https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/JavaScript/Guide/Inheritance_and_the_prototype_chain
本文内容
- 引入
- 构造函数创建对象
- Object.create创建对象
- 极简主义法
- 封装
- 继承
- 私有属性和私有方法
- 数据共享
引入
近 20 年前,也就是 Javascript 诞生时(1995 年),它只是一种简单的网页脚本语言,像如果你忘记填写用户名,就跳出一个警告,当时的网速只有 28Kbps,这样简单的交互也让 Web 服务器做显然不合适。
如今,Javascript 几乎无所不能,从前端到后端,各种匪夷所思、令人瞠目结舌的用途,程序员用它完成越来越庞大的项目,代码复杂度也在直线飙升。单个网页包含 10000 行 Javascript 代码,早就司空见惯。2010 年,一个工程师透露:Gmail 代码长度是 443000 行!
图 1 Gmail 代码段
编写和维护如此庞大复杂的代码,多年的工程实践表明必须使用模块化策略,而要采用模块化,主流做法是“面向对象编程”,它具有抽象,封装,多态和继承这四个特点。
可 Javascript 是一种基于对象(object-based)的语言,你遇到的所有一切几乎都是对象,它结合(简单的)函数式语言和(简单的)面向对象语言的特点,但其语法不支持“类(class)”,无法直接使用面向对象编程。如果要把“属性”和“方法”,封装成一个对象,甚至要从原型对象生成一个实例对象。因此,程序员们探索如何用 Javascript 模拟“类”?
很多文章在谈到“Javascript 模拟‘类’”,但首先我个人认为这个说法很有误解,即便为“类”加了双引号。面向对象是基于类的语言,构建在两个不同实体的概念之上的:类和实例。而 Javascript 是基于原型的语言,它只有对象。新对象在初始化时以原型对象为模板获得属性。任何对象都可以指定其自身的属性,即可以创建时指定,也可以运行时指定。而且,任何对象都可以关联于并作为另一个对象的原型(prototype),从而允许后者共享前者的属性。要是这样的话,几乎没什么可比性。之所以说“Javascript 模拟‘类’”,完全是为了强调如何用 Javascript 进行像面向对象那样的编程,毕竟面向对象编程是这么多年的工程实践已经证明了的,除此之外,这种说法造成的歧义和误解实在是太大了,尤其是对初学者来说。
Javascript 是有设计缺陷,这多半是因为历史原因。就像其设计师 Brendan Eich 说的:“与其说我爱 Javascript,不如说我恨它。它是 C 语言和 Self 语言一 夜 情的产物。十八世纪英国文学家约翰逊博士说得好:'the part that is good is not original, and the part that is original is not good.(它的优秀之处并非原创,它的原创之处并不优秀)”。
- 设计过于仓促。Javascript 的设计仅仅用了十天,设计师只是为了向公司交差,本人并不愿意这样设计。而且其设计初衷,只是为了解决一些简单的网页互动,并没有考虑复杂应用的情况。
- 没有先例借鉴。Javascript 结合了函数式编程和面向对象编程的特点,是世界上唯一使用 Prototype 继承模型的语言。
- 标准化过早。1995 年 5 月设计计方案定稿;同年 10 月解释器开发成功;同年 12 月推向市场。1996 年 8 月微软强势介入,推出自己的脚本语言 Jscript。因为市场竞争,网景公司申请国际化,于 1998 年标准化。相比之下,C 语言问世将近 20 年之后,国际标准才颁布。
在面向对象编程中,类(class)是对象(object)的模板。Javascript 语言虽然不支持“类”,但可以用一些变通的方法来模拟。本文总结了 Javascript 创建对象的三种方法,讨论每种方法的特点,并着重介绍了我眼中的最佳方法。
能用适当的方式来创建对象是 Javascript 模块化的前提。这样,我们就可以封装属性和方法,并进一步模拟出面向对象编程中已经相当成熟的做法,如继承,接口,甚至是设计模式。
构造函数创建对象
在 Javascript 中,构造方法其实就是一个普通的函数。当使用 new 操作符来作用这个函数时,它就可以被称为构造方法(构造函数,Constructor),使用 this 和 prototype。该方法是经典方法。
代码段一:
function Cat() {
this.name = "大毛";
}
Cat.prototype.makeSound = function () {
alert("喵~");
}
var cat1 = new Cat();
alert(cat1.name);
alert(cat1. makeSound());
该方法的缺点是,比较复杂,用到了 this 和 prototype,不便于编写和阅读,而且浪费内存。
Object.create 创建对象
为了解决“构造函数法”的缺点,更方便地生成对象,ECMAScript 5(目前通行第三版),提出了一个新的方法 Object.create(),调用这个方法来创建一个新对象。新对象的原型就是调用 create方法时传入的第一个参数。
代码段二:定义 Cat 对象,用 Object.create 创建,不用 new
var Cat = {
name: "大毛",
makeSound: function () { alert("喵~"); }
};
var cat1 = Object.create(Cat);
alert(cat1.name);
cat1.makeSound();
目前,各大浏览器的最新版本(包括 IE9)都部署了这个方法。如果遇到老式浏览器,可以用下面的代码自行部署。
代码段三:
if (!Object.create) {
Object.create = function (o) {
function F() {}
F.prototype = o;
return new F();
};
}
这种方法比“构造函数”简单,但是不能实现私有属性和私有方法,实例对象之间也不能共享数据,对面向对象的模拟不够全面。
极简主义法
荷兰程序员 Gabor de Mooij 提出了一种比 Object.create 更好的方法,他称这种方法为“极简主义法(minimalist approach)”,也是我推荐的方法。
封装
这种方法不使用 this 和 prototype,代码部署起来非常简单。
它也是先用一个对象模拟“类”。在这个类里面,定义一个构造函数 createNew,用来生成对象实例。
代码段四:
var Cat = {
createNew: function () {
// some code here
}
};
然后,在 createNew 函数,定义一个对象实例,把这个对象作为返回值。
代码段五:
var Cat = {
createNew: function () {
// some code here
var cat = {};
cat.name = "大毛";
cat.makeSound = function () { alert("喵~"); };
return cat;
}
};
使用时,调用 createNew 方法,就可以得到对象实例。
代码段六:
var cat1 = Cat.createNew();
cat1.makeSound();
这种方法的好处在于,容易理解,结构清晰优雅,符合传统的"面向对象编程"的构造方式,因此可以方便地部署下面的特性。
继承
让一个类继承另一个类,实现起来很方便。只要在前者的createNew()方法中,调用后者的 createNew 方法即可。
先定义一个 Animal 类。
代码段七:
var Animal = {
createNew: function () {
var animal = {};
animal.sleep = function () { alert("睡懒觉"); };
return animal;
}
};
然后,在 Cat 的 createNew 方法中,调用 Animal 的 createNew 方法。
代码段八:
var Cat = {
createNew: function () {
var cat = Animal.createNew();
cat.name = "大毛";
cat.makeSound = function () { alert("喵~"); };
return cat;
}
};
这样,Cat 对象就会继承 Animal。
代码段九:
var cat1 = Cat.createNew();
cat1.sleep();
私有属性和私有方法
只要不是定义在 cat 对象上的方法和属性,都是私有的。
代码段十:
var Cat = {
createNew: function () {
var cat = {};
var sound = "喵~";
cat.makeSound = function () { alert(sound); };
return cat;
}
};
上面,sound 是内部私有变量,外部无法访问,只有通过 cat 的公有方法 makeSound 来读取。
代码段十一:
var cat1 = Cat.createNew();
alert(cat1.sound); // undefined
数据共享
有时候,我们需要所有实例对象,能够读写同一项内部数据。这个时候,只要把这个内部数据,封装在类对象的里面、createNew()方法的外面即可。
代码段十二:
var Cat = {
sound: "喵~",
createNew: function () {
var cat = {};
cat.makeSound = function () { alert(Cat.sound); };
cat.changeSound = function (x) { Cat.sound = x; };
return cat;
}
};
然后,生成两个实例对象:
var cat1 = Cat.createNew();
var cat2 = Cat.createNew();
cat1.makeSound(); // 喵~
这时,如果有一个实例对象,修改了共享的数据,另一个实例对象也会受到影响。
cat2.changeSound("啦~");
cat1.makeSound(); // 啦~