第四章: 混合（淆）“类”的对象 - 混合（Mixin）

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2023-12-01

混合（Mixin）

当你“继承”或是“实例化”时，JavaScript 的对象机制不会 自动地 执行拷贝行为。很简单，在 JavaScript 中没有“类”可以拿来实例化，只有对象。而且对象也不会被拷贝到另一个对象中，而是被 链接在一起（详见第五章）。

因为在其他语言中观察到的类的行为意味着拷贝，让我们来看看 JS 开发者如何在 JavaScript 中模拟这种缺失的类的拷贝行为：mixins（混合）。我们会看到两种“mixin”：明确的（explicit） 和 隐含的（implicit）。

明确的 Mixin（Explicit Mixins）

让我们再次回顾前面的 Vehicle 和 Car 的例子。因为 JavaScript 不会自动地将行为从 Vehicle 拷贝到 Car，我们可以建造一个工具来手动拷贝。这样的工具经常被许多库/框架称为 extend(..)，但为了便于说明，我们在这里叫它 mixin(..)。

// 大幅简化的 `mixin(..)` 示例：
function mixin( sourceObj, targetObj ) {
    for (var key in sourceObj) {
        // 仅拷贝非既存内容
        if (!(key in targetObj)) {
            targetObj[key] = sourceObj[key];
        }
    }
    return targetObj;
}
var Vehicle = {
    engines: 1,
    ignition: function() {
        console.log( "Turning on my engine." );
    },
    drive: function() {
        this.ignition();
        console.log( "Steering and moving forward!" );
    }
};
var Car = mixin( Vehicle, {
    wheels: 4,
    drive: function() {
        Vehicle.drive.call( this );
        console.log( "Rolling on all " + this.wheels + " wheels!" );
    }
} );

注意： 重要的细节：我们谈论的不再是类，因为在 JavaScript 中没有类。Vehicle 和 Car 分别只是我们实施拷贝的源和目标对象。

Car 现在拥有了一份从 Vehicle 得到的属性和函数的拷贝。技术上讲，函数实际上没有被复制，而是指向函数的引用被复制了。所以，Car 现在有一个称为 ignition 的属性，它是一个 ignition() 函数引用的拷贝；而且它还有一个称为 engines 的属性，持有从 Vehicle 拷贝来的值 1。

Car已经有了 drive 属性（函数），所以这个属性引用没有被覆盖（参见上面 mixin(..) 的 if 语句）。

重温”多态（Polymorphism）”

我们来考察一下这个语句：Vehicle.drive.call( this )。我将之称为“显式假想多态（explicit pseudo-polymorphism）”。回想一下，我们前一段假想代码的这一行是我们称之为“相对多态（relative polymorphism）”的 inherited:drive()。

JavaScript 没有能力实现相对多态（ES6 之前，见附录A）。所以，因为 Car 和 Vehicle 都有一个名为 drive() 的函数，为了在它们之间区别调用，我们必须使用绝对（不是相对）引用。我们明确地用名称指出 Vehicle 对象，然后在它上面调用 drive() 函数。

但如果我们说 Vehicle.drive()，那么这个函数调用的 this 绑定将会是 Vehicle 对象，而不是 Car 对象（见第二章），那不是我们想要的。所以，我们使用 .call( this )（见第二章）来保证 drive() 在 Car 对象的环境中被执行。

注意： 如果 Car.drive() 的函数名称标识符没有与 Vehicle.drive() 的重叠（也就是“遮蔽（shadowed）”；见第五章），我们就不会有机会演示“方法多态（method polymorphism）”。因为那样的话，一个指向 Vehicle.drive() 的引用会被 mixin(..) 调用拷贝，而我们可以使用 this.drive() 直接访问它。被选用的标识符重叠遮蔽就是为什么我们不得不使用更复杂的 显式假想多态（explicit pseudo-polymorphism） 的原因。

在拥有相对多态的面向类的语言中，Car 和 Vehicle 间的连接在类定义的顶端被建立一次，那里是维护这种关系的唯一场所。

但是由于 JavaScript 的特殊性，显式假想多态（因为遮蔽！） 在每一个你需要这种（假想）多态引用的函数中 建立了一种脆弱的手动/显式链接。这可能会显著地增加维护成本。而且，虽然显式假想多态可以模拟“多重继承”的行为，但这只会增加复杂性和代码脆弱性。

这种方法的结果通常是更加复杂，更难读懂，而且更难维护的代码。应当尽可能地避免使用显式假想多态，因为在大部分层面上它的代价要高于利益。

混合拷贝（Mixing Copies）

回忆一下上面的 mixin(..) 工具：

// 大幅简化的 `mixin()` 示例:
function mixin( sourceObj, targetObj ) {
    for (var key in sourceObj) {
        // 仅拷贝不存在的属性
        if (!(key in targetObj)) {
            targetObj[key] = sourceObj[key];
        }
    }
    return targetObj;
}

现在，我们考察一下 mixin(..) 如何工作。它迭代 sourceObj（在我们的例子中是 Vehicle）的所有属性，如果在 targetObj（在我们的例子中是 Car）中没有名称与之匹配的属性，它就进行拷贝。因为我们是在初始对象存在的情况下进行拷贝，所以我们要小心不要将目标属性覆盖掉。

如果在指明 Car 的具体内容之前，我们先进行拷贝，那么我们就可以省略对 targetObj 检查，但是这样做有些笨拙且低效，所以通常不优先选用：

// 另一种 mixin，对覆盖不太“安全”
function mixin( sourceObj, targetObj ) {
    for (var key in sourceObj) {
        targetObj[key] = sourceObj[key];
    }
    return targetObj;
}
var Vehicle = {
    // ...
};
// 首先，创建一个空对象
// 将 Vehicle 的内容拷贝进去
var Car = mixin( Vehicle, { } );
// 现在拷贝 Car 的具体内容
mixin( {
    wheels: 4,
    drive: function() {
        // ...
    }
}, Car );

不论哪种方法，我们都明确地将 Vehicle 中的非重叠内容拷贝到 Car 中。“mixin”这个名称来自于解释这个任务的另一种方法：Car 混入 Vehicle 的内容，就像你吧巧克力碎片混入你最喜欢的曲奇饼面团。

这个拷贝操作的结果，是 Car 将会独立于 Vehicle 运行。如果你在 Car 上添加属性，它不会影响到 Vehicle，反之亦然。

注意： 这里有几个小细节被忽略了。仍然有一些微妙的方法使两个对象在拷贝完成后还能互相“影响”对方，比如它们共享一个共通对象（比如数组）的引用。

由于两个对象还共享它们的共通函数的引用，这意味着 即便手动将函数从一个对象拷贝（也就是混入）到另一个对象中，也不能 实际上模拟 发生在面向类的语言中的从类到实例的真正的复制。

JavaScript 函数不能真正意义上地（以标准，可靠的方式）被复制，所以你最终得到的是同一个共享的函数对象（函数是对象；见第三章）的 被复制的引用。举例来说，如果你在一个共享的函数对象（比如 ignition()）上添加属性来修改它，Vehicle 和 Car 都会通过这个共享的引用而受“影响”。

在 JavaScript 中明确的 mixin 是一种不错的机制。但是它们显得言过其实。和将一个属性定义两次相比，将属性从一个对象拷贝到另一个对象并不会产生多少 实际的 好处。而且由于我们刚才提到的函数对象引用的微妙之处，这显得尤为正确。

如果你明确地将两个或更多对象混入你的目标对象，你可以 某种程度上模拟 “多重继承”的行为，但是在将方法或属性从多于一个源对象那里拷贝过来时，没有直接的办法可以解决名称的冲突。有些开发者/库使用“延迟绑定（late binding）”和其他诡异的替代方法来解决问题，但从根本上讲，这些“技巧” 通常得不偿失（而且低效！）。

要小心的是，仅在明确的 mixin 能够实际提高代码可读性时使用它，而如果你发现它使代码变得更很难追溯，或在对象间建立了不必要或笨重的依赖性时，要避免使用这种模式。

如果正确使用 mixin 使你的问题变得比以前困难，那么你可能应当停止使用 mixin。事实上，如果你不得不使用复杂的库/工具来处理这些细节，那么这可能标志着你正走在更困难，也许没必要的道路上。在第六章中，我们将试着提取一种更简单的方法来实现我们期望的结果，同时免去这些周折。

寄生继承（Parasitic Inheritance）

明确的 mixin 模式的一个变种，在某种意义上是明确的而在某种意义上是隐含的，称为“寄生继承（Parasitic Inheritance）”，它主要是由 Douglas Crockford 推广的。

这是它如何工作：

// “传统的 JS 类” `Vehicle`
function Vehicle() {
    this.engines = 1;
}
Vehicle.prototype.ignition = function() {
    console.log( "Turning on my engine." );
};
Vehicle.prototype.drive = function() {
    this.ignition();
    console.log( "Steering and moving forward!" );
};
// “寄生类” `Car`
function Car() {
    // 首先, `car` 是一个 `Vehicle`
    var car = new Vehicle();
    // 现在, 我们修改 `car` 使它特化
    car.wheels = 4;
    // 保存一个 `Vehicle::drive()` 的引用
    var vehDrive = car.drive;
    // 覆盖 `Vehicle::drive()`
    car.drive = function() {
        vehDrive.call( this );
        console.log( "Rolling on all " + this.wheels + " wheels!" );
    };
    return car;
}
var myCar = new Car();
myCar.drive();
// Turning on my engine.
// Steering and moving forward!
// Rolling on all 4 wheels!

如你所见，我们一开始从“父类”（对象）Vehicle 制造了一个定义的拷贝，之后将我们的“子类”（对象）定义混入其中（按照需要保留父类的引用），最后将组合好的对象 car 作为子类实例传递出去。

注意： 当我们调用 new Car() 时，一个新对象被创建并被 Car 的 this 所引用（见第二章）。但是由于我们没有使用这个对象，而是返回我们自己的 car 对象，所以这个初始化创建的对象就被丢弃了。因此，Car() 可以不用 new 关键字调用，就可以实现和上面代码相同的功能，而且还可以省去对象的创建和回收。

隐含的 Mixin（Implicit Mixins）

隐含的 mixin 和前面解释的 显式假想多态 是紧密相关的。所以它们需要注意相同的事项。

考虑这段代码：

var Something = {
    cool: function() {
        this.greeting = "Hello World";
        this.count = this.count ? this.count + 1 : 1;
    }
};
Something.cool();
Something.greeting; // "Hello World"
Something.count; // 1
var Another = {
    cool: function() {
        // 隐式地将 `Something` 混入 `Another`
        Something.cool.call( this );
    }
};
Another.cool();
Another.greeting; // "Hello World"
Another.count; // 1 (不会和 `Something` 共享状态)

Something.cool.call( this ) 既可以在“构造器”调用中使用（最常见的情况），也可以在方法调用中使用（如这里所示），我们实质上“借用”了 Something.cool() 函数并在 Another 环境下，而非 Something 环境下调用它（通过 this 绑定，见第二章）。结果是，Something.cool() 中进行的赋值被实施到了 Another 对象而非 Something 对象。

那么，这就是说我们将 Something 的行为“混入”了 Another。

虽然这种技术看起来有效利用了 this 再绑定的功能，也就是生硬地调用 Something.cool.call( this )，但是这种调用不能被作为相对（也更灵活的）引用，所以你应当 提高警惕。一般来说，应当尽量避免使用这种结构 以保持代码干净而且易于维护。