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于C++/Java比較奇怪,但是其的確相當的強大。這兩天有個前同事總在問我Javascript面向對象的東西,所以,索性寫篇文章讓他看去吧,這里這篇文章主要想從一個整體的角度來說明一下Javascript的面向對象的編程。(成文比較倉促,應該有不準確或是有誤的地方,請大家批評指正)

另,這篇文章主要基于,旨在介紹新技術。關于兼容性的東西,請看最后一節。

初探

我們知道Javascript中的變量定義基本如下:  

var name = 'Chen Hao' ;;

var email = 'haoel(@)hotmail.com' ;

var website = '' ;

   


如果要用對象來寫的話,就是下面這個樣子:

   

var chenhao = {

     name : 'Chen Hao' ,

     email : 'haoel(@)hotmail.com' ,

     website : ''

};

   


于是,我就可以這樣訪問:

   

//以成員的方式

chenhao.name;

chenhao.email;

chenhao.website;

 

//以hash map的方式

chenhao[ "name" ];

chenhao[ "email" ];

chenhao[ "website" ];

   


關于函數,我們知道Javascript的函數是這樣的:

   

var doSomething = function (){

    alert( 'Hello World.' );

};

   


于是,我們可以這么干:

   

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,這里很像C/C++的函數指針

chenhao.Hello = sayHello;

 

chenhao.Hello();

   


相信這些東西都比較簡單,大家都明白了。 可以看到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。

還有一種比較規范的寫法是:


 

//我們可以看到, 其用function來做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" , "[email protected]" ,

                                      "" );

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,我們可以看到這樣幾點:

Javascript的數據和成員封裝很簡單。沒有類完全是對象操作。純動態!

Javascript function中的this指針很關鍵,如果沒有的話,那就是局部變量或局部函數。

Javascript對象成員函數可以在使用時臨時聲明,并把一個全局函數直接賦過去就好了。

Javascript的成員函數可以在實例上進行修改,也就是說不同實例相同函數名的行為不一定一樣。

屬性配置 – Object.defineProperty

先看下面的代碼:

   

//創建對象

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:  '[email protected]' ,

                      writable:     true ,

                      configurable: true ,

                      enumerable:   true },

         'website' : { value: '' ,

                      writable:     true ,

                      configurable: true ,

                      enumerable:   true }

     }

);

   


下面就說說這些屬性配置是什么意思。

writable:這個屬性的值是否可以改。

configurable:這個屬性的配置是否可以改。

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

關于get/set訪問器,它的意思就是用get/set來取代value(其不能和value一起使用),示例如下:

   

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);

   


我們再看一個更為實用的例子——利用已有的屬性(age)通過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);

   


這樣做好像有點麻煩,你說,我為什么不寫成下面這個樣子:

   

var chenhao = {

     name: "Chen Hao" ,

     email: "[email protected]" ,

     website: "" ,

     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,你的確可以這樣的,不過通過defineProperty()你可以干這些事:
1)設置如 writable,configurable,enumerable 等這類的屬性配置。
2)動態地為一個對象加屬性。比如:一些HTML的DOM對像。

查看對象屬性配置

如果查看并管理對象的這些配置,下面有個程序可以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 = "
" ;

     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

關于Javascript的this指針,和C++/Java很類似。 我們來看個示例:(這個示例很簡單了,我就不多說了)

   

function print(text){

     document.write( this .value + ' - ' + text+ '
' );

}

 

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"

   


我們再來看看call 和 apply,這兩個函數的差別就是參數的樣子不一樣,另一個就是性能不一樣,apply的性能要差很多。(關于性能,可到  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"

   


但是在bind后,this指針,可能會有不一樣,但是因為Javascript是動態的。如下面的示例

   

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

通過上面的那些示例,我們可以通過Object.create()來實際繼承,請看下面的代碼,Student繼承于Object。

   

var Person = Object.create( null );

 

Object.defineProperties

(

     Person,

     {

         'name'  : {  value: 'Chen Hao' },

         'email'  : { value : '[email protected]' },

         'website' : { value: '' }

     }

);

 

Person.sayHello = function () {

     var hello = "

Hello, I am " + this .name  + ",
" +

                 "my email is: " + this .email + ",
" +

                 "my website is: " + this .website;

     document.write(hello + "
" );

}

 

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 + '
' );

 

//使用Person的方法

Student.sayHello();

 

//重載SayHello方法

Student.sayHello = function (person) {

     var hello = "

Hello, I am " + this .name  + ",
" +

                 "my email is: " + this .email + ",
" +

                 "my website is: " + this .website + ",
" +

                 "my student no is: " + this . no + ",
" +

                 "my departent is: " + this . dept;

     document.write(hello + '
' );

}

//再次調用

Student.sayHello();

 

//查看Student的屬性(只有 no 、 dept 和 重載了的sayHello)

document.write( '

' + Object.keys(Student) + '
' );

   


通用上面這個示例,我們可以看到,Person里的屬性并沒有被真正復制到了Student中來,但是我們可以去存取。這是因為Javascript用委托實現了這一機制。其實,這就是Prototype,Person是Student的Prototype。

當我們的代碼需要一個屬性的時候,Javascript的引擎會先看當前的這個對象中是否有這個屬性,如果沒有的話,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。

為了證明這個事,我們可以使用Object.getPrototypeOf()來檢驗一下:

   

Student.name = 'aaa' ;

 

//輸出 aaa

document.write( '

' + Student.name + '

' );

 

//輸出 Chen Hao

document.write( '

' +Object.getPrototypeOf(Student).name + '

' );

   


于是,你還可以在子對象的函數里調用父對象的函數,就好像C++里的 Base::func() 一樣。于是,我們重載hello的方法就可以使用父類的代碼了,如下所示:

   

//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 + ",
" +

                 "my departent is: " + this . dept;

     document.write(hello + '
' );

}

   


這個很強大吧。

組合

上面的那個東西還不能滿足我們的要求,我們可能希望這些對象能真正的組合起來。為什么要組合?因為我們都知道是這是OO設計的最重要的東西。不過,這對于Javascript來并沒有支持得特別好,不好我們依然可以搞定個事。

首先,我們需要定義一個Composition的函數:(target是作用于是對象,source是源對象),下面這個代碼還是很簡單的,就是把source里的屬性一個一個拿出來然后定義到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;

}

   


有了這個函數以后,我們就可以這來玩了:

   

//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() + '
' );

document.write(Person.paint() + '
' );

 

Composition(Person, Sporter);

document.write(Person.run() + '
' );

document.write(Person.swim() + '
' );

 

//看看 Person中有什么?(輸出:sayHello,sing,paint,swim,run)

document.write( '

' + Object.keys(Person) + '
' );

   


Prototype 和 繼承

我們先來說說Prototype。我們先看下面的例程,這個例程不需要解釋吧,很像C語言里的函數指針,在C語言里這樣的東西見得多了。

   

var plus = function (x,y){

     document.write( x + ' + ' + y + ' = ' + (x+y) + '
' );

     return x + y;

};

 

var minus = function (x,y){

     document.write(x + ' - ' + y + ' = ' + (x-y) + '
' );

     return x - y;

};

 

var operations = {

     '+' : plus,

     '-' : minus

};

 

var calculate = function (x, y, operation){

     return operations[operation](x, y);

};

 

calculate(12, 4, '+' );

calculate(24, 3, '-' );

   


那么,我們能不能把這些東西封裝起來呢,我們需要使用prototype??聰旅嫻氖糾?/p>

   

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,其特點在于通過“復制”一個已經存在的實例來返回新的實例,而不是新建實例。被復制的實例就是我們所稱的“原型”,這個原型是可定制的(當然,這里沒有真正的復制,實際只是委托)。上面的這個例子中,我們擴展了實例Cal,讓其有了一個operations的屬性和一個calculate的方法。

這樣,我們可以通過這一特性來實現繼承?;辜塹夢頤親鈄釙懊嫻哪歉鯬erson吧, 下面的示例是創建一個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  + ",
" +

                 "my email is: " + this .email + ",
" +

                 "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 ) + '
' ;

     hello += "my student no is: " + this . no + ",
" +

              "my departent is: " + this . dept;

     return hello;

};

 

var me = new Student(

     "Chen Hao" ,

     "[email protected]" ,

     "" ,

     "12345678" ,

     "Computer Science"

);

document.write(me.sayHello());

   


兼容性

上面的這些代碼并不一定能在所有的瀏覽器下都能運行,因為上面這些代碼遵循 ECMAScript 5 的規范,關于ECMAScript 5 的瀏覽器兼容列表,你可以看這里“”。

本文中的所有代碼都在Chrome最新版中測試過了。

下面是一些函數,可以用在不兼容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(); //等價于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) }

}

   


參考

W3CSchool

MDN (Mozilla Developer Network)

MSDN (Microsoft Software Development Network)


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