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前言

故事是從一次實際需求中開始的。。。

某天，某人向我尋求了一次幫助，要協(xié)助寫一個日期工具類，要求：

• 此類繼承自 Date，擁有Date的所有屬性和對象

• 此類可以自由拓展方法

形象點描述，就是要求可以這樣：

// 假設(shè)最終的類是 MyDate，有一個getTest拓展方法
let date = new MyDate();
// 調(diào)用Date的方法，輸出GMT絕對毫秒數(shù)
console.log(date.getTime());
// 調(diào)用拓展的方法，隨便輸出什么，譬如helloworld!
console.log(date.getTest());

于是，隨手用JS中經(jīng)典的組合寄生法寫了一個繼承，然后，剛準備***收工，一運行，卻出現(xiàn)了以下的情景：

但是的心情是這樣的： 😳囧

以前也沒有遇到過類似的問題，然后自己嘗試著用其它方法，多次嘗試，均無果（不算暴力混合法的情況），其實回過頭來看，是因為思路新奇，憑空想不到，并不是原理上有多難。。。

于是，借助強大的搜素引擎，搜集資料，***，再自己總結(jié)了一番，才有了本文。

正文開始前，各位看官可以先暫停往下讀，嘗試下，在不借助任何網(wǎng)絡(luò)資料的情況下，是否能實現(xiàn)上面的需求？（就以 10分鐘為限吧）

分析問題的關(guān)鍵

借助stackoverflow上的回答。

經(jīng)典的繼承法有何問題

先看看本文最開始時提到的經(jīng)典繼承法實現(xiàn)，如下：

/**
 * 經(jīng)典的js組合寄生繼承
 */
function MyDate() {
    Date.apply(this, arguments);
    this.abc = 1;
}
 function inherits(subClass, superClass) {
    function Inner() {}
    Inner.prototype = superClass.prototype;
    subClass.prototype = new Inner();
    subClass.prototype.constructor = subClass;
}
inherits(MyDate, Date);
MyDate.prototype.getTest = function() {
    return this.getTime();
};
let date = new MyDate();
console.log(date.getTest());

就是這段代碼⬆，這也是JavaScript高程（紅寶書）中推薦的一種，一直用，從未失手，結(jié)果現(xiàn)在馬失前蹄。。。

我們再回顧下它的報錯：

再打印它的原型看看：

怎么看都沒問題，因為按照原型鏈回溯規(guī)則， Date的所有原型方法都可以通過 MyDate對象的原型鏈往上回溯到。再仔細看看，發(fā)現(xiàn)它的關(guān)鍵并不是找不到方法，而是 thisisnotaDateobject.

嗯哼，也就是說，關(guān)鍵是：由于調(diào)用的對象不是Date的實例，所以不允許調(diào)用，就算是自己通過原型繼承的也不行。

為什么無法被繼承？

首先，看看 MDN上的解釋，上面有提到，JavaScript的日期對象只能通過 JavaScriptDate作為構(gòu)造函數(shù)來實例化。

然后再看看stackoverflow上的回答：

有提到， v8引擎底層代碼中有限制，如果調(diào)用對象的 [[Class]]不是 Date，則拋出錯誤。

總的來說，結(jié)合這兩點，可以得出一個結(jié)論：要調(diào)用Date上方法的實例對象必須通過Date構(gòu)造出來，否則不允許調(diào)用Date的方法。

該如何實現(xiàn)繼承？

雖然原因找到了，但是問題仍然要解決啊，真的就沒辦法了么？當然不是，事實上還是有不少實現(xiàn)的方法的。

暴力混合法

首先，說說說下暴力的混合法，它是下面這樣子的：

說到底就是：內(nèi)部生成一個 Date對象，然后此類暴露的方法中，把原有 Date中所有的方法都代理一遍，而且嚴格來說，這根本算不上繼承（都沒有原型鏈回溯）。

ES5黑魔法

然后，再看看ES5中如何實現(xiàn)？

// 需要考慮polyfill情況
Object.setPrototypeOf = Object.setPrototypeOf ||
function(obj, proto) {
    obj.__proto__ = proto;
    return obj;
};
/**
 * 用了點技巧的繼承，實際上返回的是Date對象
 */
function MyDate() {
    // bind屬于Function.prototype，接收的參數(shù)是：object, param1, params2...
    var dateInst = new(Function.prototype.bind.apply(Date, [Date].concat(Array.prototype.slice.call(arguments))))();
   // 更改原型指向，否則無法調(diào)用MyDate原型上的方法
    // ES6方案中，這里就是[[prototype]]這個隱式原型對象，在沒有標準以前就是__proto__
    Object.setPrototypeOf(dateInst, MyDate.prototype);
   dateInst.abc =
1;
   return dateInst;
}
// 原型重新指回Date，否則根本無法算是繼承
Object.setPrototypeOf(MyDate.prototype, Date.prototype);
MyDate.prototype.getTest = function getTest() {
    return this.getTime();
};
let date = new MyDate();
// 正常輸出，譬如1515638988725
console.log(date.getTest());

一眼看上去不知所措？沒關(guān)系，先看下圖來理解：（原型鏈關(guān)系一目了然）

可以看到，用的是非常巧妙的一種做法：

正常繼承的情況如下：

• newMyDate()返回實例對象 date是由 MyDate構(gòu)造的

• 原型鏈回溯是: date(MyDate對象)->date.__proto__->MyDate.prototype->MyDate.prototype.__proto__->Date.prototype

這種做法的繼承的情況如下：

• newMyDate()返回實例對象 date是由 Date構(gòu)造的

• 原型鏈回溯是: date(Date對象)->date.__proto__->MyDate.prototype->MyDate.prototype.__proto__->Date.prototype

可以看出，關(guān)鍵點在于：

• 構(gòu)造函數(shù)里返回了一個真正的 Date對象（由 Date構(gòu)造，所以有這些內(nèi)部類中的關(guān)鍵 [[Class]]標志），所以它有調(diào)用 Date原型上方法的權(quán)利

• 構(gòu)造函數(shù)里的Date對象的 [[ptototype]]（對外，瀏覽器中可通過 __proto__訪問）指向 MyDate.prototype，然后 MyDate.prototype再指向 Date.prototype。

所以最終的實例對象仍然能進行正常的原型鏈回溯，回溯到原本Date的所有原型方法。

這樣通過一個巧妙的欺騙技巧，就實現(xiàn)了***的Date繼承。不過補充一點， MDN上有提到盡量不要修改對象的 [[Prototype]]，因為這樣可能會干涉到瀏覽器本身的優(yōu)化。如果你關(guān)心性能，你就不應(yīng)該在一個對象中修改它的 [[Prototype]]

ES6大法

當然，除了上述的ES5實現(xiàn)，ES6中也可以直接繼承（自帶支持繼承 Date），而且更為簡單：

class MyDate extends Date {
    constructor() {
        super();
        this.abc = 1;
    }
    getTest() {
        return this.getTime();
    }
}
let date = new MyDate();
// 正常輸出，譬如1515638988725
console.log(date.getTest());

對比下ES5中的實現(xiàn)，這個真的是簡單的不行，直接使用ES6的Class語法就行了。而且，也可以正常輸出。

注意：這里的正常輸出環(huán)境是直接用ES6運行，不經(jīng)過babel打包，打包后實質(zhì)上是轉(zhuǎn)化成ES5的，所以效果完全不一樣。

ES6寫法，然后Babel打包

雖然說上述ES6大法是可以直接繼承Date的，但是，考慮到實質(zhì)上大部分的生產(chǎn)環(huán)境是： ES6+Babel

直接這樣用ES6 + Babel是會出問題的。

不信的話，可以自行嘗試下，Babel打包成ES5后代碼大致是這樣的：

然后當信心滿滿的開始用時，會發(fā)現(xiàn)：

對，又出現(xiàn)了這個問題，也許這時候是這樣的⊙?⊙

因為轉(zhuǎn)譯后的ES5源碼中，仍然是通過 MyDate來構(gòu)造，而 MyDate的構(gòu)造中又無法修改屬于 Date內(nèi)部的 [[Class]]之類的私有標志，因此構(gòu)造出的對象仍然不允許調(diào)用 Date方法（調(diào)用時，被引擎底層代碼識別為 [[Class]]標志不符合，不允許調(diào)用，拋出錯誤）。

由此可見，ES6繼承的內(nèi)部實現(xiàn)和Babel打包編譯出來的實現(xiàn)是有區(qū)別的。（雖說Babel的polyfill一般會按照定義的規(guī)范去實現(xiàn)的，但也不要過度迷信）。

幾種繼承的細微區(qū)別

雖然上述提到的三種方法都可以達到繼承 Date的目的-混合法嚴格說不能算繼承，只不過是另類實現(xiàn)。

于是，將所有能打印的主要信息都打印出來，分析幾種繼承的區(qū)別，大致場景是這樣的：

可以參考：（ 請進入調(diào)試模式）https://dailc.github.io/fe-interview/demo/extends_date.html

從上往下， 1,2,3,4四種繼承實現(xiàn)分別是：（排出了混合法）

• ES6的Class大法

• 經(jīng)典組合寄生繼承法

• 本文中的取巧做法，Date構(gòu)造實例，然后更改 __proto__的那種

• ES6的Class大法，Babel打包后的實現(xiàn)（無法正常調(diào)用的） 

~~~~以下是MyDate們的prototype~~~~~~~~~
Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ}
Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ}
Date {getTest: ƒ, constructor: ƒ}
Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ}
 
~~~~以下是new出的對象~~~~~~~~~
Sat Jan 13 2018 21:58:55 GMT+0800 (CST)
MyDate2 {abc: 1}
Sat Jan 13 2018 21:58:55 GMT+0800 (CST)
MyDate {abc: 1}
 
~~~~以下是new出的對象的Object.prototype.toString.call~~~~~~~~~
[object Date]
[object Object]
[object Date]
[object Object]
 
~~~~以下是MyDate們的__proto__~~~~~~~~~
ƒ Date() { [native code] }
ƒ () { [native code] }
ƒ () { [native code] }
ƒ Date() { [native code] }
 
~~~~以下是new出的對象的__proto__~~~~~~~~~
Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ}
Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ}
Date {getTest: ƒ, constructor: ƒ}
Date {constructor: ƒ, getTest: ƒ}
 
~~~~以下是對象的__proto__與MyDate們的prototype比較~~~~~~~~~
true
true
true
true

看出，主要差別有幾點：

1. MyDate們的proto指向不一樣

2. Object.prototype.toString.call的輸出不一樣

3. 對象本質(zhì)不一樣，可以正常調(diào)用的 1,3都是 Date構(gòu)造出的，而其它的則是 MyDate構(gòu)造出的

我們上文中得出的一個結(jié)論是：由于調(diào)用的對象不是由Date構(gòu)造出的實例，所以不允許調(diào)用，就算是自己的原型鏈上有Date.prototype也不行

但是這里有兩個變量：分別是底層構(gòu)造實例的方法不一樣，以及對象的 Object.prototype.toString.call的輸出不一樣（另一個 MyDate.__proto__可以排除，因為原型鏈回溯肯定與它無關(guān)）。

萬一它的判斷是根據(jù) Object.prototype.toString.call來的呢？那這樣結(jié)論不就有誤差了？

于是，根據(jù)ES6中的， Symbol.toStringTag，使用黑魔法，動態(tài)的修改下它，排除下干擾：

// 分別可以給date2，date3設(shè)置
Object.defineProperty(date2, Symbol.toStringTag, {
    get: function() {
        return "Date";
    }
});

然后在打印下看看，變成這樣了：

[object Date]
[object Date]
[object Date]
[object Object]

可以看到，第二個的 MyDate2構(gòu)造出的實例，雖然打印出來是 [objectDate]，但是調(diào)用Date方法仍然是有錯誤。

此時我們可以更加準確一點的確認：由于調(diào)用的對象不是由Date構(gòu)造出的實例，所以不允許調(diào)用。

而且我們可以看到，就算通過黑魔法修改 Object.prototype.toString.call，內(nèi)部的 [[Class]]標識位也是無法修改的。（這塊知識點大概是Object.prototype.toString.call可以輸出內(nèi)部的[[Class]]，但無法改變它，由于不是重點，這里不贅述）。

ES6繼承與ES5繼承的區(qū)別

從上午中的分析可以看到一點：ES6的Class寫法繼承是沒問題的。但是換成ES5寫法就不行了。

所以ES6的繼承大法和ES5肯定是有區(qū)別的，那么究竟是哪里不同呢？（主要是結(jié)合的本文繼承Date來說）

區(qū)別：（以 SubClass， SuperClass， instance為例）

ES5中繼承的實質(zhì)是：（那種經(jīng)典組合寄生繼承法）

• 先由子類（ SubClass）構(gòu)造出實例對象this

• 然后在子類的構(gòu)造函數(shù)中，將父類（ SuperClass）的屬性添加到 this上， SuperClass.apply(this,arguments)

• 子類原型（ SubClass.prototype）指向父類原型（ SuperClass.prototype）

• 所以 instance是子類（ SubClass）構(gòu)造出的（所以沒有父類的 [[Class]]關(guān)鍵標志）

• 所以， instance有 SubClass和 SuperClass的所有實例屬性，以及可以通過原型鏈回溯，獲取 SubClass和 SuperClass原型上的方法

ES6中繼承的實質(zhì)是：

• 先由父類（ SuperClass）構(gòu)造出實例對象this，這也是為什么必須先調(diào)用父類的 super()方法（子類沒有自己的this對象，需先由父類構(gòu)造）

• 然后在子類的構(gòu)造函數(shù)中，修改this（進行加工），譬如讓它指向子類原型（ SubClass.prototype），這一步很關(guān)鍵，否則無法找到子類原型（注，子類構(gòu)造中加工這一步的實際做法是推測出的，從最終效果來推測）

• 然后同樣，子類原型（ SubClass.prototype）指向父類原型（ SuperClass.prototype）

• 所以 instance是父類（ SuperClass）構(gòu)造出的（所以有著父類的 [[Class]]關(guān)鍵標志）

• 所以， instance有 SubClass和 SuperClass的所有實例屬性，以及可以通過原型鏈回溯，獲取 SubClass和 SuperClass原型上的方法

以上⬆就列舉了些重要信息，其它的如靜態(tài)方法的繼承沒有贅述。（靜態(tài)方法繼承實質(zhì)上只需要更改下 SubClass.__proto__到 SuperClass即可）

可以看著這張圖快速理解：

有沒有發(fā)現(xiàn)呢：ES6中的步驟和本文中取巧繼承Date的方法一模一樣，不同的是ES6是語言底層的做法，有它的底層優(yōu)化之處，而本文中的直接修改_proto_容易影響性能。

ES6中在super中構(gòu)建this的好處？

因為ES6中允許我們繼承內(nèi)置的類，如Date，Array，Error等。如果this先被創(chuàng)建出來，在傳給Array等系統(tǒng)內(nèi)置類的構(gòu)造函數(shù)，這些內(nèi)置類的構(gòu)造函數(shù)是不認這個this的。所以需要現(xiàn)在super中構(gòu)建出來，這樣才能有著super中關(guān)鍵的 [[Class]]標志，才能被允許調(diào)用。（否則就算繼承了，也無法調(diào)用這些內(nèi)置類的方法）

構(gòu)造函數(shù)與實例對象

看到這里，不知道是否對上午中頻繁提到的構(gòu)造函數(shù)，實例對象有所混淆與困惑呢？這里稍微描述下。

要弄懂這一點，需要先知道 new一個對象到底發(fā)生了什么？先形象點說：

new MyClass()中，都做了些什么工作

function MyClass() {
    this.abc = 1;
}
 
MyClass.prototype.print = function() {
    console.log('this.abc:' + this.abc);
};
 
let instance = new MyClass();

譬如，上述就是一個標準的實例對象生成，都發(fā)生了什么呢？

步驟簡述如下：（參考MDN，還有部分關(guān)于底層的描述略去-如[[Class]]標識位等）

1. 構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部，創(chuàng)建一個新的對象，它繼承自 MyClass.prototype， letinstance=Object.create(MyClass.prototype);

2. 使用指定的參數(shù)調(diào)用構(gòu)造函數(shù) MyClass，并將 this綁定到新創(chuàng)建的對象， MyClass.call(instance);，執(zhí)行后擁有所有實例屬性

3. 如果構(gòu)造函數(shù)返回了一個“對象”，那么這個對象會取代整個 new出來的結(jié)果。如果構(gòu)造函數(shù)沒有返回對象，那么new出來的結(jié)果為步驟1創(chuàng)建的對象。 （一般情況下構(gòu)造函數(shù)不返回任何值，不過用戶如果想覆蓋這個返回值，可以自己選擇返回一個普通對象來覆蓋。當然，返回數(shù)組也會覆蓋，因為數(shù)組也是對象。）

結(jié)合上述的描述，大概可以還原成以下代碼（簡單還原，不考慮各種其它邏輯）：

let instance = Object.create(MyClass.prototype);
let innerConstructReturn = MyClass.call(instance);
let innerConstructReturnIsObj = typeof innerConstructReturn === 'object' || typeof innerConstructReturn === 'function';
 
return innerConstructReturnIsObj ? innerConstructReturn : instance;

注意⚠️：普通的函數(shù)構(gòu)建，可以簡單的認為就是上述步驟。實際上對于一些內(nèi)置類（如Date等），并沒有這么簡單，還有一些自己的隱藏邏輯，譬如 [[Class]]標識位等一些重要私有屬性。譬如可以在MDN上看到，以常規(guī)函數(shù)調(diào)用Date（即不加 new 操作符）將會返回一個字符串，而不是一個日期對象，如果這樣模擬的話會無效。

覺得看起來比較繁瑣？可以看下圖梳理：

那現(xiàn)在再回頭看看。

什么是構(gòu)造函數(shù)？

如上述中的 MyClass就是一個構(gòu)造函數(shù)，在內(nèi)部它構(gòu)造出了 instance對象。

什么是實例對象？

instance就是一個實例對象，它是通過 new出來的？

實例與構(gòu)造的關(guān)系

有時候淺顯點，可以認為構(gòu)造函數(shù)是xxx就是xxx的實例。即：

let instance = new MyClass();

此時我們就可以認為 instance是 MyClass的實例，因為它的構(gòu)造函數(shù)就是它。

實例就一定是由對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造出的么？

不一定，我們那ES5黑魔法來做示例。

function MyDate() {
    // bind屬于Function.prototype，接收的參數(shù)是：object, param1, params2...
    var dateInst = new(Function.prototype.bind.apply(Date, [Date].concat(Array.prototype.slice.call(arguments))))();
   // 更改原型指向，否則無法調(diào)用MyDate原型上的方法
    // ES6方案中，這里就是[[prototype]]這個隱式原型對象，在沒有標準以前就是__proto__
    Object.setPrototypeOf(dateInst, MyDate.prototype);
   dateInst.abc =
1;
   return dateInst;
}

我們可以看到 instance的最終指向的原型是 MyDate.prototype，而 MyDate.prototype的構(gòu)造函數(shù)是 MyDate，因此可以認為 instance是 MyDate的實例。

但是，實際上， instance卻是由 Date構(gòu)造的，我們可以繼續(xù)用 ES6中的 new.target來驗證。

注意⚠️：關(guān)于 new.target， MDN中的定義是：new.target返回一個指向構(gòu)造方法或函數(shù)的引用。

嗯哼，也就是說，返回的是構(gòu)造函數(shù)。

我們可以在相應(yīng)的構(gòu)造中測試打印：

class MyDate extends Date {
    constructor() {
        super();
        this.abc = 1;
        console.log('~~~new.target.name:MyDate~~~~');
        console.log(new.target.name);
    }
}
// new操作時的打印結(jié)果是：
// ~~~new.target.name:MyDate~~~~
// MyDate

然后，可以在上面的示例中看到，就算是ES6的Class繼承， MyDate構(gòu)造中打印 new.target也顯示 MyDate，但實際上它是由 Date來構(gòu)造（有著 Date關(guān)鍵的 [[Class]]標志，因為如果不是Date構(gòu)造（如沒有標志）是無法調(diào)用Date的方法的）。

這也算是一次小小的勘誤吧。

所以，實際上用 new.target是無法判斷實例對象到底是由哪一個構(gòu)造構(gòu)造的（這里指的是判斷底層真正的 [[Class]]標志來源的構(gòu)造）。

再回到結(jié)論：實例對象不一定就是由它的原型上的構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造的，有可能構(gòu)造函數(shù)內(nèi)部有著寄生等邏輯，偷偷的用另一個函數(shù)來構(gòu)造了下，當然，簡單情況下，我們直接說實例對象由對應(yīng)構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造也沒錯（不過，在涉及到這種Date之類的分析時，我們還是得明白）。

[[Class]]與Internal slot

這一部分為補充內(nèi)容。

前文中一直提到一個概念：Date內(nèi)部的 [[Class]]標識。

其實，嚴格來說，不能這樣泛而稱之（前文中只是用這個概念是為了降低復雜度，便于理解），它可以分為以下兩部分：

在ES5中，每種內(nèi)置對象都定義了 [[Class]] 內(nèi)部屬性的值，[[Class]] 內(nèi)部屬性的值用于內(nèi)部區(qū)分對象的種類

• Object.prototype.toString訪問的就是這個[[Class]]

• 規(guī)范中除了通過 Object.prototype.toString，沒有提供任何手段使程序訪問此值。

• 而且Object.prototype.toString輸出無法被修改

而在ES5中，之前的 [[Class]] 不再使用，取而代之的是一系列的 internalslot

• Internal slot 對應(yīng)于與對象相關(guān)聯(lián)并由各種ECMAScript規(guī)范算法使用的內(nèi)部狀態(tài)，它們沒有對象屬性，也不能被繼承

• 根據(jù)具體的 Internal slot 規(guī)范，這種狀態(tài)可以由任何ECMAScript語言類型或特定ECMAScript規(guī)范類型值的值組成

• 通過 Object.prototype.toString，仍然可以輸出Internal slot值

• 簡單點理解（簡化理解），Object.prototype.toString的流程是：如果是基本數(shù)據(jù)類型（除去Object以外的幾大類型），則返回原本的slot，如果是Object類型（包括內(nèi)置對象以及自己寫的對象），則調(diào)用 Symbol.toStringTag。 Symbol.toStringTag方法的默認實現(xiàn)就是返回對象的Internal slot，這個方法可以被重寫

這兩點是有所差異的，需要區(qū)分（不過簡單點可以統(tǒng)一理解為內(nèi)置對象內(nèi)部都有一個特殊標識，用來區(qū)分對應(yīng)類型-不符合類型就不給調(diào)用）。

JS內(nèi)置對象是這些：

"Arguments", "Array", "Boolean", "Date", "Error", "Function", "JSON", "Math", "Number", "Object", "RegExp", "String"

ES6新增的一些，這里未提到：（如Promise對象可以輸出 [objectPromise]），而前文中提到的：

Object.defineProperty(date, Symbol.toStringTag, {
    get: function() {
        return "Date";
    }
});

它的作用是重寫Symbol.toStringTag，截取date（雖然是內(nèi)置對象，但是仍然屬于Object）的 Object.prototype.toString的輸出，讓這個對象輸出自己修改后的 [objectDate]。

但是，僅僅是做到輸出的時候變成了Date，實際上內(nèi)部的 internalslot值并沒有被改變，因此仍然不被認為是Date。

如何快速判斷是否繼承？

其實，在判斷繼承時，沒有那么多的技巧，就只有關(guān)鍵的一點： [[prototype]]（ __ptoto__）的指向關(guān)系。

譬如：

console.log(instance instanceof SubClass);
console.log(instance instanceof SuperClass);

實質(zhì)上就是：

• SubClass.prototype是否出現(xiàn)在 instance的原型鏈上

• SuperClass.prototype是否出現(xiàn)在 instance的原型鏈上

然后，對照本文中列舉的一些圖，一目了然就可以看清關(guān)系。有時候，完全沒有必要弄的太復雜。

寫在***的話

由于繼承的介紹在網(wǎng)上已經(jīng)多不勝數(shù)，因此本文沒有再重復描述，而是由一道Date繼承題引發(fā)，展開（關(guān)鍵就是原型鏈）。

不知道看到這里，各位看官是否都已經(jīng)弄懂了JS中的繼承呢？

另外，遇到問題時，多想一想，有時候你會發(fā)現(xiàn)，其實你知道的并不是那么多，然后再想一想，又會發(fā)現(xiàn)其實并沒有這么復雜。。。

原文鏈接：http://www.dailichun.com/2018/01/15/howtoextenddate.html