08｜深入理解继承、Delegation（委托）和组合

在JavaScript的世界里，对象之间的关系构建是编程中不可或缺的一部分，它们不仅决定了代码的结构，还直接影响到程序的扩展性、可维护性和性能。本章将深入探讨JavaScript中的三种核心对象关系模式：继承、Delegation（委托）和组合，解析它们各自的原理、应用场景、优缺点，并通过实例展示如何在实践中灵活运用。

一、继承（Inheritance）

1.1 继承的基本概念

继承是面向对象编程（OOP）中的一个核心概念，它允许我们定义一个类（或构造函数/对象字面量）来继承另一个类（或对象）的属性和方法。继承的目的主要是代码复用和扩展功能。在JavaScript中，虽然语言本身是基于原型的（prototype-based），但通过一些设计模式，如借用构造函数（constructor stealing）、原型链（prototype chain）或ES6引入的class关键字及其extends关键字，我们仍然可以实现类似传统面向对象语言中的继承机制。

1.2 原型链继承

原型链继承是JavaScript中最常见的继承方式之一。当一个对象尝试访问其属性或方法时，如果该对象自身没有这些属性或方法，JavaScript引擎会沿着对象的__proto__（内部属性，指向其原型对象）继续查找，直到找到为止或到达原型链的末端（通常是Object.prototype，其__proto__为null）。

function Parent(name) {
    this.name = name;
}
Parent.prototype.sayHello = function() {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
};
function Child(name, age) {
    Parent.call(this, name); // 借用构造函数实现属性继承
    this.age = age;
}
Child.prototype = Object.create(Parent.prototype); // 原型链继承
Child.prototype.constructor = Child; // 修复构造函数指向
Child.prototype.sayAge = function() {
    console.log(`I am ${this.age} years old.`);
};
const child = new Child('Alice', 10);
child.sayHello(); // Hello, my name is Alice
child.sayAge(); // I am 10 years old.

1.3 ES6 Class继承

ES6引入了class关键字和extends关键字，使得继承的语法更加直观和接近传统面向对象语言的风格。

class Parent {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    sayHello() {
        console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
    }
}
class Child extends Parent {
    constructor(name, age) {
        super(name); // 调用父类的constructor
        this.age = age;
    }
    sayAge() {
        console.log(`I am ${this.age} years old.`);
    }
}
const child = new Child('Bob', 12);
child.sayHello(); // Hello, my name is Bob
child.sayAge(); // I am 12 years old.

1.4 继承的优缺点

• 优点：代码复用，通过继承可以快速创建具有相似属性和方法的对象。
• 缺点：继承可能导致紧耦合，即子类过度依赖父类的实现细节，增加了维护难度和扩展的复杂性。同时，过深的继承层次会导致“脆弱的基类”问题，即修改基类可能影响到所有继承它的子类。

二、Delegation（委托）

2.1 委托的概念

委托是一种设计模式，它通过在对象之间建立一种代理关系，使得一个对象（委托者）可以调用另一个对象（受托者）的方法或访问其属性，而不需要继承受托者的类或原型。委托强调了对象之间的合作而非继承关系，增强了代码的灵活性和解耦性。

2.2 实现方式

委托可以通过简单地将受托者的引用作为委托者的一个属性来实现。

const sayHelloBehavior = {
    sayHello(name) {
        console.log(`Hello, ${name}!`);
    }
};
const person = {
    name: 'Charlie',
    greet: function(behavior) {
        behavior.sayHello(this.name);
    }
};
person.greet(sayHelloBehavior); // Hello, Charlie!

在上面的例子中，person对象通过其greet方法委托了sayHelloBehavior对象来执行问候操作，两者之间没有继承关系。

2.3 委托的优点

• 解耦：委托减少了对象之间的耦合度，使得系统更加灵活和易于维护。
• 复用：委托可以轻松地复用代码，特别是在多个对象需要共享相同行为时。
• 灵活性：委托可以在运行时动态地改变受托者，从而提供更高的灵活性。

三、组合（Composition）

3.1 组合的概念

组合是另一种用于构建复杂对象的方式，它通过将对象作为其他对象的属性（或成员）来实现。与继承不同，组合表示的是“有一个”（has-a）的关系，而不是“是一个”（is-a）的关系。

3.2 实现方式

组合通常通过将一个或多个对象作为另一个对象的属性来实现。

function Engine() {
    this.horsepower = 150;
}
Engine.prototype.start = function() {
    console.log('Engine started!');
};
function Car() {
    this.engine = new Engine(); // 组合关系
}
Car.prototype.go = function() {
    this.engine.start(); // 调用组合对象的方法
    console.log('Car is moving!');
};
const myCar = new Car();
myCar.go(); // Engine started! Car is moving!

3.3 组合的优缺点

• 优点：
  • 更好的封装：组合允许我们更好地封装对象的行为和状态。
  • 灵活性：可以动态地改变对象的组成部分。
  • 减少依赖：降低了对象之间的依赖关系，提高了系统的可维护性。
• 缺点：
  • 相对于继承，组合可能需要更多的代码来建立对象之间的关系。

四、总结与比较

继承、委托和组合各有其适用场景和优缺点。继承主要用于实现“是一个”的关系，通过复用代码来减少重复；委托强调对象之间的合作，通过动态行为实现解耦；组合则通过“有一个”的关系构建复杂对象，提高了系统的灵活性和可维护性。

在实际开发中，应根据具体需求和场景灵活选择使用哪种方式。通常，组合是更加推荐的做法，因为它能够提供更清晰、更灵活的对象关系，减少不必要的耦合和依赖。然而，在某些特定情况下，继承或委托也可能是更合适的选择。

通过深入理解这三种对象关系模式，我们可以更加灵活地设计JavaScript应用程序的架构，编写出更加高效、可维护的代码。