幾乎每個開發人員都有面向對象語言(比如C++、C#、Java)的開發經驗。 在傳統面向對象的語言中,有兩個非常重要的概念 - 類和實例。 類定義了一類事物公共的行為和方法;而實例則是類的一個具體實現。 我們還知道,面向對象編程有三個重要的概念 - 封裝、繼承和多態。
但是在JavaScript的世界中,所有的這一切特性似乎都不存在。 因為JavaScript本身不是面向對象的語言,而是基于對象的語言。 這里面就有一些有趣的特性,比如JavaScript中所有事物都是對象, 包括字符串、數組、日期、數字,甚至是函數,比如下面這個例子:
// 定義一個函數 - add
function add(a, b) {
add.invokeTimes++;
return a + b;
}
// 因為函數本身也是對象,這里為函數add定義一個屬性,用來記錄此函數被調用的次數
add.invokeTimes = 0;
add(1 + 1);
add(2 + 3);
console.log(add.invokeTimes); // 2
在面向對象的語言中,我們使用類來創建一個自定義對象。然而JavaScript中所有事物都是對象,那么用什么辦法來創建自定義對象呢?
這就需要引入另外一個概念 - 原型(prototype),我們可以簡單的把prototype看做是一個模版,新創建的自定義對象都是這個模版(prototype)的一個拷貝 (實際上不是拷貝而是鏈接,只不過這種鏈接是不可見,給人們的感覺好像是拷貝)。
讓我們看一下通過prototype創建自定義對象的一個例子:
// 構造函數
function Person(name, sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
// 定義Person的原型,原型中的屬性可以被自定義對象引用
Person.prototype = {
getName: function() {
return this.name;
},
getSex: function() {
return this.sex;
}
}
這里我們把函數Person稱為構造函數,也就是創建自定義對象的函數。可以看出,JavaScript通過構造函數和原型的方式模擬實現了類的功能。
創建自定義對象(實例化類)的代碼:
var zhang = new Person("ZhangSan", "man");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"
var chun = new Person("ChunHua", "woman");
console.log(chun.getName()); // "ChunHua"
當代碼var zhang = new Person("ZhangSan", "man")執行時,其實內部做了如下幾件事情:
為了證明prototype模版并不是被拷貝到實例化的對象中,而是一種鏈接的方式,請看如下代碼:
function Person(name, sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
Person.prototype.age = 20;
var zhang = new Person("ZhangSan", "man");
console.log(zhang.age); // 20
// 覆蓋prototype中的age屬性
zhang.age = 19;
console.log(zhang.age); // 19
delete zhang.age;
// 在刪除實例屬性age后,此屬性值又從prototype中獲取
console.log(zhang.age); // 20
這種在JavaScript內部實現的隱藏的prototype鏈接,是JavaScript賴以生存的溫潤土壤, 也是模擬實現繼承的基礎。
如何在JavaScript中實現簡單的繼承?
下面的例子將創建一個雇員類Employee,它從Person繼承了原型prototype中的所有屬性。
function Employee(name, sex, employeeID) {
this.name = name;
this.sex = sex;
this.employeeID = employeeID;
}
// 將Employee的原型指向Person的一個實例
// 因為Person的實例可以調用Person原型中的方法, 所以Employee的實例也可以調用Person原型中的所有屬性。
Employee.prototype = new Person();
Employee.prototype.getEmployeeID = function() {
return this.employeeID;
};
var zhang = new Employee("ZhangSan", "man", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan
上面關于繼承的實現很粗糙,并且存在很多問題:
我們會在第三章完善這個例子。
正因為JavaScript本身沒有完整的類和繼承的實現,并且我們也看到通過手工實現的方式存在很多問題, 因此對于這個富有挑戰性的任務網上已經有很多實現了:
這個系列的文章將會逐一深入分析這些實現,最終達到對JavaScript中如何實現類和繼承有一個深入的了解。
下一章我們將會介紹在類實現中的相關知識,比如this、constructor、prototype等。
這一章我們將會重點介紹JavaScript中幾個重要的屬性(this、constructor、prototype), 這些屬性對于我們理解如何實現JavaScript中的類和繼承起著至關重要的作用。
this表示當前對象,如果在全局作用范圍內使用this,則指代當前頁面對象window; 如果在函數中使用this,則this指代什么是根據運行時此函數在什么對象上被調用。 我們還可以使用apply和call兩個全局方法來改變函數中this的具體指向。
先看一個在全局作用范圍內使用this的例子:
<script type="text/javascript"> console.log(this === window); // true console.log(window.alert === this.alert); // true console.log(this.parseInt("021", 10)); // 10 </script>
函數中的this是在運行時決定的,而不是函數定義時,如下:
// 定義一個全局函數 function foo() { console.log(this.fruit); } // 定義一個全局變量,等價于window.fruit = "apple"; var fruit = "apple"; // 此時函數foo中this指向window對象 // 這種調用方式和window.foo();是完全等價的 foo(); // "apple" // 自定義一個對象,并將此對象的屬性foo指向全局函數foo var pack = { fruit: "orange", foo: foo }; // 此時函數foo中this指向window.pack對象 pack.foo(); // "orange"
全局函數apply和call可以用來改變函數中this的指向,如下:
// 定義一個全局函數 function foo() { console.log(this.fruit); } // 定義一個全局變量 var fruit = "apple"; // 自定義一個對象 var pack = { fruit: "orange" }; // 等價于window.foo(); foo.apply(window); // "apple" // 此時foo中的this === pack foo.apply(pack); // "orange" 注:apply和call兩個函數的作用相同,唯一的區別是兩個函數的參數定義不同。
因為在JavaScript中函數也是對象,所以我們可以看到如下有趣的例子:
// 定義一個全局函數 function foo() { if (this === window) { console.log("this is window."); } } // 函數foo也是對象,所以可以定義foo的屬性boo為一個函數 foo.boo = function() { if (this === foo) { console.log("this is foo."); } else if (this === window) { console.log("this is window."); } }; // 等價于window.foo(); foo(); // this is window. // 可以看到函數中this的指向調用函數的對象 foo.boo(); // this is foo. // 使用apply改變函數中this的指向 foo.boo.apply(window); // this is window.
我們已經在第一章中使用prototype模擬類和繼承的實現。 prototype本質上還是一個JavaScript對象。 并且每個函數都有一個默認的prototype屬性。
如果這個函數被用在創建自定義對象的場景中,我們稱這個函數為構造函數。 比如下面一個簡單的場景:
// 構造函數 function Person(name) { this.name = name; } // 定義Person的原型,原型中的屬性可以被自定義對象引用 Person.prototype = { getName: function() { return this.name; } } var zhang = new Person("ZhangSan"); console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan" 作為類比,我們考慮下JavaScript中的數據類型 - 字符串(String)、數字(Number)、數組(Array)、對象(Object)、日期(Date)等。 我們有理由相信,在JavaScript內部這些類型都是作為構造函數來實現的,比如: // 定義數組的構造函數,作為JavaScript的一種預定義類型 function Array() { // ... } // 初始化數組的實例 var arr1 = new Array(1, 56, 34, 12); // 但是,我們更傾向于如下的語法定義: var arr2 = [1, 56, 34, 12]; 同時對數組操作的很多方法(比如concat、join、push)應該也是在prototype屬性中定義的。 // 向JavaScript固有類型Array擴展一個獲取最小值的方法 Array.prototype.min = function() { var min = this[0]; for (var i = 1; i < this.length; i++) { if (this[i] < min) { min = this[i]; } } return min; }; // 在任意Array的實例上調用min方法 console.log([1, 56, 34, 12].min()); // 1 var arr = [1, 56, 34, 12]; var total = 0; for (var i in arr) { total += parseInt(arr[i], 10); } console.log(total); // NaN 解決方法也很簡單: var arr = [1, 56, 34, 12]; var total = 0; for (var i in arr) { if (arr.hasOwnProperty(i)) { total += parseInt(arr[i], 10); } } console.log(total); // 103
constructor始終指向創建當前對象的構造函數。比如下面例子:
// 等價于 var foo = new Array(1, 56, 34, 12); var arr = [1, 56, 34, 12]; console.log(arr.constructor === Array); // true // 等價于 var foo = new Function(); var Foo = function() { }; console.log(Foo.constructor === Function); // true // 由構造函數實例化一個obj對象 var obj = new Foo(); console.log(obj.constructor === Foo); // true // 將上面兩段代碼合起來,就得到下面的結論 console.log(obj.constructor.constructor === Function); // true
但是當constructor遇到prototype時,有趣的事情就發生了。
我們知道每個函數都有一個默認的屬性prototype,而這個prototype的constructor默認指向這個函數。如下例所示:
function Person(name) { this.name = name; }; Person.prototype.getName = function() { return this.name; }; var p = new Person("ZhangSan"); console.log(p.constructor === Person); // true console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true // 將上兩行代碼合并就得到如下結果 console.log(p.constructor.prototype.constructor === Person); // true 當時當我們重新定義函數的prototype時(注意:和上例的區別,這里不是修改而是覆蓋), constructor的行為就有點奇怪了,如下示例: function Person(name) { this.name = name; }; Person.prototype = { getName: function() { return this.name; } }; var p = new Person("ZhangSan"); console.log(p.constructor === Person); // false console.log(Person.prototype.constructor === Person); // false console.log(p.constructor.prototype.constructor === Person); // false 為什么呢? Person.prototype = new Object({ getName: function() { return this.name; } }); 而constructor始終指向創建自身的構造函數,所以此時Person.prototype.constructor === Object,即是: function Person(name) { this.name = name; }; Person.prototype = { getName: function() { return this.name; } }; var p = new Person("ZhangSan"); console.log(p.constructor === Object); // true console.log(Person.prototype.constructor === Object); // true console.log(p.constructor.prototype.constructor === Object); // true 怎么修正這種問題呢?方法也很簡單,重新覆蓋Person.prototype.constructor即可: function Person(name) { this.name = name; }; Person.prototype = new Object({ getName: function() { return this.name; } }); Person.prototype.constructor = Person; var p = new Person("ZhangSan"); console.log(p.constructor === Person); // true console.log(Person.prototype.constructor === Person); // true console.log(p.constructor.prototype.constructor === Person); // true
下一章我們將會對第一章提到的Person-Employee類和繼承的實現進行完善。
幾乎每個開發人員都有面向對象語言(比如C++、C#、Java)的開發經驗。 在傳統面向對象的語言中,有兩個非常重要的概念 - 類和實例。 類定義了一類事物公共的行為和方法;而實例則是類的一個具體實現。 我們還知道,面向對象編程有三個重要的概念 - 封裝、繼承和多態。
但是在JavaScript的世界中,所有的這一切特性似乎都不存在。 因為JavaScript本身不是面向對象的語言,而是基于對象的語言。 這里面就有一些有趣的特性,比如JavaScript中所有事物都是對象, 包括字符串、數組、日期、數字,甚至是函數,比如下面這個例子:
// 定義一個函數 - add
function add(a, b) {
add.invokeTimes++;
return a + b;
}
// 因為函數本身也是對象,這里為函數add定義一個屬性,用來記錄此函數被調用的次數
add.invokeTimes = 0;
add(1 + 1);
add(2 + 3);
console.log(add.invokeTimes); // 2
在面向對象的語言中,我們使用類來創建一個自定義對象。然而JavaScript中所有事物都是對象,那么用什么辦法來創建自定義對象呢?
這就需要引入另外一個概念 - 原型(prototype),我們可以簡單的把prototype看做是一個模版,新創建的自定義對象都是這個模版(prototype)的一個拷貝 (實際上不是拷貝而是鏈接,只不過這種鏈接是不可見,給人們的感覺好像是拷貝)。
讓我們看一下通過prototype創建自定義對象的一個例子:
// 構造函數
function Person(name, sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
// 定義Person的原型,原型中的屬性可以被自定義對象引用
Person.prototype = {
getName: function() {
return this.name;
},
getSex: function() {
return this.sex;
}
}
這里我們把函數Person稱為構造函數,也就是創建自定義對象的函數。可以看出,JavaScript通過構造函數和原型的方式模擬實現了類的功能。
創建自定義對象(實例化類)的代碼:
var zhang = new Person("ZhangSan", "man");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan"
var chun = new Person("ChunHua", "woman");
console.log(chun.getName()); // "ChunHua"
當代碼var zhang = new Person("ZhangSan", "man")執行時,其實內部做了如下幾件事情:
為了證明prototype模版并不是被拷貝到實例化的對象中,而是一種鏈接的方式,請看如下代碼:
function Person(name, sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
Person.prototype.age = 20;
var zhang = new Person("ZhangSan", "man");
console.log(zhang.age); // 20
// 覆蓋prototype中的age屬性
zhang.age = 19;
console.log(zhang.age); // 19
delete zhang.age;
// 在刪除實例屬性age后,此屬性值又從prototype中獲取
console.log(zhang.age); // 20
這種在JavaScript內部實現的隱藏的prototype鏈接,是JavaScript賴以生存的溫潤土壤, 也是模擬實現繼承的基礎。
如何在JavaScript中實現簡單的繼承?
下面的例子將創建一個雇員類Employee,它從Person繼承了原型prototype中的所有屬性。
function Employee(name, sex, employeeID) {
this.name = name;
this.sex = sex;
this.employeeID = employeeID;
}
// 將Employee的原型指向Person的一個實例
// 因為Person的實例可以調用Person原型中的方法, 所以Employee的實例也可以調用Person原型中的所有屬性。
Employee.prototype = new Person();
Employee.prototype.getEmployeeID = function() {
return this.employeeID;
};
var zhang = new Employee("ZhangSan", "man", "1234");
console.log(zhang.getName()); // "ZhangSan
上面關于繼承的實現很粗糙,并且存在很多問題:
我們會在第三章完善這個例子。
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