Javascript是一個類C的語言,他的面向對象的東西相對於C++/Java比較奇怪,可是其的確至關的強大,在 Todd 同窗的「對象的消息模型」一文中咱們已經能夠看到一些端倪了。這兩天有個前同事總在問我Javascript面向對象的東西,因此,索性寫篇文章讓他看去吧,這裏這篇文章主要想從一個總體的角度來講明一下Javascript的面向對象的編程。(成文比較倉促,應該有不許確或是有誤的地方,請你們批評指正)javascript
另,這篇文章主要基於 ECMAScript 5, 旨在介紹新技術。關於兼容性的東西,請看最後一節。html
咱們知道Javascript中的變量定義基本以下:java
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若是要用對象來寫的話,就是下面這個樣子:linux
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var
chenhao = {
name :
'Chen Hao'
,
email :
'haoel(@)hotmail.com'
,
};
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因而,我就能夠這樣訪問:git
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//以成員的方式
chenhao.name;
chenhao.email;
chenhao.website;
//以hash map的方式
chenhao[
"name"
];
chenhao[
"email"
];
chenhao[
"website"
];
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關於函數,咱們知道Javascript的函數是這樣的:github
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var
doSomething =
function
(){
alert(
'Hello World.'
);
};
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因而,咱們能夠這麼幹:web
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var
sayHello =
function
(){
var
hello =
"Hello, I'm "
+
this
.name
+
", my email is: "
+
this
.email
+
", my website is: "
+
this
.website;
alert(hello);
};
//直接賦值,這裏很像C/C++的函數指針
chenhao.Hello = sayHello;
chenhao.Hello();
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相信這些東西都比較簡單,你們都明白了。 能夠看到javascript對象函數是直接聲明,直接賦值,直接就用了。runtime的動態語言。shell
還有一種比較規範的寫法是:編程
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//咱們能夠看到, 其用function來作class。
var
Person =
function
(name, email, website){
this
.name = name;
this
.email = email;
this
.website = website;
this
.sayHello =
function
(){
var
hello =
"Hello, I'm "
+
this
.name +
", \n"
+
"my email is: "
+
this
.email +
", \n"
+
"my website is: "
+
this
.website;
alert(hello);
};
};
var
chenhao =
new
Person(
"Chen Hao"
,
"haoel@hotmail.com"
,
chenhao.sayHello();
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順便說一下,要刪除對象的屬性,很簡單:數組
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delete
chenhao[
'email'
]
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上面的這些例子,咱們能夠看到這樣幾點:
先看下面的代碼:
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//建立對象
var
chenhao = Object.create(
null
);
//設置一個屬性
Object.defineProperty( chenhao,
'name'
, { value:
'Chen Hao'
,
writable:
true
,
configurable:
true
,
enumerable:
true
});
//設置多個屬性
Object.defineProperties( chenhao,
{
'email'
: { value:
'haoel@hotmail.com'
,
writable:
true
,
configurable:
true
,
enumerable:
true
},
writable:
true
,
configurable:
true
,
enumerable:
true
}
}
);
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下面就說說這些屬性配置是什麼意思。
關於get/set訪問器,它的意思就是用get/set來取代value(其不能和value一塊兒使用),示例以下:
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var
age = 0;
Object.defineProperty( chenhao,
'age'
, {
get:
function
() {
return
age+1;},
set:
function
(value) {age = value;}
enumerable :
true
,
configurable :
true
}
);
chenhao.age = 100;
//調用set
alert(chenhao.age);
//調用get 輸出101(get中+1了);
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咱們再看一個更爲實用的例子——利用已有的屬性(age)經過get和set構造新的屬性(birth_year):
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Object.defineProperty( chenhao,
'birth_year'
,
{
get:
function
() {
var
d =
new
Date();
var
y = d.getFullYear();
return
( y -
this
.age );
},
set:
function
(year) {
var
d =
new
Date();
var
y = d.getFullYear();
this
.age = y - year;
}
}
);
alert(chenhao.birth_year);
chenhao.birth_year = 2000;
alert(chenhao.age);
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這樣作好像有點麻煩,你說,我爲何不寫成下面這個樣子:
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var
chenhao = {
name:
"Chen Hao"
,
email:
"haoel@hotmail.com"
,
age: 100,
get birth_year() {
var
d =
new
Date();
var
y = d.getFullYear();
return
( y -
this
.age );
},
set birth_year(year) {
var
d =
new
Date();
var
y = d.getFullYear();
this
.age = y - year;
}
};
alert(chenhao.birth_year);
chenhao.birth_year = 2000;
alert(chenhao.age);
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是的,你的確能夠這樣的,不過經過defineProperty()你能夠幹這些事:
1)設置如 writable,configurable,enumerable 等這類的屬性配置。
2)動態地爲一個對象加屬性。好比:一些HTML的DOM對像。
若是查看並管理對象的這些配置,下面有個程序能夠輸出對象的屬性和配置等東西:
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//列出對象的屬性.
function
listProperties(obj)
{
var
newLine =
"<br />"
;
var
names = Object.getOwnPropertyNames(obj);
for
(
var
i = 0; i < names.length; i++) {
var
prop = names[i];
document.write(prop + newLine);
// 列出對象的屬性配置(descriptor)動用getOwnPropertyDescriptor函數。
var
descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, prop);
for
(
var
attr
in
descriptor) {
document.write(
"..."
+ attr +
': '
+ descriptor[attr]);
document.write(newLine);
}
document.write(newLine);
}
}
listProperties(chenhao);
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關於Javascript的this指針,和C++/Java很相似。 咱們來看個示例:(這個示例很簡單了,我就很少說了)
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function
print(text){
document.write(
this
.value +
' - '
+ text+
'<br>'
);
}
var
a = {value: 10, print : print};
var
b = {value: 20, print : print};
print(
'hello'
);
// this => global, output "undefined - hello"
a.print(
'a'
);
// this => a, output "10 - a"
b.print(
'b'
);
// this => b, output "20 - b"
a[
'print'
](
'a'
);
// this => a, output "10 - a"
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咱們再來看看call 和 apply,這兩個函數的差異就是參數的樣子不同,另外一個就是性能不同,apply的性能要差不少。(關於性能,可到 JSPerf 上去跑跑看看)
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print.call(a,
'a'
);
// this => a, output "10 - a"
print.call(b,
'b'
);
// this => b, output "20 - b"
print.apply(a, [
'a'
]);
// this => a, output "10 - a"
print.apply(b, [
'b'
]);
// this => b, output "20 - b"
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可是在bind後,this指針,可能會有不同,可是由於Javascript是動態的。以下面的示例
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var
p = print.bind(a);
p(
'a'
);
// this => a, output "10 - a"
p.call(b,
'b'
);
// this => a, output "10 - b"
p.apply(b, [
'b'
]);
// this => a, output "10 - b"
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經過上面的那些示例,咱們能夠經過Object.create()來實際繼承,請看下面的代碼,Student繼承於Object。
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var
Person = Object.create(
null
);
Object.defineProperties
(
Person,
{
'name'
: { value:
'Chen Hao'
},
'email'
: { value :
'haoel@hotmail.com'
},
}
);
Person.sayHello =
function
() {
var
hello =
"<p>Hello, I am "
+
this
.name +
", <br>"
+
"my email is: "
+
this
.email +
", <br>"
+
"my website is: "
+
this
.website;
document.write(hello +
"<br>"
);
}
var
Student = Object.create(Person);
Student.no =
"1234567"
;
//學號
Student.dept =
"Computer Science"
;
//系
//使用Person的屬性
document.write(Student.name +
' '
+ Student.email +
' '
+ Student.website +
'<br>'
);
//使用Person的方法
Student.sayHello();
//重載SayHello方法
Student.sayHello =
function
(person) {
var
hello =
"<p>Hello, I am "
+
this
.name +
", <br>"
+
"my email is: "
+
this
.email +
", <br>"
+
"my website is: "
+
this
.website +
", <br>"
+
"my student no is: "
+
this
. no +
", <br>"
+
"my departent is: "
+
this
. dept;
document.write(hello +
'<br>'
);
}
//再次調用
Student.sayHello();
//查看Student的屬性(只有 no 、 dept 和 重載了的sayHello)
document.write(
'<p>'
+ Object.keys(Student) +
'<br>'
);
|
通用上面這個示例,咱們能夠看到,Person裏的屬性並無被真正複製到了Student中來,可是咱們能夠去存取。這是由於Javascript用委託實現了這一機制。其實,這就是Prototype,Person是Student的Prototype。
當咱們的代碼須要一個屬性的時候,Javascript的引擎會先看當前的這個對象中是否有這個屬性,若是沒有的話,就會查找他的Prototype對象是否有這個屬性,一直繼續下去,直到找到或是直到沒有Prototype對象。
爲了證實這個事,咱們可使用Object.getPrototypeOf()來檢驗一下:
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Student.name =
'aaa'
;
//輸出 aaa
document.write(
'<p>'
+ Student.name +
'</p>'
);
//輸出 Chen Hao
document.write(
'<p>'
+Object.getPrototypeOf(Student).name +
'</p>'
);
|
因而,你還能夠在子對象的函數裏調用父對象的函數,就好像C++裏的 Base::func() 同樣。因而,咱們重載hello的方法就可使用父類的代碼了,以下所示:
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//新版的重載SayHello方法
Student.sayHello =
function
(person) {
Object.getPrototypeOf(
this
).sayHello.call(
this
);
var
hello =
"my student no is: "
+
this
. no +
", <br>"
+
"my departent is: "
+
this
. dept;
document.write(hello +
'<br>'
);
}
|
這個很強大吧。
上面的那個東西還不能知足咱們的要求,咱們可能但願這些對象能真正的組合起來。爲何要組合?由於咱們都知道是這是OO設計的最重要的東西。不過,這對於Javascript來並無支持得特別好,很差咱們依然能夠搞定個事。
首先,咱們須要定義一個Composition的函數:(target是做用因而對象,source是源對象),下面這個代碼仍是很簡單的,就是把source裏的屬性一個一個拿出來而後定義到target中。
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function
Composition(target, source)
{
var
desc = Object.getOwnPropertyDescriptor;
var
prop = Object.getOwnPropertyNames;
var
def_prop = Object.defineProperty;
prop(source).forEach(
function
(key) {
def_prop(target, key, desc(source, key))
}
)
return
target;
}
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有了這個函數之後,咱們就能夠這來玩了:
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//藝術家
var
Artist = Object.create(
null
);
Artist.sing =
function
() {
return
this
.name +
' starts singing...'
;
}
Artist.paint =
function
() {
return
this
.name +
' starts painting...'
;
}
//運動員
var
Sporter = Object.create(
null
);
Sporter.run =
function
() {
return
this
.name +
' starts running...'
;
}
Sporter.swim =
function
() {
return
this
.name +
' starts swimming...'
;
}
Composition(Person, Artist);
document.write(Person.sing() +
'<br>'
);
document.write(Person.paint() +
'<br>'
);
Composition(Person, Sporter);
document.write(Person.run() +
'<br>'
);
document.write(Person.swim() +
'<br>'
);
//看看 Person中有什麼?(輸出:sayHello,sing,paint,swim,run)
document.write(
'<p>'
+ Object.keys(Person) +
'<br>'
);
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咱們先來講說Prototype。咱們先看下面的例程,這個例程不須要解釋吧,很像C語言裏的函數指針,在C語言裏這樣的東西見得多了。
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var
plus =
function
(x,y){
document.write( x +
' + '
+ y +
' = '
+ (x+y) +
'<br>'
);
return
x + y;
};
var
minus =
function
(x,y){
document.write(x +
' - '
+ y +
' = '
+ (x-y) +
'<br>'
);
return
x - y;
};
var
operations = {
'+'
: plus,
'-'
: minus
};
var
calculate =
function
(x, y, operation){
return
operations[operation](x, y);
};
calculate(12, 4,
'+'
);
calculate(24, 3,
'-'
);
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那麼,咱們能不能把這些東西封裝起來呢,咱們須要使用prototype。看下面的示例:
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var
Cal =
function
(x, y){
this
.x = x;
this
.y = y;
}
Cal.prototype.operations = {
'+'
:
function
(x, y) {
return
x+y;},
'-'
:
function
(x, y) {
return
x-y;}
};
Cal.prototype.calculate =
function
(operation){
return
this
.operations[operation](
this
.x,
this
.y);
};
var
c =
new
Cal(4, 5);
c.calculate(
'+'
);
c.calculate(
'-'
);
|
這就是prototype的用法,prototype 是javascript這個語言中最重要的內容。網上有太多的文章介始這個東西了。說白了,prototype就是對一對象進行擴展,其特色在於經過「複製」一個已經存在的實例來返回新的實例,而不是新建實例。被複制的實例就是咱們所稱的「原型」,這個原型是可定製的(固然,這裏沒有真正的複製,實際只是委託)。上面的這個例子中,咱們擴展了實例Cal,讓其有了一個operations的屬性和一個calculate的方法。
這樣,咱們能夠經過這一特性來實現繼承。還記得咱們最最前面的那個Person吧, 下面的示例是建立一個Student來繼承Person。
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function
Person(name, email, website){
this
.name = name;
this
.email = email;
this
.website = website;
};
Person.prototype.sayHello =
function
(){
var
hello =
"Hello, I am "
+
this
.name +
", <br>"
+
"my email is: "
+
this
.email +
", <br>"
+
"my website is: "
+
this
.website;
return
hello;
};
function
Student(name, email, website, no, dept){
var
proto = Object.getPrototypeOf;
proto(Student.prototype).constructor.call(
this
, name, email, website);
this
.no = no;
this
.dept = dept;
}
// 繼承prototype
Student.prototype = Object.create(Person.prototype);
//重置構造函數
Student.prototype.constructor = Student;
//重載sayHello()
Student.prototype.sayHello =
function
(){
var
proto = Object.getPrototypeOf;
var
hello = proto(Student.prototype).sayHello.call(
this
) +
'<br>'
;
hello +=
"my student no is: "
+
this
. no +
", <br>"
+
"my departent is: "
+
this
. dept;
return
hello;
};
var
me =
new
Student(
"Chen Hao"
,
"haoel@hotmail.com"
,
"12345678"
,
"Computer Science"
);
document.write(me.sayHello());
|
上面的這些代碼並不必定能在全部的瀏覽器下都能運行,由於上面這些代碼遵循 ECMAScript 5 的規範,關於ECMAScript 5 的瀏覽器兼容列表,你能夠看這裏「ES5瀏覽器兼容表」。
本文中的全部代碼都在Chrome最新版中測試過了。
下面是一些函數,能夠用在不兼容ES5的瀏覽器中:
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function
clone(proto) {
function
Dummy() { }
Dummy.prototype = proto;
Dummy.prototype.constructor = Dummy;
return
new
Dummy();
//等價於Object.create(Person);
}
var
me = clone(Person);
|
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function
defineProperty(target, key, descriptor) {
if
(descriptor.value){
target[key] = descriptor.value;
}
else
{
descriptor.get && target.__defineGetter__(key, descriptor.get);
descriptor.set && target.__defineSetter__(key, descriptor.set);
}
return
target
}
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function
keys(object) {
var
result, key
result = [];
for
(key
in
object){
if
(object.hasOwnProperty(key)) result.push(key)
}
return
result;
}
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function
proto(object) {
return
!object?
null
:
'__proto__'
in
object? object.__proto__
:
/* not exposed? */
object.constructor.prototype
}
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var
slice = [].slice
function
bind(fn, bound_this) {
var
bound_args
bound_args = slice.call(arguments, 2)
return
function
() {
var
args
args = bound_args.concat(slice.call(arguments))
return
fn.apply(bound_this, args) }
}
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初次接觸Javascript,這門語言的確會讓不少正規軍感到諸多的不適,這種不適來自於Javascript的語法的簡練和不嚴謹,這種不適也來自Javascript這個悲催的名稱,我在想網景公司的Javascript設計者在給他起名稱那天必定是腦袋進水了,讓Javascript這麼多年來受了這麼多不白之冤,人們都認爲他是Java的附屬物,一個WEB玩具語言。所以纔會有些人會對Javascript不屑,認爲Javascript不是一門真正的語言,可是這此他們真的錯了。Javascript不只是一門語言,是一門真真正正的語言,並且他仍是一門裏程碑式的語言,他首創多種新的編程模式原型繼承,閉包(做者注:閉包不是JS獨創,應該Scheme獨創,prototypal inheritance 和 dynamic objects 是self語言獨創,Javascript的獨創並不精彩,謝謝網友的指正。),對後來的動態語言產生了巨大的影響。作爲當今最流行的語言(沒有之一),看看git上提交的最多的語言類型就能明白。隨着HTML5的登場,瀏覽器將在我的電腦上將大顯身手,徹底有替換OS的趨勢的時候,Javascript作爲瀏覽器上的一門惟一真真的語言,如同C之於 unix/linux,java之於JVM,Cobol之於MainFrame,咱們也須要來從新的認真地認識和審視這門語言。另外Javascript的正式名稱是:ECMAScript,這個名字明顯比Javascript帥太多了!
言歸正傳,咱們切入主題——Javascript的面向對象編程。要談Javascript的面向對象編程,咱們第一步要作的事情就是忘記咱們所學的面向對象編程。傳統C++或Java的面向對象思惟來學習Javascript的面向對象會給你帶來很多困惑,讓咱們先忘記咱們所學的,重新開始學習這門特殊的面向對象編程。既然是OO編程,要如何來理解OO編程呢,記得之前學C++,學了好久都不入門,後來有幸讀了《Inside The C++ Object Model》這本大做,頓時豁然開朗,所以本文也將以對象模型的方式來探討的Javascript的OO編程。由於Javascript 對象模型的特殊性,因此使得Javascript的繼承和傳統的繼承很是不同,同時也由於Javascript裏面沒有類,這意味着Javascript裏面沒有extends,implements。那麼Javascript究竟是如何來實現OO編程的呢?好吧,讓咱們開始吧,一塊兒在Javascript的OO世界裏來一次漫遊
首先,咱們須要先看看Javascript如何定義一個對象。下面是咱們的一個對象定義:
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var
o = {};
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還能夠這樣定義一個對象
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function
f() {
}
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對,大家沒有看錯,在Javascript裏面,函數也是對象。
固然還能夠
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var
array1= [ 1,2,3];
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數組也是一個對象。
其餘關於對象的基本的概念的描述,仍是請各位親們參見陳皓《Javascript 面向對象編程》文章。
對象都有了,惟一沒有的就是class,由於在Javascript裏面是沒有class關鍵字的,算好還有function,function的存在讓咱們能夠變通的定義類,在擴展這個主題前,咱們還須要瞭解一個Javascript對象最重要的屬性,__proto__成員。
嚴格的說這個成員不該該叫這個名字,__proto__是Firefox中的稱呼,__proto__只有在Firefox瀏覽器中才能被訪問到。作爲一個對象,當你訪問其中的一個成員或方法的時候,若是這個對象中沒有這個方法或成員,那麼Javascript引擎將會訪問這個對象的__proto__成員所指向的另外的一個對象,並在那個對象中查找指定的方法或成員,若是不能找到,那就會繼續經過那個對象的__proto__成員指向的對象進行遞歸查找,直到這個鏈表結束。
好了,讓咱們舉一個例子。
好比上上面定義的數組對象array1。當咱們建立出array1這個對象的時候,array1實際在Javascript引擎中的對象模型以下:
array1對象具備一個length屬性值爲3,可是咱們能夠經過以下的方法來爲array1增長元素:
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array1.push(4);
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push這個方法來自於array1的__proto__成員指向對象的一個方法(Array.prototye.push())。正是由於全部的數組對象(經過[]來建立的)都包含有一個指向同一個具備push,reverse等方法對象(Array.prototype)的__proto__成員,才使得這些數組對象可使用push,reverse等方法。
那麼這個__proto__這個屬性就至關於面向對象中的」has a」關係,這樣的的話,只要咱們有一個模板對象好比Array.prototype這個對象,而後把其餘的對象__proto__屬性指向這個對象的話就完成了一種繼承的模式。不錯!咱們徹底能夠這麼幹。可是別高興的太早,這個屬性只在FireFox中有效,其餘的瀏覽器雖然也有屬性,可是不能經過__proto__來訪問,只能經過getPrototypeOf方法進行訪問,並且這個屬性是隻讀的。看來咱們要在Javascript實現繼承並非很容易的事情啊。
首先咱們先來看一段函數prototype成員的定義,
When a function object is created, it is given a prototype member which is an object containing a constructor member which is a reference to the function object
當一個函數對象被建立時,這個函數對象就具備一個prototype成員,這個成員是一個對象,這個對象包含了一個構造子成員,這個構造子成員會指向這個函數對象。
例如:
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function
Base() {
this
.id =
"base"
}
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Base這個函數對象就具備一個prototype成員,關於構造子其實Base函數對象自身,爲何咱們將這類函數稱爲構造子呢?緣由是由於這類函數設計來和new 操做符一塊兒使用的。爲了和通常的函數對象有所區別,這類函數的首字母通常都大寫。構造子的主要做用就是來建立一類類似的對象。
上面這段代碼在Javascript引擎的對象模型是這樣的
在有上面的基礎概念的介紹以後,在加上new操做符,咱們就能完成傳統面向對象的class + new的方式建立對象,在Javascript中,咱們將這類方式成爲Pseudoclassical。
基於上面的例子,咱們執行以下代碼
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var
obj =
new
Base();
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這樣代碼的結果是什麼,咱們在Javascript引擎中看到的對象模型是:
new操做符具體幹了什麼呢?其實很簡單,就幹了三件事情。
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var
obj = {};
obj.__proto__ = Base.prototype;
Base.call(obj);
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第一行,咱們建立了一個空對象obj
第二行,咱們將這個空對象的__proto__成員指向了Base函數對象prototype成員對象
第三行,咱們將Base函數對象的this指針替換成obj,而後再調用Base函數,因而咱們就給obj對象賦值了一個id成員變量,這個成員變量的值是」base」,關於call函數的用法,請參看陳皓《Javascript 面向對象編程》文章
若是咱們給Base.prototype的對象添加一些函數會有什麼效果呢?
例如代碼以下:
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Base.prototype.toString =
function
() {
return
this
.id;
}
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那麼當咱們使用new建立一個新對象的時候,根據__proto__的特性,toString這個方法也能夠作新對象的方法被訪問到。因而咱們看到了:
構造子中,咱們來設置‘類’的成員變量(例如:例子中的id),構造子對象prototype中咱們來設置‘類’的公共方法。因而經過函數對象和Javascript特有的__proto__與prototype成員及new操做符,模擬出類和類實例化的效果。
咱們模擬類,那麼繼承又該怎麼作呢?其實很簡單,咱們只要將構造子的prototype指向父類便可。例如咱們設計一個Derive 類。以下
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function
Derive(id) {
this
.id = id;
}
Derive.prototype =
new
Base();
Derive.prototype.test =
function
(id){
return
this
.id === id;
}
var
newObj =
new
Derive(
"derive"
);
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這段代碼執行後的對象模型又是怎麼樣的呢?根據以前的推導,應該是以下的對象模型
這樣咱們的newObj也繼承了基類Base的toString方法,而且具備自身的成員id。關於這個對象模型是如何被推導出來的就留給各位同窗了,參照前面的描述,推導這個對象模型應該不難。
Pseudoclassical繼承會讓學過C++/Java的同窗略微的感覺到一點舒服,特別是new關鍵字,看到都特親切,不過二者雖然類似,可是機理徹底不一樣。固然不關什麼樣繼承都是不能離不開__proto__成員的。
這是Javascript的另一種繼承方式,這個繼承也就是以前陳皓文章《Javascript 面向對象編程》中create函數,很是惋惜的是這個是ECMAScript V5的標準,支持V5的瀏覽器目前看來也就是IE9,Chrome最新版本和Firefox。雖然看着多,可是作爲IE6的重災區的中國,我建議各位仍是避免使用create函數。好在沒有create函數以前,Javascript的使用者已經設計出了等同於這個函數的。例如:咱們看看Douglas Crockford的object函數。
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function
object(old) {
function
F() {};
F.prototype = old;
return
new
F();
}
var
newObj = object(oldObject);
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例如以下代碼段
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var
base ={
id:
"base"
,
toString:
function
(){
return
this
.id;
}
};
var
derive = object(base);
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上面函數的執行後的對象模型是:
如何造成這樣的對象模型,原理也很簡單,只要把object這個函數擴展一下,就能畫出這個模型,怎麼畫留給讀者本身去畫吧。
這樣的繼承方式被稱爲原型繼承。相對來講要比Pseudoclassical繼承來的簡單方便。ECMAScript V5正是由於這緣由也才增長create函數,讓開發者能夠快速的實現原型繼承。
上述兩種繼承方式是Javascript中最經常使用的繼承方式。經過本文的講解,你應該對Javascript的OO編程有了一些‘原理’級的瞭解了吧
《Prototypes and Inheritance in JavaScript Prototypes and Inheritance in JavaScript》
Advance Javascript (Douglas Crockford 大神的視頻,必定要看啊)