return new F();
})();

如上所示的代码，new时，去掉了对父类的构造函数的调用，节省了一次调用的开销。

3、类式继承显著的特点是每一次实例化对象时，子类都将执行一次父类的构造函数。如果E继承了D，D继承了C，C继承了B，B继承了A，在实例化一个E时，一共要经过几次构造函数的调用呢？

/*继承方法的函数*/
function extend(son, father) {
    function F() {}
    F.prototype = father.prototype;
    son.prototype = new F();
    son.prototype.constructor = son;
}
//A类
function A() {
    console.log('A()');
}
A.prototype.hello = function() {
    console.log('Hello, world.');
}
//B类
function B() {
    A.call(this);
    console.log('B()');
}
extend(B, A);
//C类
function C() {
    B.call(this);
    console.log('C()');
}
extend(C, B);
//D类
function D() {
    C.call(this);
    console.log('D()');
}
extend(D, C);
//E类
function E() {
    D.call(this);
    console.log('E()');
}
extend(E, D);

//创建一个E的实例
var e = new E(); //A() B() C() D() E()
e.hello(); //hello, world.

5次，这还只是实例化一个E时调用的次数。所以，我们应该尽可能的减少继承的级别。但这并不是说不要使用这种类式继承，而是应该根据自己的应用场合决定采用什么方法。

二、原型式继承

1、先来看一段代码：我们先将之前类式继承中的继承prototype那一段改成另一个函数clone，然后通过字面量创建一个Person，最后让Author变成Person的克隆体。

//这个函数可以理解为克隆一个对象
function clone(object) {
    function F() {}
    F.prototype = object;
    return new F();
}

var Person = {
    name: 'Default Name';
    getName: function() {
        return this.name;
    }
}

//接下来让Author变为Person的克隆体
var Author = clone(Person);

问一个问题：clone函数里的new F()为这个实例开辟内存空间来存储object的副本了吗？

按我之前的理解，回答是肯定的。但是，当我继续将代码写下去的时候，奇怪的事情发生了，代码如下：

//接下来让Author变为Person的克隆体
var Author = clone(Person);
Author.books = [];
Author.getBooks = function() {
    return this.books.join(', ');
}

//增加一个作者Smith
var Smith = clone(Author);
console.log(Smith.getName(), Smith.getBooks()); //Default Name
Smith.name = 'Smith';
Smith.books.push('<<Book A>>', '<<Book B>>'); //作者写了两本书
console.log(Smith.getName(), Smith.getBooks()); //Smith <<Book A>>, <<Book B>>

//再增加一个作者Jacky
var Jacky = clone(Author);
console.log(Jacky.getName(), Jacky.getBooks()); // Default Name <<Book A>>, <<Book B>>

当我们继续增加作者Jacky时，奇怪的现象发生了！！Jacky的名字依然是Default Name，但是他居然也写两本与Smith一样的书？Jacky的书都还没push呢。到了这里，我想到了引用对象的情况(引用一个对象时，引用的是该对象的内存地址），发生这样的现象，问题肯定出在clone()函数中的new F()这里。

事实上，这个clone中的new F()确实返回了一个新的对象，该对象拥有被克隆对象的所有属性。但这些属性保留的是对被克隆对象中相应属性的引用，而非一个完全独立的属性副本。换句话说，新对象的属性 与 被克隆的对象的属性指向同一个内存地址（学过C语言的同学应该明白指针类型，这里意义差不多）。

那么为什么上面的代码中，Jacky的书与Smith的书相同了，为什么Jacky的名字却不是Smith而是Default Name呢？这就是Javascript中继承的机制所在，当Smith刚刚继承自Author时，他的属性保留了对Author的属性的引用，一旦我们显示的对Smith的属性重新赋值时，Javascritp引擎就会给Smith的该属性重新划分内存空间来存储相应的值，由于重新划分了内址地址，那么对Smith.name的改写就不会影响到Author.name去了。这就很好的解释了前面的那个问题——为什么Jacky的名字却不是Smith而是Default Name。

2、基于原型继承

通过前面的情况分析，可以看出基于原型继承的方式更能节约内存（只有在需要时候才开辟新的内存空间）。但要注意：基于原型继承时，对象的属性一定要重新赋值后（重新划分内存）再去引用该属性。对于对象的方法，如果有不同的处理方式，我们只需重新定义即可。

下面将前一段代码做一个完整、正确的范例出来，以说明原型继承的特点和使用方式：

//这个函数可以理解为克隆一个对象
function clone(object) {
    function F() {}
    F.prototype = object;
    return new F();
}

var Person = {
    name: 'Default Name',
    getName: function() {
        return this.name;
    }
}

//接下来让Author变为Person的克隆体
var Author = clone(Person);
Author.books = [];
Author.getBooks = function() {
    return this.books.join(', ');
}

//增加一个作者Smith
var Smith = clone(Author);
Smith.name = 'Smith';
Smith.books = [];
Smith.books.push('<<Book A>>', '<<Book B>>'); //作者写了两本书
console.log(Smith.getName(), Smith.getBooks()); //Smith <<Book A>>, <<Book B>>

//再增加一个作者Jacky
var Jacky = clone(Author);
Jacky.name = 'Jacky';
Jacky.books = [];
Jacky.books.push('<<Book C>>', '<<Book D>>');
console.log(Jacky.getName(), Jacky.getBooks()); // Jacky <<Book C>>, <<Book D>>

三、类式继承与原型式继承的区别与相式之处

1、类式继承中：使用构造函数初始化对象的属性，通过调用父类的构造函数来继承这些属性。通过new 父类的prototype来继承方法。

2、原型式继承中：去掉了构造函数，但需要将对象的属性和方法写一个{}里申明。准确的说，原型式继承就是类式继承中继承父类的prototype方法。