各位观众老爷,大家好!今天咱们来聊聊 JavaScript 里两个听起来高大上,但其实也没那么玄乎的概念:Subtyping(子类型)和 Polymorphism(多态)。放心,保证用最接地气的方式,让大家听得懂,记得住,还能用得上。
开场白:JavaScript 的“假面舞会”
JavaScript 这门语言,有时候就像一场“假面舞会”。表面上看起来都是 Object
,但面具下面藏着各种各样的“类型”。而 Subtyping
和 Polymorphism
,就是这场舞会上最精彩的两个舞蹈。
第一幕:Subtyping,类型关系的“家谱”
Subtyping
,说白了,就是类型之间的关系。就像家族的“家谱”一样,有父辈,有子辈。在 JavaScript 里,这种关系主要体现在接口的兼容性上。
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什么叫“兼容性”?
想象一下,你是个餐厅老板,需要一个“厨师”来做菜。只要这个人能做菜,你才不管他是川菜厨师还是粤菜厨师,对吧?这就是“兼容性”:只要能满足你的需求(接口),类型就兼容。
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JavaScript 的 Subtyping 体现在哪里?
JavaScript 是动态类型语言,没有像 Java 或 TypeScript 那样明确的
class
和implements
关键字来定义类型关系。但它仍然存在 Subtyping 的概念,主要体现在对象是否“看起来像”预期的类型。举个栗子:
function cook(chef) { chef.cookDish(); // 假设厨师必须有 cookDish 方法 } const chineseChef = { name: '张师傅', cookDish: function() { console.log('麻婆豆腐,香!'); } }; const frenchChef = { name: '皮埃尔', cookDish: function() { console.log('法式蜗牛,优雅!'); }, speakFrench: function() { console.log("Bonjour!"); } }; cook(chineseChef); // 输出: 麻婆豆腐,香! cook(frenchChef); // 输出: 法式蜗牛,优雅!
在这个例子里,
chineseChef
和frenchChef
都是cook
函数的“子类型”,因为它们都实现了cookDish
方法,满足了cook
函数的需求。即使frenchChef
还有额外的speakFrench
方法,也不影响它作为cook
函数的“厨师”。 -
鸭子类型(Duck Typing)
这种“只要走起来像鸭子,叫起来像鸭子,那就是鸭子”的哲学,就是著名的“鸭子类型”。JavaScript 很大程度上依赖于鸭子类型来实现 Subtyping。
总结一下:
特征 说明 核心概念 类型之间的“兼容性”,只要对象“看起来像”预期的类型,就可以被当作那个类型使用。 实现方式 主要通过鸭子类型实现。 优点 灵活性高,代码复用性强。 缺点 类型检查弱,容易出现运行时错误。 适用场景 适用于需要高度灵活性的场景,例如处理用户输入、动态数据等。
第二幕:Polymorphism,一个接口,多种实现
Polymorphism
,也就是“多态”,指的是用同一个接口,实现不同的功能。就像同样是“交通工具”,可以是汽车,可以是飞机,可以是轮船,但它们都有“移动”这个共同的接口。
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多态的几种形式
在 JavaScript 里,多态主要体现在以下几种形式:
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函数重载(Function Overloading)
虽然 JavaScript 本身不支持真正的函数重载(因为同名函数会覆盖),但我们可以通过判断参数类型或数量来实现类似的效果。
function add(x, y) { if (typeof x === 'number' && typeof y === 'number') { return x + y; } else if (typeof x === 'string' && typeof y === 'string') { return x + y; } else { throw new Error('参数类型错误'); } } console.log(add(1, 2)); // 输出: 3 console.log(add('hello', ' world')); // 输出: hello world //console.log(add(1, 'world')); // 抛出异常
在这个例子里,
add
函数根据参数类型,实现了不同的功能(数值相加或字符串拼接)。 -
运算符重载(Operator Overloading)
JavaScript 的运算符重载比较有限,主要体现在一些内置运算符上,例如
+
运算符可以用于数值相加和字符串拼接。 -
子类型多态(Subtype Polymorphism)
这是最常见的形式。子类型多态指的是,子类型可以替换父类型,并且表现出不同的行为。这通常与继承和接口相关。
function Animal(name) { this.name = name; } Animal.prototype.makeSound = function() { console.log('动物叫'); }; function Dog(name) { Animal.call(this, name); // 调用父类构造函数 } Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype); // 继承父类原型 Dog.prototype.constructor = Dog; // 修正 constructor Dog.prototype.makeSound = function() { console.log('汪汪汪'); // 重写父类方法 }; function Cat(name) { Animal.call(this, name); } Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype); Cat.prototype.constructor = Cat; Cat.prototype.makeSound = function() { console.log('喵喵喵'); }; function makeSound(animal) { animal.makeSound(); } const dog = new Dog('旺财'); const cat = new Cat('咪咪'); makeSound(dog); // 输出: 汪汪汪 makeSound(cat); // 输出: 喵喵喵
在这个例子里,
Dog
和Cat
都是Animal
的子类型,它们都实现了makeSound
方法,但表现出不同的行为。makeSound
函数可以接受任何Animal
类型的对象,并根据对象的实际类型调用相应的makeSound
方法,这就是子类型多态。 -
参数化多态 (Parametric Polymorphism)
这通常与泛型相关,允许函数或类处理多种类型的数据,而无需为每种类型编写不同的代码。在JavaScript中,虽然没有像TypeScript那样的泛型,但可以通过一些技巧来模拟参数化多态。
function identity(arg) { return arg; } let myString = identity("hello"); // 类型推断为 string let myNumber = identity(123); // 类型推断为 number let myBoolean = identity(true); // 类型推断为 boolean
这个简单的
identity
函数接受任何类型的参数并返回它。虽然没有显式的类型声明,但JavaScript的动态类型允许这个函数处理多种类型的数据。
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多态的好处
- 代码复用性: 减少重复代码,提高代码的维护性。
- 可扩展性: 更容易添加新的类型和功能,而无需修改现有代码。
- 灵活性: 可以根据不同的场景选择不同的实现,提高代码的灵活性。
第三幕:Subtyping 和 Polymorphism 的关系
Subtyping 和 Polymorphism 就像一对好基友,经常一起出现。Subtyping 提供了类型之间的关系,而 Polymorphism 则利用这种关系来实现不同的功能。
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Subtyping 是 Polymorphism 的基础
没有 Subtyping,就没有 Polymorphism。因为 Polymorphism 需要子类型来替换父类型,并表现出不同的行为。
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Polymorphism 是 Subtyping 的应用
Polymorphism 是 Subtyping 的一种应用,它利用 Subtyping 提供的类型关系,来实现代码的复用和扩展。
总结一下:
特征 | Subtyping | Polymorphism |
---|---|---|
核心概念 | 类型之间的关系,表示一个类型是另一个类型的“子类型”。 | 用同一个接口,实现不同的功能。 |
目的 | 建立类型之间的层次结构,提高代码的灵活性和可复用性。 | 提高代码的复用性、可扩展性和灵活性。 |
实现方式 | 主要通过鸭子类型、继承等方式实现。 | 主要通过函数重载、运算符重载、子类型多态等方式实现。 |
关系 | Subtyping 是 Polymorphism 的基础,Polymorphism 是 Subtyping 的应用。 | |
示例代码 | 厨师的例子,只要有cookDish 方法就可以被认为是厨师 |
动物叫声的例子,Dog 和 Cat 都是 Animal 的子类型,都实现了 makeSound 方法,但表现出不同的行为。 |
应用场景 | 用于定义类型之间的关系,例如,定义一个接口,然后让多个类实现这个接口。 | 用于实现代码的复用和扩展,例如,编写一个函数,可以处理多种类型的参数,并根据参数的类型执行不同的操作。 |
第四幕:JavaScript 中的应用场景
Subtyping 和 Polymorphism 在 JavaScript 中有着广泛的应用,例如:
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DOM 操作: 不同的 DOM 元素(例如
<div>
、<p>
、<a>
)都继承自HTMLElement
,它们都具有一些共同的属性和方法(例如addEventListener
、setAttribute
),但表现出不同的行为。 -
事件处理: 不同的事件类型(例如
click
、mouseover
、keydown
)都继承自Event
,它们都具有一些共同的属性(例如type
、target
),但触发时机和处理方式不同。 -
框架和库: 许多 JavaScript 框架和库都使用了 Subtyping 和 Polymorphism 来实现代码的复用和扩展,例如 React、Vue、Angular 等。
第五幕: TypeScript 的加持
虽然 JavaScript 本身是动态类型语言,但 TypeScript 提供了静态类型检查,可以更好地利用 Subtyping 和 Polymorphism。
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接口(Interface): 可以用来定义类型之间的关系,强制类型实现某些方法。
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类(Class): 可以使用
extends
关键字来实现继承,从而实现 Subtyping 和 Polymorphism。 -
泛型(Generics): 可以用来实现参数化多态,提高代码的复用性。
TypeScript 示例:
interface Animal {
name: string;
makeSound(): void;
}
class Dog implements Animal {
name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
makeSound() {
console.log('汪汪汪');
}
}
class Cat implements Animal {
name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
makeSound() {
console.log('喵喵喵');
}
}
function makeSound(animal: Animal) {
animal.makeSound();
}
const dog = new Dog('旺财');
const cat = new Cat('咪咪');
makeSound(dog); // 输出: 汪汪汪
makeSound(cat); // 输出: 喵喵喵
在这个例子里,Animal
是一个接口,Dog
和 Cat
都实现了 Animal
接口,从而实现了 Subtyping 和 Polymorphism。TypeScript 的类型检查可以确保 makeSound
函数只能接受 Animal
类型的对象,从而避免运行时错误。
落幕:总结与展望
今天咱们聊了 JavaScript 的 Subtyping 和 Polymorphism,希望大家对这两个概念有了更深入的理解。虽然 JavaScript 是动态类型语言,但 Subtyping 和 Polymorphism 仍然在其中发挥着重要的作用。而 TypeScript 的出现,则让我们可以更好地利用这两个概念,编写更健壮、更可维护的代码。
记住,编程就像一场舞会,Subtyping 和 Polymorphism 就是舞会上最精彩的舞蹈。掌握了它们,你就能在 JavaScript 的世界里跳出更优美的舞步!
感谢各位的观看!下次再见!