14 【Class extends】
14 【Class extends】
1.简介
Class 可以通过extends关键字实现继承，让子类继承父类的属性和方法。extends 的写法比 ES5 的原型链继承，要清晰和方便很多。
class Point {
}
class ColorPoint extends Point {
}
上面示例中，Point是父类，ColorPoint是子类，它通过extends关键字，继承了Point类的所有属性和方法。但是由于没有部署任何代码，所以这两个类完全一样，等于复制了一个Point类。
下面，我们在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()方法和toString()方法内部，都出现了super关键字。super在这里表示父类的构造函数，用来新建一个父类的实例对象。
ES6 规定，子类必须在constructor()方法中调用super()，否则就会报错。这是因为子类自己的this对象，必须先通过父类的构造函数完成塑造，得到与父类同样的实例属性和方法，然后再对其进行加工，添加子类自己的实例属性和方法。如果不调用super()方法，子类就得不到自己的this对象。
class Point { /* ... */ }
class ColorPoint extends Point {
constructor() {
}
}
let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError
上面代码中，ColorPoint继承了父类Point，但是它的构造函数没有调用super()，导致新建实例时报错。
为什么子类的构造函数，一定要调用super()？原因就在于 ES6 的继承机制，与 ES5 完全不同。ES5 的继承机制，是先创造一个独立的子类的实例对象，然后再将父类的方法添加到这个对象上面，即“实例在前，继承在后”。ES6 的继承机制，则是先将父类的属性和方法，加到一个空的对象上面，然后再将该对象作为子类的实例，即“继承在前，实例在后”。这就是为什么 ES6 的继承必须先调用super()方法，因为这一步会生成一个继承父类的this对象，没有这一步就无法继承父类。
注意，这意味着新建子类实例时，父类的构造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。原因就是子类构造函数调用super()时，会执行一次父类构造函数。
另一个需要注意的地方是，在子类的构造函数中，只有调用super()之后，才可以使用this关键字，否则会报错。这是因为子类实例的构建，必须先完成父类的继承，只有super()方法才能让子类实例继承父类。
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()方法没有调用super()之前，就使用this关键字，结果报错，而放在super()之后就是正确的。
如果子类没有定义constructor()方法，这个方法会默认添加，并且里面会调用super()。也就是说，不管有没有显式定义，任何一个子类都有constructor()方法。
class ColorPoint extends Point {
}
// 等同于
class ColorPoint extends Point {
constructor(...args) {
super(...args);
}
}
有了子类的定义，就可以生成子类的实例了。
let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');
cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true
上面示例中，实例对象cp同时是ColorPoint和Point两个类的实例，这与 ES5 的行为完全一致。
2.私有属性和私有方法的继承
父类所有的属性和方法，都会被子类继承，除了私有的属性和方法。
子类无法继承父类的私有属性，或者说，私有属性只能在定义它的 class 里面使用。
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 的私有属性或私有方法，都会报错。
如果父类定义了私有属性的读写方法，子类就可以通过这些方法，读写私有属性。
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属性的方法，通过该方法，子类就可以读到父类的私有属性。
3.静态属性和静态方法的继承
父类的静态属性和静态方法，也会被子类继承。
class A {
static hello() {
console.log('hello world');
}
}
class B extends A {
}
B.hello() // hello world
上面代码中，hello()是A类的静态方法，B继承A，也继承了A的静态方法。
注意，静态属性是通过软拷贝实现继承的。
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 类的静态属性，B 类继承了 A 类，因此也继承了这个属性。但是，在 B 类内部操作B.foo这个静态属性，影响不到A.foo，原因就是 B 类继承静态属性时，会采用浅拷贝，拷贝父类静态属性的值，因此A.foo和B.foo是两个彼此独立的属性。
但是，由于这种拷贝是浅拷贝，如果父类的静态属性的值是一个对象，那么子类的静态属性也会指向这个对象，因为浅拷贝只会拷贝对象的内存地址。
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的值是一个对象，浅拷贝导致B.foo和A.foo指向同一个对象。所以，子类B修改这个对象的属性值，会影响到父类A。
4.Object.getPrototypeOf()
Object.getPrototypeOf()方法可以用来从子类上获取父类。
class Point { /*...*/ }
class ColorPoint extends Point { /*...*/ }
Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true
因此，可以使用这个方法判断，一个类是否继承了另一个类。
5.super 关键字
super这个关键字，既可以当作函数使用，也可以当作对象使用。在这两种情况下，它的用法完全不同。
第一种情况，super作为函数调用时，代表父类的构造函数。ES6 要求，子类的构造函数必须执行一次super函数。
class A {}
class B extends A {
constructor() {
super();
}
}
上面代码中，子类B的构造函数之中的super()，代表调用父类的构造函数。这是必须的，否则 JavaScript 引擎会报错。
注意，super虽然代表了父类A的构造函数，但是返回的是子类B的实例，即super内部的this指的是B的实例，因此super()在这里相当于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指向当前正在执行的函数。可以看到，在super()执行时，它指向的是子类B的构造函数，而不是父类A的构造函数。也就是说，super()内部的this指向的是B。
作为函数时，super()只能用在子类的构造函数之中，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方法之中，就会造成语法错误。
第二种情况，super作为对象时，在普通方法中，指向父类的原型对象；在静态方法中，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当中的super.p()，就是将super当作一个对象使用。这时，super在普通方法之中，指向A.prototype，所以super.p()就相当于A.prototype.p()。
这里需要注意，由于super指向父类的原型对象，所以定义在父类实例上的方法或属性，是无法通过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实例的属性，super.p就引用不到它。
如果属性定义在父类的原型对象上，super就可以取到。
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，属性x是定义在A.prototype上面的，所以super.x可以取到它的值。
ES6 规定，在子类普通方法中通过super调用父类的方法时，方法内部的this指向当前的子类实例。
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()，但是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。也就是说，实际上执行的是super.print.call(this)。
由于this指向子类实例，所以如果通过super对某个属性赋值，这时super就是this，赋值的属性会变成子类实例的属性。
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的时候，读的是A.prototype.x，所以返回undefined。
如果super作为对象，用在静态方法之中，这时super将指向父类，而不是父类的原型对象。
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在静态方法之中指向父类，在普通方法之中指向父类的原型对象。
另外，在子类的静态方法中通过super调用父类的方法时，方法内部的this指向当前的子类，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，静态方法B.m里面，super.print指向父类的静态方法。这个方法里面的this指向的是B，而不是B的实例。
注意，使用super的时候，必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用，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)当中的super，无法看出是作为函数使用，还是作为对象使用，所以 JavaScript 引擎解析代码的时候就会报错。这时，如果能清晰地表明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()表明super是一个对象，因此就不会报错。同时，由于super使得this指向B的实例，所以super.valueOf()返回的是一个B的实例。
最后，由于对象总是继承其他对象的，所以可以在任意一个对象中，使用super关键字。
var obj = {
toString() {
return "MyObject: " + super.toString();
}
};
obj.toString(); // MyObject: [object Object]
6.类的 prototype 属性和__proto__属性
大多数浏览器的 ES5 实现之中，每一个对象都有__proto__属性，指向对应的构造函数的prototype属性。Class 作为构造函数的语法糖，同时有prototype属性和__proto__属性，因此同时存在两条继承链。
（1）子类的__proto__属性，表示构造函数的继承，总是指向父类。
（2）子类prototype属性的__proto__属性，表示方法的继承，总是指向父类的prototype属性。
class A {
}
class B extends A {
}
B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true
上面代码中，子类B的__proto__属性指向父类A，子类B的prototype属性的__proto__属性指向父类A的prototype属性。
extends关键字后面可以跟多种类型的值。
class B extends A {
}
上面代码的A，只要是一个有prototype属性的函数，就能被B继承。由于函数都有prototype属性（除了Function.prototype函数），因此A可以是任意函数。
下面，讨论两种情况。第一种，子类继承Object类。
class A extends Object {
}
A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true
这种情况下，A其实就是构造函数Object的复制，A的实例就是Object的实例。
第二种情况，不存在任何继承。
class A {
}
A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true
这种情况下，A作为一个基类（即不存在任何继承），就是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype。但是，A调用后返回一个空对象（即Object实例），所以A.prototype.__proto__指向构造函数（Object）的prototype属性。
7.实例的__proto__属性
子类实例的__proto__属性的__proto__属性，指向父类实例的__proto__属性。也就是说，子类的原型的原型，是父类的原型。
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继承了Point，导致前者原型的原型是后者的原型。
因此，通过子类实例的__proto__.__proto__属性，可以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类添加方法，结果影响到了Point的实例p1。
