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[JavaScript/JQuery] js温故而知新7(面向对象编程)——学习廖雪峰的js教程

发表于 2017-5-19 12:00:01

JavaScript不区分类和实例的概念,而是通过原型(prototype)来实现面向对象编程。

原型是指当我们想要创建xiaoming这个具体的学生时,我们并没有一个Student类型可用。那怎么办?恰好有这么一个现成的对象:

  1. var robot = {
  2. name: 'Robot',
  3. height: 1.6,
  4. run: function () {
  5. console.log(this.name + ' is running...');
  6. }
  7. };
复制代码

我们看这个robot对象有名字,有身高,还会跑,有点像小明,干脆就根据它来“创建”小明得了!

于是我们把它改名为Student,然后创建出xiaoming:

  1. var Student = {
  2. name: 'Robot',
  3. height: 1.2,
  4. run: function () {
  5. console.log(this.name + ' is running...');
  6. }
  7. };
  8. var xiaoming = {
  9. name: '小明'
  10. };
  11. xiaoming.__proto__ = Student;
复制代码

注意最后一行代码把xiaoming的原型指向了对象Student,看上去xiaoming仿佛是从Student继承下来的:

  1. xiaoming.name; // '小明'
  2. xiaoming.run(); // 小明 is running...
复制代码

xiaoming有自己的name属性,但并没有定义run()方法。不过,由于小明是从Student继承而来,只要Student有run()方法,xiaoming也可以调用:

JavaScript的原型链和Java的Class区别就在,它没有“Class”的概念所有对象都是实例,所谓继承关系不过是把一个对象的原型指向另一个对象而已

如果你把xiaoming的原型指向其他对象:

  1. var Bird = {
  2. fly: function () {
  3. console.log(this.name + ' is flying...');
  4. }
  5. };
  6. xiaoming.__proto__ = Bird;
复制代码

现在xiaoming已经无法run()了,他已经变成了一只鸟:

  1. xiaoming.fly(); // 小明 is flying...
复制代码

在JavaScrip代码运行时期,你可以把xiaoming从Student变成Bird,或者变成任何对象。

请注意,上述代码仅用于演示目的。在编写JavaScript代码时,不要直接用obj.__proto__去改变一个对象的原型,并且,低版本的IE也无法使用__proto__。Object.create()方法可以传入一个原型对象,并创建一个基于该原型的新对象,但是新对象什么属性都没有,因此,我们可以编写一个函数来创建xiaoming:

  1. // 原型对象:
  2. var Student = {
  3. name: 'Robot',
  4. height: 1.2,
  5. run: function () {
  6. console.log(this.name + ' is running...');
  7. }
  8. };
  9. function createStudent(name) {
  10. // 基于Student原型创建一个新对象:
  11. var s = Object.create(Student);
  12. // 初始化新对象:
  13. s.name = name;
  14. return s;
  15. }
  16. var xiaoming = createStudent('小明');
  17. xiaoming.run(); // 小明 is running...
  18. xiaoming.__proto__ === Student; // true
复制代码
创建对象

JavaScript对每个创建的对象都会设置一个原型,指向它的原型对象

当我们用obj.xxx访问一个对象的属性时,JavaScript引擎先在当前对象上查找该属性,如果没有找到,就到其原型对象上找,如果还没有找到,就一直上溯到Object.prototype对象,最后,如果还没有找到,就只能返回undefined。

例如,创建一个Array对象:

  1. var arr = [1, 2, 3];
复制代码

其原型链是:

  1. arr ----> Array.prototype ----> Object.prototype ----> null
复制代码

Array.prototype定义了indexOf()、shift()等方法,因此你可以在所有的Array对象上直接调用这些方法。

当我们创建一个函数时:

  1. function foo() {
  2. return 0;
  3. }
复制代码

函数也是一个对象,它的原型链是:

  1. foo ----> Function.prototype ----> Object.prototype ----> null
复制代码

由于Function.prototype定义了apply()等方法,因此,所有函数都可以调用apply()方法。

很容易想到,如果原型链很长,那么访问一个对象的属性就会因为花更多的时间查找而变得更慢,因此要注意不要把原型链搞得太长。

构造函数

除了直接用{ ... }创建一个对象外,JavaScript还可以用一种构造函数的方法来创建对象。它的用法是,先定义一个构造函数:

  1. function Student(name) {
  2. this.name = name;
  3. this.hello = function () {
  4. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  5. }
  6. }
复制代码

这确实是一个普通函数,但是在JavaScript中,可以用关键字new来调用这个函数,并返回一个对象:

  1. var xiaoming = new Student('小明');
  2. xiaoming.name; // '小明'
  3. xiaoming.hello(); // Hello, 小明!
复制代码

注意,如果不写new,这就是一个普通函数,它返回undefined。但是,如果写了new,它就变成了一个构造函数,它绑定的this指向新创建的对象,并默认返回this,也就是说,不需要在最后写return this;。

新创建的xiaoming的原型链是:

  1. xiaoming ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
复制代码

也就是说,xiaoming的原型指向函数Student的原型。如果你又创建了xiaohong、xiaojun,那么这些对象的原型与xiaoming是一样的:

  1. xiaoming ↘
  2. xiaohong -→ Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
  3. xiaojun ↗
复制代码

用new Student()创建的对象还从原型上获得了一个constructor属性,它指向函数Student本身:

  1. xiaoming.constructor === Student.prototype.constructor; // true
  2. Student.prototype.constructor === Student; // true
  3. Object.getPrototypeOf(xiaoming) === Student.prototype; // true
  4. xiaoming instanceof Student; // true
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看晕了吧?用一张图来表示这些乱七八糟的关系就是:

红色箭头是原型链。注意,Student.prototype指向的对象就是xiaoming、xiaohong的原型对象,这个原型对象自己还有个属性constructor,指向Student函数本身。
另外,函数Student恰好有个属性prototype指向xiaoming、xiaohong的原型对象,但是xiaoming、xiaohong这些对象可没有prototype这个属性,不过可以用__proto__这个非标准用法来查看。

现在我们就认为xiaoming、xiaohong这些对象“继承”自Student。

不过还有一个小问题,注意观察:

  1. xiaoming.name; // '小明'
  2. xiaohong.name; // '小红'
  3. xiaoming.hello; // function: Student.hello()
  4. xiaohong.hello; // function: Student.hello()
  5. xiaoming.hello === xiaohong.hello; // false
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xiaoming和xiaohong各自的name不同,这是对的,否则我们无法区分谁是谁了。

xiaoming和xiaohong各自的hello是一个函数,但它们是两个不同的函数,虽然函数名称和代码都是相同的!

如果我们通过new Student()创建了很多对象,这些对象的hello函数实际上只需要共享同一个函数就可以了,这样可以节省很多内存。

要让创建的对象共享一个hello函数,根据对象的属性查找原则,我们只要把hello函数移动到xiaoming、xiaohong这些对象共同的原型上就可以了,也就是Student.prototype:

修改代码如下:

  1. function Student(name) {
  2. this.name = name;
  3. }
  4. Student.prototype.hello = function () {
  5. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  6. };
复制代码

用new创建基于原型的JavaScript的对象就是这么简单!

忘记写new怎么办

如果一个函数被定义为用于创建对象的构造函数,但是调用时忘记了写new怎么办?

在strict模式下,this.name =name将报错,因为this绑定为undefined,在非strict模式下,this.name =name不报错,因为this绑定为window,于是无意间创建了全局变量name,并且返回undefined,这个结果更糟糕。

所以,调用构造函数千万不要忘记写new。为了区分普通函数和构造函数,按照约定,构造函数首字母应当大写,而普通函数首字母应当小写,这样,一些语法检查工具如jslint将可以帮你检测到漏写的new。
最后,我们还可以编写一个createStudent()函数,在内部封装所有的new操作。一个常用的编程模式像这样:

  1. function Student(props) {
  2. this.name = props.name || '匿名'; // 默认值为'匿名'
  3. this.grade = props.grade || 1; // 默认值为1
  4. }
  5. Student.prototype.hello = function () {
  6. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  7. };
  8. function createStudent(props) {
  9. return new Student(props || {})
  10. }
复制代码

这个createStudent()函数有几个巨大的优点:一是不需要new来调用,二是参数非常灵活,可以不传,也可以这么传

  1. var xiaoming = createStudent({
  2. name: '小明'
  3. });
  4. xiaoming.grade; // 1
复制代码

如果创建的对象有很多属性,我们只需要传递需要的某些属性,剩下的属性可以用默认值。由于参数是一个Object,我们无需记忆参数的顺序。如果恰好从JSON拿到了一个对象,就可以直接创建出xiaoming。

原型继承

先回顾Student构造函数:

  1. function Student(props) {
  2. this.name = props.name || 'Unnamed';
  3. }
  4. Student.prototype.hello = function () {
  5. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  6. }
复制代码

现在,我们要基于Student扩展出PrimaryStudent,可以先定义出PrimaryStudent:

  1. function PrimaryStudent(props) {
  2. // 调用Student构造函数,绑定this变量:
  3. Student.call(this, props);
  4. this.grade = props.grade || 1;
  5. }
复制代码

但是,调用了Student构造函数不等于继承了Student,PrimaryStudent创建的对象的原型是:

  1. new PrimaryStudent() ----> PrimaryStudent.prototype ----> Object.prototype ----> null
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必须想办法把原型链修改为:

  1. new PrimaryStudent() ----> PrimaryStudent.prototype ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
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这样,原型链对了,继承关系就对了。新的基于PrimaryStudent创建的对象不但能调用PrimaryStudent.prototype定义的方法,也可以调用Student.prototype定义的方法。

如果你想用最简单粗暴的方法这么干:

PrimaryStudent.prototype = Student.prototype;

是不行的!如果这样的话,PrimaryStudent和Student共享一个原型对象,那还要定义PrimaryStudent干啥?
我们必须借助一个中间对象来实现正确的原型链,这个中间对象的原型要指向Student.prototype。为了实现这一点,参考道爷(就是发明JSON的那个道格拉斯)的代码,中间对象可以用一个空函数F来实现:

  1. // PrimaryStudent构造函数:
  2. function PrimaryStudent(props) {
  3. Student.call(this, props);
  4. this.grade = props.grade || 1;
  5. }
  6. // 空函数F:
  7. function F() {
  8. }
  9. // 把F的原型指向Student.prototype:
  10. F.prototype = Student.prototype;
  11. // 把PrimaryStudent的原型指向一个新的F对象,F对象的原型正好指向Student.prototype:
  12. PrimaryStudent.prototype = new F();
  13. // 把PrimaryStudent原型的构造函数修复为PrimaryStudent:
  14. PrimaryStudent.prototype.constructor = PrimaryStudent;
  15. // 继续在PrimaryStudent原型(就是new F()对象)上定义方法:
  16. PrimaryStudent.prototype.getGrade = function () {
  17. return this.grade;
  18. };
  19. // 创建xiaoming:
  20. var xiaoming = new PrimaryStudent({
  21. name: '小明',
  22. grade: 2
  23. });
  24. xiaoming.name; // '小明'
  25. xiaoming.grade; // 2
  26. // 验证原型:
  27. xiaoming.__proto__ === PrimaryStudent.prototype; // true
  28. xiaoming.__proto__.__proto__ === Student.prototype; // true
  29. // 验证继承关系:
  30. xiaoming instanceof PrimaryStudent; // true
  31. xiaoming instanceof Student; // true
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instanceof

instanceof 用于判断一个变量是否是某个对象的实例,如 var a=new Array();alert(a instanceof Array); 会返回 true,同时 alert(a instanceof Object) 也会返回 true;这是因为 Array 是 object 的子类。再如:function test(){};var a=new test();alert(a instanceof test) 会返回true.

谈到 instanceof 我们要多插入一个问题,就是 function 的 arguments,我们大家也许都认为 arguments 是一个 Array,但如果使用 instaceof 去测试会发现 arguments 不是一个 Array 对象,尽管看起来很像。

另外:

测试 var a=new Array();if (a instanceof Object) alert('Y');else alert('N');

得'Y’.

但 if (window instanceof Object) alert('Y');else alert('N');

得'N'.

所以,这里的 instanceof 测试的 object 是指 js 语法中的 object,不是指 dom 模型对象。

使用 typeof 会有些区别.

alert(typeof(window)) 会得 object.

注意,函数F仅用于桥接,我们仅创建了一个new F()实例,而且,没有改变原有的Student定义的原型链。

如果把继承这个动作用一个inherits()函数封装起来,还可以隐藏F的定义,并简化代码:

  1. function inherits(Child, Parent) {
  2. var F = function () {};
  3. F.prototype = Parent.prototype;
  4. Child.prototype = new F();
  5. Child.prototype.constructor = Child;
  6. }
  7. function Student(props) {
  8. this.name = props.name || 'Unnamed';
  9. }
  10. Student.prototype.hello = function () {
  11. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  12. }
  13. function PrimaryStudent(props) {
  14. Student.call(this, props);
  15. this.grade = props.grade || 1;
  16. }
  17. // 实现原型继承链:
  18. inherits(PrimaryStudent, Student);
  19. // 绑定其他方法到PrimaryStudent原型:
  20. PrimaryStudent.prototype.getGrade = function () {
  21. return this.grade;
  22. };
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小结

JavaScript的原型继承实现方式就是:

定义新的构造函数,并在内部用call()调用希望“继承”的构造函数,并绑定this;
借助中间函数F实现原型链继承,最好通过封装的inherits函数完成;
继续在新的构造函数的原型上定义新方法。

class继承

在上面的章节中我们看到了JavaScript的对象模型是基于原型实现的,特点是简单,缺点是理解起来比传统的类-实例模型要困难,最大的缺点是继承的实现需要编写大量代码,并且需要正确实现原型链。
有没有更简单的写法?有!

新的关键字class从ES6开始正式被引入到JavaScript中。class的目的就是让定义类更简单。

我们先回顾用函数实现Student的方法:

  1. function Student(name) {
  2. this.name = name;
  3. }
  4. Student.prototype.hello = function () {
  5. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  6. }
复制代码

如果用新的class关键字来编写Student,可以这样写:

  1. class Student {
  2. constructor(name) {
  3. this.name = name;
  4. }
  5. hello() {
  6. alert('Hello, ' + this.name + '!');
  7. }
  8. }
复制代码

比较一下就可以发现,class的定义包含了构造函数constructor和定义在原型对象上的函数hello()(注意没有function关键字),这样就避免了Student.prototype.hello = function () {...}这样分散的代码。

最后,创建一个Student对象代码和前面章节完全一样:

  1. var xiaoming = new Student('小明');
  2. xiaoming.hello();
复制代码

class继承

用class定义对象的另一个巨大的好处是继承更方便了。想一想我们从Student派生一个PrimaryStudent需要编写的代码量。现在,原型继承的中间对象,原型对象的构造函数等等都不需要考虑了,直接通过extends来实现:

  1. class PrimaryStudent extends Student {
  2. constructor(name, grade) {
  3. super(name); // 记得用super调用父类的构造方法!
  4. this.grade = grade;
  5. }
  6. myGrade() {
  7. alert('I am at grade ' + this.grade);
  8. }
  9. }
复制代码

注意PrimaryStudent的定义也是class关键字实现的,而extends则表示原型链对象来自Student。子类的构造函数可能会与父类不太相同,例如,PrimaryStudent需要name和grade两个参数,并且需要通过super(name)来调用父类的构造函数,否则父类的name属性无法正常初始化。

PrimaryStudent已经自动获得了父类Student的hello方法,我们又在子类中定义了新的myGrade方法。

ES6引入的class和原有的JavaScript原型继承有什么区别呢?实际上它们没有任何区别,class的作用就是让JavaScript引擎去实现原来需要我们自己编写的原型链代码。简而言之,用class的好处就是极大地简化了原型链代码。

你一定会问,class这么好用,能不能现在就用上?

现在用还早了点,因为不是所有的主流浏览器都支持ES6的class。如果一定要现在就用上,就需要一个工具把class代码转换为传统的prototype代码,可以试试Babel这个工具。



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