Javascript 面向對象編程

轉載自Astar先生的Javascript 面向對象編程

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）

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。

初探

咱們知道 Javascript 中的變量定義基本以下：

var name = 'Chen Hao';
var email = 'haoel (@) hotmail.com';
var website = 'http://coolshell.cn';

若是要用對象來寫的話，就是下面這個樣子：

var chenhao = {
　　    name :'Chen Hao',
　　    email : 'haoel (@) hotmail.com',
　　    website : 'http://coolshell.cn'
};

因而，我就能夠這樣訪問：

//以成員的方式
chenhao.name;
chenhao.email;
chenhao.website;
//以 hash map 的方式
chenhao["name"];
chenhao["email"];
chenhao["website"];

關於函數，咱們知道 Javascript 的函數是這樣的：

var doSomething = function(){
   alert ('Hello World.');
};

因而，咱們能夠這麼幹：

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 ();

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。

還有一種比較規範的寫法是：

//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",
                                     "http://coolshell.cn");
chenhao.sayHello ();

順便說一下，要刪除對象的屬性，很簡單：

delete chenhao['email']

上面的這些例子，咱們能夠看到這樣幾點：

1. Javascript 的數據和成員封裝很簡單。沒有類徹底是對象操做。純動態！
2. Javascript function 中的 this 指針很關鍵，若是沒有的話，那就是局部變量或局部函數。
3. Javascript 對象成員函數能夠在使用時臨時聲明，並把一個全局函數直接賦過去就行了。
4. Javascript 的成員函數能夠在實例上進行修改，也就是說不一樣實例相同函數名的行爲不必定同樣。

屬性配置 – Object.defineProperty

先看下面的代碼：

//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 },
        'website': { value: 'http://coolshell.cn',
                     writable:     true,
                     configurable: true,
                     enumerable:   true }
    }
);

下面就說說這些屬性配置是什麼意思。

• writable：這個屬性的值是否能夠改。
• configurable：這個屬性的配置是否能夠改。
• enumerable：這個屬性是否能在 for…in 循環中遍歷出來或在 Object.keys 中列舉出來。
• value：屬性值。
• get ()/set (_value)：get 和 set 訪問器。

Get/Set 訪問器

　　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：

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）;

　　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)：

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);

　　這樣作好像有點麻煩，你說，我爲何不寫成下面這個樣子：

var chenhao = {
    name: "Chen Hao",
    email: "haoel@hotmail.com",
    website: "http://coolshell.cn",
    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);

　　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。

　　查看對象屬性配置

　　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：

//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);

　　call，apply， bind 和 this

　　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）

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"

　　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）

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"

　　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

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"

　　繼承和重載

　　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。

var Person = Object.create (null);
Object.defineProperties
(
    Person,
    {
        'name'  : {  value: 'Chen Hao'},
        'email'  : { value : 'haoel@hotmail.com'},
        'website': { value: 'http://coolshell.cn'}
    }
);
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：

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：

//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。

　　組合

　　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。

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;
}

　　有了這個函數之後，咱們就能夠這來玩了：

//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>');

　　Prototype 和繼承

　　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。

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, '-');

　　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：

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);
Cal.calculate ('+');
Cal.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 制的（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。

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",
    "http://coolshell.cn",
    "12345678",
    "Computer Science"
);
document.write (me.sayHello ());

　　兼容性

　　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：

　　Object.create ()函數

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);

　　defineProperty ()函數

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
}

　　keys ()函數

function keys (object) { var result, key
    result = [];
    for (key in object){
        if (object.hasOwnProperty (key))  result.push (key)
    }
    return result;
}

　　Object.getPrototypeOf () 函數

function proto (object) {
    return !object?                null
         : '__proto__' in object?  object.__proto__
         : /* not exposed? */      object.constructor.prototype
}

　　bind 函數

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) }
}