深入 JavaScript 原型继承原理——babel 编译码解读
在[上一篇文章][]中，我们提到 ES6 的 class 语法糖是个近乎完美的方案，并且讲解了实现继承的许多内部机制，如 prototype/__proto__/constructor 等等。这篇，我们就以实际的 babel 代码为例子，来验证上节所言不虚。此外，本文还解释了 React 组件中你需要 bind 一下类方法的原理所在。
目录
- 无继承——简单的
class+ 字段声明 - 无继承——简单的
class+ 方法声明 - 简单继承——一层继承 + 字段覆盖
- 无继承——静态函数
- 无继承——静态变量
- 神秘的类 arrow function
无继承——简单的 class + 字段声明
先来看个最简单的例子，我们仅仅使用了 class 关键字并定义了一个变量：
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name || 'Kat'
}
}最后 babel 编译出来的代码如下。这里笔者用的是 Babel 6 的稳定版 6.26，不同版本编译出来可能有差异，但不至于有大的结构变动。
'use strict'
function _classCallCheck(instance, Constructor) {
if (!(instance instanceof Constructor)) {
throw new TypeError('Cannot call a class as a function')
}
}
var Animal = function Animal(name) {
_classCallCheck(this, Animal)
this.name = name || 'Kat'
}确实十分简单，对吧。这段代码值得留意的点有两个：
一个是，使用 class 声明的 Animal 最后其实是被编译为一个函数。证明 class 跟类没关系，只是个语法糖。
另一个地方是，编译器帮我们插入了一个 _classCallCheck 函数调用，它会检查你有没有用 new Animal() 操作符来初始化这个函数。若有，则 this 会是被实例化的 Animal 对象，自然能通过 animal instanceof Animal 检查；若是直接调用函数，this 会被初始化为全局对象，自然不会是 Animal 实例，从而抛出运行时错误。这个检查，正解决了[上一篇文章][]提到的问题：如果忘记使用 new 去调用一个被设计构造函数的函数，没有任何运行时错误的毛病。
无继承——简单的 class + 方法声明
让我们再扩展一下例子，给它加两个方法。
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name || 'Kat'
}
move() {}
getName() {
return this.name
}
}'use strict'
var _createClass = (function() {
function defineProperties(target, props) {
for (var i = 0; i < props.length; i++) {
var descriptor = props[i]
descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false
descriptor.configurable = true
if ('value' in descriptor) descriptor.writable = true
Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor)
}
}
return function(Constructor, protoProps, staticProps) {
if (protoProps) defineProperties(Constructor.prototype, protoProps)
if (staticProps) defineProperties(Constructor, staticProps)
return Constructor
}
})()
function _classCallCheck(instance, Constructor) {
if (!(instance instanceof Constructor)) {
throw new TypeError('Cannot call a class as a function')
}
}
var Animal = (function() {
function Animal(name) {
_classCallCheck(this, Animal)
this.name = name || 'Kat'
}
_createClass(Animal, [
{
key: 'move',
value: function move() {},
},
{
key: 'getName',
value: function getName() {
return this.name
},
},
])
return Animal
})()例子长了不少，但其实主要的变化只有两个：一是 Animal 被包了一层而不是直接返回；二是新增的方法 move 和 getName 是通过一个 _createClass() 方法来实现的。它将两个方法以 key/value 的形式作为数组传入，看起来，是要把它们设置到 Animal 的原型链上面，以便后续继承之用。
为啥 Animal 被包了一层呢，这是个好问题，但答案我们将留到后文揭晓。现在，我们先看一下这个长长的 _createClass 实现是什么：
var _createClass = (function() {
function defineProperties(target, props) {
for (var i = 0; i < props.length; i++) {
var descriptor = props[i]
descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false
descriptor.configurable = true
if ('value' in descriptor) descriptor.writable = true
Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor)
}
}
return function(Constructor, protoProps, staticProps) {
if (protoProps) defineProperties(Constructor.prototype, protoProps)
if (staticProps) defineProperties(Constructor, staticProps)
return Constructor
}
})()它是个立即执行函数，执行又返回了另一个函数。说明啥，一定用了闭包，说明里面要封装些「私有」变量，那就是 defineProperties 这个函数。这很好，一是这个函数只会生成一次，二是明确了这个函数只与 _createClass 这个事情相关。
再细看这个返回的函数，接受 constructor、protoProps 和 staticProps 三个参数。staticProps 我们暂时不会用到，回头再讲；我们传入的数组是通过 protoProps 接受的。接下来，看一下 defineProperties 做了啥事。
它将每一个传进来的 props 做了如下处理：分别设置了他们的 enumerable、configurable、writable 属性。而传进来的 target 是 Animal.prototype，相当于，这个函数最后的执行效果会是这样：
function defineProperties(target, props) {
for (var i = 0; i < props.length; i++) {
// 前面处理其实得到这样这个 descriptor 对象：
var descriptor = {
...props[i],
enumerable: false,
configurable: true,
writable: true,
}
Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor)
}
}看到这里就很明白了，它就是把你定义的 move、getName 方法通过 Object.defineProperty 方法设置到 Animal.prototype 上去。前面我们说过，prototype 是用来存储公共属性的。也就是说，这两个方法在你使用继承的时候，可以被子对象通过原型链上溯访问到。也就是说，我们这个小小的例子里，声明的两个方法已经具备了继承能力了。
至于 enumerable、configurable、writable 属性是什么东西呢，查一下语言规范就知道了。简单来说，writable 为 false 时，其值不能通过 setter 改变；enumerable 为 false 时，不能出现在 for-in 循环中。当然，这里是粗浅的理解，暂时不是这篇文章的重点。
简单继承——一层继承 + 字段覆盖
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name || 'Kat'
}
}
class Tiger extends Animal {
constructor(name, type) {
super(name)
this.type = type || 'Paper'
}
}加一层继承和字段覆盖能看到啥东西呢？能看到继承底下的实现机制是怎么样的，以及它的 constructor 和 __proto__ 属性将如何被正确设置。带着这两个问题，我们一起来看下编译后的源码：
'use strict'
function _possibleConstructorReturn(self, call) {
if (!self) {
throw new ReferenceError(
"this hasn't been initialised - super() hasn't been called"
)
}
return call && (typeof call === 'object' || typeof call === 'function')
? call
: self
}
function _inherits(subClass, superClass) {
if (typeof superClass !== 'function' && superClass !== null) {
throw new TypeError(
'Super expression must either be null or a function, not ' +
typeof superClass
)
}
subClass.prototype = Object.create(superClass && superClass.prototype, {
constructor: {
value: subClass,
enumerable: false,
writable: true,
configurable: true,
},
})
if (superClass)
Object.setPrototypeOf
? Object.setPrototypeOf(subClass, superClass)
: (subClass.__proto__ = superClass)
}
function _classCallCheck(instance, Constructor) {
if (!(instance instanceof Constructor)) {
throw new TypeError('Cannot call a class as a function')
}
}
var Animal = function Animal(name) {
_classCallCheck(this, Animal)
this.name = name || 'Kat'
}
var Tiger = (function(_Animal) {
_inherits(Tiger, _Animal)
function Tiger(name, type) {
_classCallCheck(this, Tiger)
var _this = _possibleConstructorReturn(
this,
(Tiger.__proto__ || Object.getPrototypeOf(Tiger)).call(this, name)
)
_this.type = type || 'Paper'
return _this
}
return Tiger
})(Animal)相比无继承的代码，这里主要增加了几个函数。_possibleConstructorReturn 顾名思义，可能不是很重要，回头再读。精华在 _inherits(Tiger, Animal) 这个函数，我们按顺序来读一下。
function _inherits(subClass, superClass) {
if (typeof superClass !== 'function' && superClass !== null) {
throw new TypeError(
'Super expression must either be null or a function, not ' +
typeof superClass
)
}
subClass.prototype = Object.create(superClass && superClass.prototype, {
constructor: {
value: subClass,
enumerable: false,
writable: true,
configurable: true,
},
})
if (superClass)
Object.setPrototypeOf
? Object.setPrototypeOf(subClass, superClass)
: (subClass.__proto__ = superClass)
}首先是一段异常处理，简单地检查了 superClass 要么是个函数，要么得是个 null。也就是说，如果你这样写那是不行的：
const Something = 'not-a-function'
class Animal extends Something {}
// Error: Super expression must either be null or a function, not string接下来这句代码将 prototype 和 constructor 一并设置到位，是精华。注意，这个地方留个问题：为什么要用 Object.create(superClass.prototype)，而不是直接这么写：
function _inherits(subClass, superClass) {
subClass.prototype = superClass && superClass.prototype
subClass.prototype.constructor = { ... }
}很明显，是为了避免任何对 subClass.prototype 的修改影响到 superClass.prototype。使用 Object.create(asPrototype) 出来的对象，其实上是将 subClass.prototype.__proto__ = superClass.prototype，这样 subClass 也就继承了 superClass，可以达到这样两个目的：
superClass.prototype原型上发生的修改都能实时反映到subClass的实例上subClass.prototype上的任何修改不会影响到superClass.prototype
最后，如果 superClass 不为空，那么将 subClass.__proto__ 设置为 superClass。这是为了继承 superClass 的静态方法和属性。如以下的例子中，Cat.TYPE 能获取到 Animal.TYPE：
class Animal {
static TYPE = 'PAPER'
static createTyping() {
return Animal.TYPE
}
}
class Cat extends Animal {}
console.log(Cat.TYPE) // PAPER
console.log(Cat.createTyping()) // PAPER至此，一个简单的继承就完成了。在使用了 extends 关键字后，实际上背后发生的事情是：
- 子「类」
prototype上的__proto__被正确设置，指向父「类」的prototype:subClass.prototype = { __proto__: superClass.prototype } - 子「类」
prototype上的constructor被正确初始化，这样instanceof关系能得到正确结果 - 子「类」的
__proto__被指向父「类」，这样父「类」上的静态字段和方法能被子「类」继承
好，要点看完了。后面内容跟继承关系不大，但既然源码扒都扒了，我们不妨继续深入探索一些场景：
无继承——静态函数
看一个简单的代码：
class Animal {
static create() {
return new Animal()
}
}首先要知道，这个「静态」同样不是强类型类继承语言里有的「静态」的概念。所谓静态，就是说它跟实例是没关系的，而跟「类」本身有关系。比如，你可以这样调用：Animal.create()，但不能这样用：new Animal().create。什么场景下会用到这种模式呢？比如说：
- 工厂模式或单例模式
Object.create、Object.keys等常用方法
既然只有通过构造函数本身去调用，而不能通过实例来调用，期望它们被绑定到函数本身上似乎很自然。我们来看看上面这段代码将被如何编译：
'use strict'
var _createClass = (function() {
function defineProperties(target, props) {
for (var i = 0; i < props.length; i++) {
var descriptor = props[i]
descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false
descriptor.configurable = true
if ('value' in descriptor) descriptor.writable = true
Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor)
}
}
return function(Constructor, protoProps, staticProps) {
if (protoProps) defineProperties(Constructor.prototype, protoProps)
if (staticProps) defineProperties(Constructor, staticProps)
return Constructor
}
})()
function _classCallCheck(instance, Constructor) {
if (!(instance instanceof Constructor)) {
throw new TypeError('Cannot call a class as a function')
}
}
var Animal = (function() {
function Animal() {
_classCallCheck(this, Animal)
}
_createClass(Animal, null, [
{
key: 'create',
value: function create() {},
},
])
return Animal
})()熟悉的函数，熟悉的配方。与本文的第二个例子相比，仅有一个地方的不同：create 方法是作为 _createClass 方法的第三个参数被传入的，这正是我们上文提到的 staticProps 参数：
var _createClass = (function() {
function defineProperties(target, props) { ... }
return function(Constructor, protoProps, staticProps) {
if (protoProps) defineProperties(Constructor.prototype, protoProps)
if (staticProps) defineProperties(Constructor, staticProps)
return Constructor
}
})()
_createClass(Animal, null, [
{
key: 'create',
value: function create() {},
},
])可以看见，create 方法是直接被创建到 Animal 上的：defineProperties(Animal, [{ key: 'create', value: function() {} }])，最终会将函数赋给 Animal.create。我们的猜测并没有错误。
无继承——静态变量
class Tiger {
static TYPE = 'REAL'
}还有个小例子。如果是静态变量的话，同样因为不希望在实例对象上所使用，我们会看到编译出来的代码中它是直接被设置到函数上。代码已经很熟悉，不必再讲。
'use strict'
function _classCallCheck(instance, Constructor) {
if (!(instance instanceof Constructor)) {
throw new TypeError('Cannot call a class as a function')
}
}
var Tiger = function Tiger() {
_classCallCheck(this, Tiger)
}
Tiger.TYPE = 'REAL'有趣的是，静态变量会不会被「子类」继承呢？这个可请读者自己做个实验，验证验证。
神秘的类 arrow function
写 React 的东西，一定遇见过这个问题：
class Button extends React.Component { constructor() { super() this.state = { isToggleOn: true, } // 画重点