Javascript 面向對象編程
作者: 陳皓 發布時間: 2012-01-10 13:11 閱讀: 17884 次 推薦: 16 原文鏈接 [收藏]
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，在 Todd 同學的“對象的消息模型”一文中我們已經可以看到一些端倪了。這兩天有個前同事總在問我Javascript面向對象的東西，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 ECMAScript 5， 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 = 'http://coolshell.cn';
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 : 'http://coolshell.cn'
};
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", "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，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: '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: "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 = "<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+ '<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"
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 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"
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 : '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，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('<p>' + Student.name + '</p>');
//輸出 Chen Hao
document.write('<p>' +Object.getPrototypeOf(Student).name + '</p>');
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 + "， <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() + '<br>');
document.write(Person.paint() + '<br>');
Composition(Person, Sporter);
document.write(Person.run() + '<br>');
document.write(Person.swim() + '<br>');
//看看 Person中有什么？（輸出：sayHello,sing,paint,swim,run）
document.write('<p>' + Object.keys(Person) + '<br>');
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) + '<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, '-');
那么，我們能不能把這些東西封裝起來呢，我們需要使用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。還記得我們最最前面的那個Person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 + "， <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“ES5瀏覽器兼容表”。
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)
- Understanding Javascript OOP.
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標簽：JavaScript
生活雜誌 
