JavaScript面向对象详解(一)

JavaScript面向对象详解(一)

ES6之前的JavaScript面向对象比较不好理解,涉及到很多知识和思想。

ES6增加了class和extends来实现类的封装和继承,但是通过babel转换成ES5之后还是之前的一套逻辑。

这里,我打算用四篇文章,来讲解一下关于ES5中面向对象的知识体系,一起学习一下吧!

一. JavaScript的对象

1.1. 传统对象 vs JavaScript对象

传统的面向对象

  • 面向对象语言的一个标志就是类

  • 类是所有对象的统称, 是更高意义上的一种抽象. 对象是类的实例.

  • 通过类我们可以创建任意多个具体的对象.

  • 在学习C++/OC/Java/Python等编程语言的时候, 都可以按照这种方式去创建类和对象.

JavaScript的面向对象

  • JavaScript中没有类的概念(ES6之前),因此我们通常称为基于对象,而不是面向对象.

  • 虽然JavaScript中的基于对象也可以实现类似于类的封装、继承、甚至是多态。但是和传统意义的面向对象还是稍微有一些差异(后面我们会讲解它是如何实现的)

  • ECMA中定义对象是这样: 无序属性的集合, 属性可以包含基本值, 对象或者函数.

  • 也就是对象是一组没有顺序的值组成的集合而已.

  • 对象的每个属性或者方法都有一个名字, 而名字对应一个值. 有没有觉得非常熟悉?

  • 没错, 其实就是我们经常看到和使用的映射(或者有些语言称为字典, 通常会使用哈希表来实现).

1.2. 简单的方式创建对象

创建自定义对象最简单的方式就是创建一个Object实例, 然后添加属性和方法

// 1.创建person的对象 var person = new Object()  // 2.给person对象赋值了一些动态的属性和方法 person.name = "Coderwhy" person.age = 18 person.height = 1.88  person.sayHello = function () {     alert("Hello, My name is " + this.name) }  // 3.调用方法, 查看结果 person.sayHello() 

代码解析:

  • 步骤一: 创建一个名为person的对象.

  • 步骤二: 给对象动态的赋值了一些属性包括一个方法

  • 步骤三: 调用sayHello()方法, 主要看一下this.name会获取到谁呢? Coderwhy

插播一个信息: 函数和方法的关系

  • 很多人在学习编程的时候, 会分不清楚什么是函数, 什么又是方法. 或者在什么情景下称为函数, 什么情景下称为方法.

  • 首先, 如果你看的是英文文档, 会有明显的区分: Function被称为函数, Method被称为方法.

  • 但是英文中, 为什么需要有这两个称呼呢?

    • 在早期的编程语言中, 只有函数(类似于数学中函数的称呼)

    • 后来有了面向对象语言, 面向对象语言中, 类中也可以定义函数. 但是人们为了区分在类中定义的函数, 通常称类中的函数为方法.

    • 还有一个非常重要的原因是, 通常方法中会携带一个调用者的当前对象(会将调用者作为参数一起传递进去), 也就是说this(有些语言中是self. 比如OC/Swift/Python等)

    • 当然, 你从这个角度来说, JavaScript中就没有函数了, 因为函数中都有this这样的参数. 但是通常来说, 我们还是会将封装到类中的函数称为方法, 而全局定义的函数称为函数.

  • 如果接触过Java的同学可能会知道Java中只有方法的程序, 没有函数的称呼. 学习过C语言的同学可能知道, C语言中只有函数的称呼, 没有方法的称呼.

  • 这就是因为Java中通常不定义全局函数, 但是在类中定义的. 而C语言不支持面向对象的编程.

OK, 我们继续JavaScript面向对象之旅.

  • 前面创建对象的方式, 被早期的JavaScript程序员经常使用

后来, 对象字面量称为创建这种对象的首选方式

// 1.创建对象的字面量 var person = {     name: "Coderwhy",     age: 18,     height: 1.88,      sayHello: function () {         alert("My name is " + this.name)     } }  // 2.调用对象的方法 person.sayHello() 

1.3. JavaScript中属性的特性

JavaScript中关于属性有一个比较重要的概念: 属性描述符

  • 虽然我们开发中, 大多数情况不去可以的使用这些属性描述符

  • 但是某些情况下, 也确实会用到.

  • 建议大家先了解一下这些属性描述符, 以及它们的作用, 在以后用到时会非常有帮助.

JavaScript中开始拥有了一种描述属性特征的特性(即属性描述符)。

  • 根据特性的不同,可以把属性分成两种类型:数据属性和访问器属性。

常见的属性特性有哪些呢?

  • [[Configurable]] // true or false

    • 表示能否通过delete删除属性从而重新定义属性,能否修改属性的特性,或者能否把属性修改为访问器属性。像前面例子中那样直接在对象上定义的属性,它们的这个特性默认值为true。

  • [[Writable]] // true or false

    • 表示能否修改属性的值。像前面例子中那样直接在对象上定义的属性,它们的这个特性默认值为true。

  • [[Enumerable]] // true or false

    • 表示能否通过for-in循环返回属性。像前面例子中那样直接在对象上定义的属性,它们的这个特性默认值为true。

  • [[Value]] // everty thing

    • 包含这个属性的数据值。读取属性值的时候,从这个位置读;写入属性值的时候,把新值保存在这个位置。这个特性的默认值为undefined。

  • [[set]] // function or undefined

    • 在写入属性时调用的函数。默认值为undefined。

  • [[get]] // function or undefined

    • 在读取属性时调用的函数。默认值为undefined。

这些属性特性是什么东西呢?

  • 从上面, 我们对这些特定的解释, 你会发现, 每个特定都会有自己特定的用途.

  • 比如Configurable当我们配置为false时, 就无法使用delete来删除该属性.

  • 设置属性特定

    • obj: 将要被添加属性或修改属性的对象

    • prop: 对象的属性

    • descriptor: 对象属性的特性

    • 要想修改属性的特性,必须通过两个Object方法,即Object.defineProperty和Object.defineProperties

    • 正如其字面意思,这两个方法都是用来定义(修改)属性的,前者一次只能定义一个属性,后者则可以多个。

    • defineProperty(obj, prop, descriptor)

案例练习:

var person = {} Object.defineProperty(person, "birth", {     writable: false,     value: 2000 })  alert(person.birth) // 2000 person.birth = 1999 alert(person.birth) // 2000 

注意:在使用defineProperty方法定义新属性时(非修改旧属性),如果不指定,configurable, enumerable和writable特性的默认值都是false。

也就是上面的代码等同于:

var person = {}; Object.defineProperty(person, "birth", {     configurable: false,     enumerable: false,     writable: false,     value: 2000 });  

数据属性:

  • 数据属性包含一个数值的位置,在这个位置可以读取和写入值。

  • 数据属性拥有4个特性: [[Configurable]]/[[Enumerable]]/[[Writable]]/[[Value]]

  • 按照上面的方式, 我们定义的属性就是数据属性

访问器属性:

  • 访问器属性不包含数据值,它们包含一对getter和setter函数。

  • 访问器属性不能直接定义,需要使用后面提到的Object.defineProperty函数定义。

  • 访问器属性也拥有4个特性: [[Configurable]]/[[Enumerable]]/[[Get]]/[[Set]]

定义一个访问器属性:

var person = {     birth: 2000,     age:  17 }; Object.defineProperty(person, 'year', {     get: function () {         return this.birth + this.age;     },     set: function (newValue) {         this.age = newValue - this.birth;     } });  person.year = 2088 alert(person.age) // 88 person.age = 30 alert(person.year) // 2030 

注意: getter和setter都是可选的,在非严格模式下,只指定了getter却进行了写入操作,写入的值会被忽略; 只指定了setter却进行了读取操作,读取到的属性值为undefined。在严格模式下,则都会报错。

二. JavaScript创建对象

虽然Object构造函数或对象字面量可以用来创建单个对象

但是这些方式有个明显的缺点: 使用同一个接口创建很多对象, 会产生大量的重复代码.

我们会有一些列的方式来解决这个问题, 最终得到我们最佳理想的方式来创建对象.

2.1. 使用工厂模式

工厂模式是一种非常常见的设计模式, 这种模式抽象了创建具体对象的过程.

因为JavaScript中没法创建类, 开发人员就发明了一种函数, 用函数来封装以特定接口创建对象的细节.

工厂模式创建对象:

// 创建工厂函数 function createPerson(name, age, height) {     var o = new Object()     o.name = name     o.age = age     o.height = height      o.sayHello = function () {         alert("Hello, My name is " + this.name)     }     return o }  // 创建两个对象 var person1 = createPerson("Coderwhy", 18, 1.88) var person2 = createPerson("Kobe", 30, 1.98) person1.sayHello() // Hello, My name is Coderwhy person2.sayHello() // Hello, My name is Kobe 

代码解析:

  • 函数createPerson()能够根据接受的参数来构建一个包含所有必要信息的Person对象

  • 可以无数次地调用这个函数,而每次它都会返回一个包含三个属性一个方法的对象。

  • 工厂模式虽然解决了创建多个相似对象的问题,但却没有解决对象识别的问题(即怎样知道一个对象的类型)。

  • 随着JavaScript的发展,又一个新模式出现了。

2.2. 构造函数模式

JavaScript中的构造函数可用来创建特定类型的对象。

  • 像Object和Array这样的原生构造函数,在运行时会自动出现在执行环境中。

  • 此外,也可以创建自定义的构造函数,从而定义自定义对象类型的属性和方法。

使用构造函数模式创建对象:

// 构造函数 function Person(name, age, height) {     this.name = name     this.age = age     this.height = height      this.sayHello = function () {         alert(this.name)     } }  // 使用构造函数创建对象 var person1 = new Person("Coderwhy", 18, 1.88) var person2 = new Person("Kobe", 30, 1.98) person1.sayHello() // Coderwhy person2.sayHello() // Kobe 

代码解析:

  • 在这个例子中,Person()函数取代了createPerson()函数。

  • 我们会发现这个函数有一些不太一样的地方:

    • 没有显式地创建对象;(比如创建一个Object对象)

    • 直接将属性和方法赋给了this对象;

    • 没有return语句

  • 另外, 我们还注意到函数名Person使用的是大写字母P。

    • 按照惯例,构造函数始终都应该以一个大写字母开头,而非构造函数则应该以一个小写字母开头;

    • 这个做法借鉴自其他面向对象语言,主要是为了区别于ECMAScript中的其他函数;

    • 因为构造函数本身也是函数,只不过可以用来创建对象而已;

  • 还有, 我们在调用函数时, 不再只是简单的函数+(), 而是使用了new关键字

  • 这种方式调用构造函数实际上会经历以下4个步骤:

    • 创建一个新对象, 这个新的对象类型其实就是Person类型.

    • 将构造函数的作用域赋给新对象(因此this就指向了这个新对象,也就是this绑定);

    • 执行构造函数中的代码(为这个新对象添加属性和方法);

    • 返回新对象, 但是是默认返回的, 不需要使用return语句;

在前面例子的最后,person1和person2分别保存着Person的一个不同的实例。

  • 这两个对象都有一个constructor(构造函数)属性,该属性指向Person.

  • 后面我们会详细说道constructor到底从何而来, 所以你需要特别知道一下这里有这个属性.

// constructor属性 alert(person1.constructor === Person) // true alert(person2.constructor === Person) // true 

我们也可以通过instanceof来查看它的类型

  • 注意: 我们会发现person1和person2既是Person类型, 也是Object类型.

  • 这是因为默认所有的对象都继承自Object.(关于继承, 后续详细讨论)

// 使用instanceof查看是否是person或者Object类型 alert(person1 instanceof Object) // true alert(person1 instanceof Person) // true alert(person2 instanceof Object) // true alert(person2 instanceof Person) // true 

2.3. 关于构造函数

关于构造函数

  • 我们知道, 构造函数也是一个函数, 只是使用的方式和别的函数不太一样.(使用new)

  • 但是, 构造函数毕竟也是函数, 因此也可以像普通的函数一样去使用.

  • 而且, 其他任何的函数, 也可以通过new关键字来调用, 这个时候这个函数也可以被称为构造函数.

把构造函数当做普通的函数去调用

// 当做构造函数使用 var person = new Person("Coderwhy", 18, 1.88) // person对象 person.sayHello()  // 作为普通的函数调用 Person("Kobe", 30, 1.98) // window对象 window.sayHello()  // 在另外一个对象的作用域调用 var o = new Object() Person.call(o, "Curry", 28, 1.93) // o对象 o.sayHello() 

构造函数来创建对象的缺陷:

  • 构造函数模式虽然好用,但也并非没有缺点。

  • 使用构造函数的主要问题,就是每个方法都要在每个实例上重新创建一遍。

  • 在前面的例子中,personl和person2都有一个名为sayName()的方法,但那两个方法不是同一个Function的实例。

  • JavaScript中的函数也是对象,因此每定义一个函数,也就是实例化了一个对象

构造函数的换一种形式:

  • 也就是上面的代码类似于下面的写法

function Person(name, age, height) {     this.name = name     this.age = age     this.height = height      this.sayHello = new Function("alert(this.name)") } 

有什么问题呢?

  • 从这个角度上来看构造函数,更容易明白每个Person实例都包含一个不同的Function实例.

  • 但是, 有必要创建多个Function实例吗? 它们执行的代码完全相同.

  • 你也许会考虑, 它们需要区分不同的对象, 不过, 在调用函数时, 我们传入的this就可以区分了. 没有必要创建出多个Function的实例.

我们可以验证一下这是两个不同的函数:

alert(person1.sayHello === person2.sayHello) // false 

有没有办法让它们是同一个函数呢? 使用全局函数即可

// 定义全局和函数 function sayHello() {     alert(this.name) }  // 构造函数 function Person(name, age, height) {     this.name = name     this.age = age     this.height = height      this.sayHello = sayHello }  // 使用构造函数创建对象 var person1 = new Person("Coderwhy", 18, 1.88) var person2 = new Person("Kobe", 30, 1.98)  alert(person1.sayHello === person2.sayHello) // true 

新的问题:

  • 这样做确实解决了两个函数做同一件事的问题,可是新问题又来了: 在全局作用域中定义的函数我们的目的却是只能被某个对象调用,这让全局作用域有点名不副实。

  • 而且我们进一步思考: 如果对象需要定义很多方法,那么就要定义很多个全局函数,于是我们这个自定义的引用类型就丝毫没有封装性可言了。

有没有新的解决方案呢?使用原型模式.

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