javaScript手写专题——实现instanceof/call/apply/bind/new的过程/继承方式

三月的一天2024-04-09 23:17

目录

原型链相关

手写instanceof

实现一个_instance方法，判断对象obj是否是target的实例

测试

手写new的过程

实现一个myNew方法，接收一个构造函数以及构造函数的参数，返回构造函数创建的实例对象

测试myNew方法

手写类的继承

ES6：class+extends实现继承

组合继承：调用两次父类构造函数

Object.create原型式继承

寄生组合式继承：调用一次父类构造函数+通过object()复制原型

手写call/apply/bind方法

手写call方法

普通版call方法

使用Symbol标识属性

处理非object类型绑定

测试call方法

手写apply方法

手写bind方法

bind使用场景

普通版bind方法

用作构造函数boundFn处理

考虑构造函数继承

测试bind方法

原型链相关

原型链（prototype chain）是 JavaScript 中面向对象编程的一个重要概念，用于实现对象的继承和共享属性。每个函数（构造函数）都有一个 prototype 属性，指向一个对象，这个对象称为原型对象。这个原型对象包含了所有实例共享的属性和方法。

当我们使用构造函数创建一个新对象时，新对象会有一个隐式的原型属性（__proto__），指向构造函数的原型对象。这样，新对象就可以通过原型链访问到构造函数原型对象上的属性和方法。

如果我们继续查找 __proto__ 属性，可以找到一个叫做 Object.prototype 的对象，它是所有对象的原型。如果继续查找 __proto__ 属性，会找到 null，表示原型链的结束。

这就形成了一个原型链的连接，从新对象的 __proto__ 属性可以一直向上查找到 Object.prototype，然后再查找到 null。这种连接方式让所有对象都可以继承 Object.prototype 的属性和方法，并且可以通过原型链实现对象的继承和共享属性。

手写instanceof

实现一个_instance方法，判断对象obj是否是target的实例

思路： instanceof的原理是基于原型链的概念，通过遍历对象的原型链，检查原型链中的某个原型是否等于目标构造函数的 prototype 属性。如果找到匹配，则返回 true，否则返回 false。
instanceof使用场景：我们通常用typeof判断基本类型、symbol、function。对于对象的具体类型，通常用instanceof来判断，比如判断Map、Set、Array、Date类型。

javascript 复制代码 
function _instanceof(obj, target) {
  //instanceof只检测对象
  if (typeof obj != "object" || obj == null) {
    return false;
  }
  let proto = Object.getPrototypeOf(obj); //拿到对象的原型
  //   let proto = obj.__proto__;
  while (proto) {
    if (proto == target.prototype) {
      //原型上找到了target
      return true;
    }
    proto = Object.getPrototypeOf(proto);
    // proto = proto.__proto__;
  }
  return false;
}

可以通Object.getPrototypeOf()方法拿到对象/构造函数原型的原型

也可以使用__proto__两个下划线proto拿到原型

测试

对Array、Set、Map类型进行测试

javascript 复制代码 
console.log(_instanceof(null, Array));
console.log(_instanceof([], Array)); //判断数组
console.log(_instanceof({}, Array));
console.log(_instanceof({}, Object)); //普通对象
const set = new Set();
console.log(_instanceof(set, Set)); //判断Set
const map = new Map();
console.log(_instanceof(map, Map)); //判断Map
const date = new Date();
console.log(_instanceof(date, Date)); //判断Date

手写new的过程

实现一个myNew方法，接收一个构造函数以及构造函数的参数，返回构造函数创建的实例对象

思路：

  1. 创建一个对象obj，使用 constructor.prototype 作为其原型。
  2. 使用 apply 方法改变构造函数 constructor 的 this 指向为新对象 obj，并将 args 传递给 constructor。
  3. 如果 constructor 返回一个对象，则返回 constructor 返回的对象；否则返回 newObj。
javascript 复制代码 
//第一个参数构造函数，第二个通过...拿到的args参数
function myNew(constructor, ...args) {
  const obj = Object.create(constructor.prototype);
  let res = constructor.apply(obj, args); //使用apply绑定this,传args类数组对象，执行constructor构造函数方法
  //   let res = constructor.call(obj, ...args);
  return typeof res === "object" ? res : obj; //构造函数如果没有返回值，返回obj;如果有返回值，返回res
}

在myNew方法中调用constructor方法，需要显示通过call或apply改变this。让方法找调用的对象obj。

测试myNew方法

测试myNew方法，打印person实例，调用person方法

javascript 复制代码 
// 测试
function Person(name, age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
}
Person.prototype.say = function () {
  console.log(this.age);
};
let person = myNew(Person, "三月的一天", 18);
console.log(person);
person.say();

手写类的继承

在过去，JavaScript 中实现类的继承有多种方式，包括原型链继承、构造函数继承、组合继承、原型式继承等。这些方式各有优缺点，需要开发人员根据具体情况进行选择和使用。

但是，随着 ES6 的普及和使用，开发人员可以更多地关注使用 class 和 extends 实现继承，而不必过多地关注其他继承方式的优缺点。这也是为什么说类的继承在 ES6 普及后越来越不重要的原因之一。

ES6：class+extends实现继承

javascript 复制代码 
class Parent {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  sayName() {
    console.log("parent", this.name);
  }
}
class Child extends Parent {
  constructor(name, age) {
    super(name); //继承父类构造函数
    this.age = age;
  }
  sayAge() {
    console.log("Child", this.age);
  }
}
const child = new Child("三月的一天", 18);
child.sayName(); //继承父类的fangfa
child.sayAge(); //自己的方法

手写继承就是不用Class和extends通过原型+构造函数实现继承。在红宝书里写到，虽然ES6类表面实现了面向对象编程，但是背包使用的仍然是原型和构造函数的概念。

组合继承：调用两次父类构造函数

组合继承：原型链+盗用父类构造函数

即通过call方法，将父类的构造函数在子类中执行一遍，使得子类也获取同样属性。将子类的prototype指向父类构造函数的实例，实现子类和父类的原型链继承。
组合继承有两点注意：一是在子类的构造函数里，通过call方法，手动让父类的构造函数在子类里执行一遍。其次，必须先将子类的prototype更改为Parent的实例，在去给子类添加方法。否则子类的方法会被Parent覆盖掉。

javascript 复制代码 
function Parent(name) {
  this.name = name;
}
Parent.prototype.sayName = function () {
  console.log("parent", this.name);
};
function Child(name, age) {
  Parent.call(this, name); //通过call方法，手动让父类构造函数执行一遍
  this.age = age; //子类自己的属性
}
//先改变Child的原型
Child.prototype = new Parent(); //必须先将Child原型改成Parent，否则Child的方法会被Parent覆盖
//定义Child自己的原型方法
Child.prototype.sayAge = function () {
  console.log("Child", this.age);
};
const child = new Child("三月的一天", 18);
child.sayName();
child.sayAge();

Object.create原型式继承

Object.create() 是 JavaScript 中用于创建一个新对象，使用现有的对象来作为新创建对象的原型（prototype）。Object.create() 方法接受一个对象，然后以此对象为原型，返回一个新的对象。Object.create() 的第二个参数是一个可选的属性描述对象，用于定制创建的对象。这个参数与 Object.defineProperties() 方法的第二个参数格式相同。
使用Object.create方法继承适合不需要单独创建构造函数，但仍然需要再对象之间共享信息的场合。但是属性中包含的引用类型的值始终会在对象间共享，跟使用原型模式是一样的。Object.create方法的实现了下面的过程

javascript 复制代码 
function object(o){
    function F(){}
    F.prototype =o;
    return new F();
}
javascript 复制代码 
let person = {
  name: "三月的一天",
  age: 18,
};
let anotherPerson = Object.create(person);

console.log(anotherPerson.name);//输出'三月的一天'
console.log(anotherPerson.age);

通过Objec.create实现继承。通过Object的第二个参数 修改name，增加sex属性。

javascript 复制代码 
let person = {
  name: "三月的一天",
  age: 18,
};
let anotherPerson = Object.create(person, {
  name: {
    value: "新的名字",
  },
  sex: {
    value: "female",
  },
});

console.log(anotherPerson.name);//输出'新的名字'
console.log(anotherPerson.age);//18
console.log(anotherPerson.sex);//female

寄生组合式继承：调用一次父类构造函数+通过object()复制原型

在红宝书中描述了，最好的方式是寄生组合式继承。因为组合式继承调用了父类两次构造函数，子类的实例和子类的原型上都实例化了两次属性。为了解决这个问题，在原型链构建上，不通过父类构造函数给子类原型赋值，而是复制一份父类原型的副本。

javascript 复制代码 
function Parent(name) {
  this.name = name;
}
Parent.prototype.sayName = function () {
  console.log(this.name);
};
function Child(name, age) {
  Parent.call(this, name);
  this.age = age;
}

// Child.prototype = new Parent(); //组合继承
Child.prototype = Object.create(Parent.prototype);//寄生组合式继承
Child.prototype.constructor = Child;//手动修复Child.prototype的constructor

Child.prototype.sayAge = function () {
  console.log("Child", this.age);
};
const child = new Child("三月的一天", 18);
child.sayName(); //继承父类的fangfa
child.sayAge(); //自己的方法
console.log(child.__proto__ == Child.prototype);
console.log(Child.prototype.__proto__ == Parent.prototype);

原型链断裂通常是由于重写原型对象而导致的。在JavaScript中，每个函数都有一个prototype属性，用于指向原型对象，而原型对象中又有一个constructor属性，指向该函数本身。

当我们重写一个函数的prototype时，实际上是创建了一个新的对象，这个新对象的constructor属性会指向新对象的构造函数，而不再指向原来的函数。
上面通过Child.prototype = Object.create(Parent.prototype);这行代码，实际上是将Child.prototype指向了一个新的对象prototype，而这个新对象的constructor属性指向的是Parent构造函数，而不是Child构造函数。这就导致了原型链的断裂，因为Child.prototype.constructor不再指向Child构造函数。

为了避免原型链断裂，我们可以手动修复constructor属性，确保它指向正确的构造函数，如您之前提到的Child.prototype.constructor = Child;这行代码所做的操作。

手写call/apply/bind方法

通常，在调用函数时，函数内部的 this 值是访问该函数的对象。使用函数原型上的 call方法/apply方法/bind方法，你可以在调用现有函数时将任意值分配给 this，而无需首先将函数附加到对象上作为属性。这样可以将一个对象的方法用作通用的实用函数。
使用场景： 说人话就是，当你自己本身没有某个方法，想要借用别的对象上的方法时，可以使用call或apply来改变this的指向，使得方法似乎是当前对象自己的方法。这种感觉就像是方法去找对象。所有call/apply/bind的左侧使用方是函数，函数.call(谁调用我，参数拿来)。

具体使用哪个方法，取决于你的具体需求：

  • 使用call：当你知道函数的参数是哪些，并且想要按顺序传递它们时。
  • 使用apply：当你知道函数的参数是一个数组，并且想要以数组的形式传递这些参数时。
  • 使用bind ：当你需要一个新函数，新函数的this指向和参数已经确定时，或者当你需要动态地传递参数时。

手写思路：

将函数（this）设为对象的属性；执行函数，处理入参；删除这个属性；

原生call、apply传入的this如果是值类型，会被new Object（如fn.call('abc')）

手写call方法

举一个使用call方法的例子：

javascript 复制代码 
var foo = {
    value: 1
};

function bar() {
    console.log(this.value);
}

bar.call(foo); // 1

可以看call 改变了 this 的指向，指向到 foo；然后bar 函数执行了。

一般来说，带有this的是构造函数，需要通过new构造函数，拿到构造函数的实例对象，然后通过对象访问方法。但是这里好像在执行foo.bar方法。可是foo又不是构造函数的实例，怎么foo.bar进行方法调用？换个思路，将bar当成是对象的某个属性呢？

那么模拟call的过程，是不是可以假设将bar函数当成是foo的一个属性，foo.属性，对象访问属性

javascript 复制代码 
var foo = {
  value: 1,
  fn: function bar() {
    console.log(this.value);
  },
};

foo.fn();

首先call方法思路：将函数设为对象的属性；通过对象.属性执行函数；删除函数，不能真正改变原对象的属性； 如果不传入参数时，设置默认指向window

普通版call方法

javascript 复制代码 
Function.prototype.myCall = function (context = window, ...args) {
  context.fn = this;
  let result = context.fn(...args);
  delete context.fn;
  return result;
};

这样我们得到了一个简单的myCall方法。通过给对象context添加一个fn属性，fn的值为函数。然后立刻执行函数。之后将context.fn删除，但是有个问题，如果context对象本身就有fn。这样不就破坏了原始对象的属性了吗？怎么给新增的属性起一个不冲突的名字呢？是不是可以用Symbol啊。
在JavaScript中，Symbol是一种新的原始数据类型，它的实例是唯一且不可变的。由于Symbol的值是唯一且不可变的，所以不能通过点语法直接访问一个Symbol属性。这是因为Symbol属性不会出现在对象的属性枚举中（例如使用for...in或Object.keys()），这是符合语言设计的一部分。

为了访问一个Symbol属性，可以使用中括号语法，并将Symbol作为属性名。这是因为Symbol属性不会被覆盖或者更新，因此可以确保在访问时不会发生冲突。

使用Symbol标识属性

javascript 复制代码 
Function.prototype.myCall = function (context = window, ...args) {
  let fn = Symbol(); //将fn属性名称定义为Symbol
  context[fn] = this; //通过[]访问Symbol类型变量，将this当前函数赋给value
  let result = context[fn](...args); //调用方法
  delete context[fn]; //删除属性fn
  return result;
};

这样是不是差不多了。这里假设context是对象，如果context是普通类型，第二行就会报错。而原始call方法是不会报错的。这个时候要对基本类型进行转换。

处理非object类型绑定

javascript 复制代码 
//添加函数原型myCall方法
Function.prototype.myCall = function (context = window, ...args) {
  if (typeof context != "object") {
    //非object类型的，手动转object
    context = new Object(context);
  }
  let fn = Symbol(); //将fn属性名称定义为Symbol
  context[fn] = this; //通过[]访问Symbol类型变量，将this当前函数赋给value
  let result = context[fn](...args); //调用方法
  delete context[fn]; //删除属性fn
  return result;
};

测试call方法

手写apply方法

apply和call的差异就是入参的区别

  • call()方法接收的是参数列表，即每个参数都需要单独传递。
  • apply()方法接收的是一个包含多个参数的数组，即所有参数都放在一个数组中传递。
    将call的手写入参改一下就好了
javascript 复制代码 
Function.prototype.myApply = function (context = Window, args) {
  //context myApply传入的对象
  //this 调用myApply的函数
  //args this需要的参数
  if (typeof context != "object") {
    context = new Object(context);
  }
  let fn = Symbol();
  context[fn] = this;
  let result = context[fn](...args); //实际函数的入参一定是全展开的
  delete context[fn];
  return result;
};

测试apply方法

传入数组args成功解析

手写bind方法

bind()是JavaScript中函数的一个内置方法，用于创建一个新的函数，该函数在调用时，this值会被绑定到传给bind()方法的值上，并可以传入其他参数。

bind使用场景

函数柯里化，将多参函数转换为单参函数

javascript 复制代码 
function add(a, b, c) {
  return a + b + c;
}
const add5 = add.bind(null, 5);
console.log(add5(3, 4)); // 12

在类的构造函数中使用 bind() 函数来创建一个新的构造函数。

javascript 复制代码 
class MyClass {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}
const obj = {
  name: 'obj'
};
const boundClass = MyClass.bind(obj);
const boundObj = new boundClass('boundObj');
boundObj.sayName(); // 'boundObj'

将事件监听器函数绑定到某个对象上，并在事件触发时保持对象的上下文。

javascript 复制代码 
const obj = {
  name: 'obj',
  handleEvent: function(event) {
    console.log(this.name + ' handled event: ' + event);
  }
};
const button = document.getElementById('myButton');
button.addEventListener('click', obj.handleEvent.bind(obj));

普通版bind方法

根据bind的作用，调用的函数fn.bind(调用对象obj,...部分参数1)生成一个新的函数boundFn。然后对这个新的boundFn函数传参，调用它 boundFn(...剩余参数）。

我们得到下面的bind方法。
将当前this保存给fn。因为当前不执行fn函数，而是在boundFn函数内部执行。

myBind方法返回boundFn函数。boundFn这个函数内部还继续接收入参。将闭包内首次入参args与innerArgs合并，作为fn全部的入参。

javascript 复制代码 
//myBind方法的调用形式let boundFn =fn.myBind(obj,...args)
//fn是对象想要使用的函数
//fn是调用方法的对象，args是bind时候传入的函数入参的部分或全部参数
Function.prototype.myBind = function (context = window, ...args) {
  const fn = this; //这里的this是fn
  function boundFn(...innerArgs) {
    //创建一个新函数boundFn
    return fn.apply(context, args.concat(innerArgs)); //执行fn，fn从闭包中的this获取，所以this要提前存给fn；fn的参数要将两次入参拼起来
  }
  return boundFn; //返回新函数 新函数执行boundFn(...innerArgs)
};

定义一个内部函数 boundFn，它接收任意数量的剩余参数 ...innerArgs。在 boundFn 函数内部，使用 fn.apply() 方法调用原函数 fn，并将 fn 函数的执行上下文设置为指定的 context 对象，将原函数 fn 的参数 args 与新传入的参数 innerArgs 合并后作为入参传递给 fn。这样即使调用bind分两次传参，底层还是将两个参数合并了。

返回 boundFn 函数，这个函数可以在调用时传入参数，并在指定的 context 对象上执行原函数 fn
由于函数还包括了构造函数。如果原始fn是个构造函数，那么新的boundFn也是构造函数，构造函数要通过new得到实例。这时fn实际执行的context就是 new boundFn后的对象，也就是boundFn里的this。

用作构造函数boundFn处理

对boundFn函数内部执行fn方法的context做判断。如果boundFn用作构造函数，那么fn里的context就是this。

myBind里出现了两个this。第一个this是fn函数，实际执行的函数，在闭包中被fn保留下来。

第二个this是bind返回的函数调用方，也就是new后的对象。这两个this是不同的意思。

为什么用this instanceof boundFn？

因为newObj = new boundFn()得到，instanceof可以判断实例是否通过构造函数生成的

javascript 复制代码 
//myBind方法的调用形式let boundFn =fn.myBind(obj,...args)
//fn是对象想要使用的函数
//fn是调用方法的对象，args是bind时候传入的函数入参的部分或全部参数
Function.prototype.myBind = function (context = window, ...args) {
  const fn = this; //这里的this是fn
  function boundFn(...innerArgs) {
    //创建一个新函数boundFn
    context = this instanceof boundFn ? this : context;//如果boundFn被当做构造函数，执行fn的对象就是当前的this
    return fn.apply(context, args.concat(innerArgs)); //执行fn，fn从闭包中的this获取，所以this要提前存给fn；fn的参数要将两次入参拼起来
  }
  return boundFn; //返回新函数 新函数执行boundFn(...innerArgs)
};

这里构造函数还没考虑继承，如果fn也是一个构造函数呢？，boundFn是不是还要处理原型链关系。原型继承是不是要用"子类原型=Object.create(父类构造函数原型)'模板继承

考虑构造函数继承

创建新的函数跟new的过程差不多，都要处理继承。将boundFn与fn建立原型链。这样新返回的函数就能跟fn执行一样的方法了。

javascript 复制代码 
//myBind方法的调用形式let boundFn =fn.myBind(obj,...args)
//fn是对象想要使用的函数
//fn是调用方法的对象，args是bind时候传入的函数入参的部分或全部参数
Function.prototype.myBind = function (context = window, ...args) {
  const fn = this; //这里的this是fn
  function boundFn(...innerArgs) {
    //创建一个新函数boundFn
    context = this instanceof boundFn ? this : context; //如果boundFn被当做构造函数，执行fn的对象就是当前的this
    return fn.apply(context, args.concat(innerArgs)); //执行fn，fn从闭包中的this获取，所以this要提前存给fn；fn的参数要将两次入参拼起来
  }
  boundFn.prototype = Object.create(fn.prototype); //考虑fn也是构造函数，boundFn要继承
  return boundFn; //返回新函数 新函数执行boundFn(...innerArgs)
};

测试bind方法

javascript 复制代码 
// 测试用例
function Person(age, job, gender) {
  console.log(this.name, age, job, gender);
}
var obj = {
  name: "三月的一天",
};
// let result = Person.myBind(obj, 22, "前端开发")("female");
let bindFn = Person.myBind(obj, 22);
bindFn("前端开发", "female");

测试结果，bind后参数可以分开给，统一执行Person方法

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