再谈javascript面向对象编程

来源:酷壳

前言:虽有陈皓《Javascript 面向对象编程》珠玉在前,但是我还是忍不住再画蛇添足的补上一篇文章,主要是因为javascript这门语言魅力。另外这篇文章是一篇入门文章,我也是才开始学习Javascript,有一点心得,才想写一篇这样文章,文章中难免有错误的地方,还请各位不吝吐槽指正

吐槽Javascript

初次接触Javascript,这门语言的确会让很多正规军感到诸多的不适,这种不适来自于Javascript的语法的简练和不严谨,这种不适也 来自Javascript这个悲催的名称,我在想网景公司的Javascript设计者在给他起名称那天一定是脑壳进水了,让Javascript这么多 年来受了这么多不白之冤,人们都认为他是Java的附属物,一个WEB玩具语言。因此才会有些人会对Javascript不屑,认为Javascript 不是一门真正的语言,但是这此他们真的错了。Javascript不仅是一门语言,是一门真真正正的语言,而且他还是一门里程碑式的语言,他独创多种新的编程模式原型继承,闭包,对后来的动态语言产生了巨大的影响。做为当今最流行的语言(没有之一),看看git上提交的最多的语言类型就能明白。随着 HTML5的登场,浏览器将在个人电脑上将大显身手,完全有替换OS的趋势的时候,Javascript做为浏览器上的一门唯一真真的语言,如同C之于 unix/linux,java之于JVM,Cobol之于MainFrame,我们也需要来重新的认真地认识和审视这门语言。另外Javascript 的正式名称是:ECMAScript,这个名字明显比Javascript帅太多了!

言归正传,我们切入主题——Javascript的面向对象编程。要谈Javascript的面向对象编程,我们第一步要做的事情就是忘记我们所学的面向 对象编程。传统C++或Java的面向对象思维来学习Javascript的面向对象会给你带来不少困惑,让我们先忘记我们所学的,从新开始学习这门特殊 的面向对象编程。既然是OO编程,要如何来理解OO编程呢,记得以前学C++,学了很久都不入门,后来有幸读了《Inside The C++ Object Model》这本大作,顿时豁然开朗,因此本文也将以对象模型的方式来探讨的Javascript的OO编程。因为Javascript 对象模型的特殊性,所以使得Javascript的继承和传统的继承非常不一样,同时也因为Javascript里面没有类,这意味着 Javascript里面没有extends,implements。那么Javascript到底是如何来实现OO编程的呢?好吧,让我们开始吧,一起 在Javascript的OO世界里来一次漫游

首先,我们需要先看看Javascript如何定义一个对象。下面是我们的一个对象定义:

还可以这样定义一个对象

对,你们没有看错,在Javascript里面,函数也是对象。

当然还可以

数组也是一个对象。

其他关于对象的基本的概念的描述,还是请各位亲们参见陈皓《Javascript 面向对象编程》文章。

对象都有了,唯一没有的就是class,因为在Javascript里面是没有class关键字的,算好还有function,function的存在让我们可以变通的定义类,在扩展这个主题前,我们还需要了解一个Javascript对象最重要的属性,__proto__成员。

__proto__成员

严格的说这个成员不应该叫这个名字,__proto__是Firefox中的称呼,__proto__只有在Firefox浏览器中才能被访问到。做 为一个对象,当你访问其中的一个成员或方法的时候,如果这个对象中没有这个方法或成员,那么Javascript引擎将会访问这个对象的 __proto__成员所指向的另外的一个对象,并在那个对象中查找指定的方法或成员,如果不能找到,那就会继续通过那个对象的__proto__成员指 向的对象进行递归查找,直到这个链表结束

好了,让我们举一个例子。

比如上上面定义的数组对象array1。当我们创建出array1这个对象的时候,array1实际在Javascript引擎中的对象模型如下:

再谈javascript面向对象编程

array1对象具有一个length属性值为3,但是我们可以通过如下的方法来为array1增加元素:

push这个方法来自于array1的__proto__成员指向对象的一个方法(Array.prototye.push())。正是因为所有的 数组对象(通过[]来创建的)都包含有一个指向同一个具有push,reverse等方法对象(Array.prototype)的__proto__成 员,才使得这些数组对象可以使用push,reverse等方法。

那么这个__proto__这个属性就相当于面向对象中的”has a”关系,这样的的话,只要我们有一个模板对象比如Array.prototype这个对象,然后把其他的对象__proto__属性指向这个对象的话就 完成了一种继承的模式。不错!我们完全可以这么干。但是别高兴的太早,这个属性只在FireFox中有效,其他的浏览器虽然也有属性,但是不能通过 __proto__来访问,只能通过getPrototypeOf方法进行访问,而且这个属性是只读的。看来我们要在Javascript实现继承并不是 很容易的事情啊。

函数对象prototype成员

首先我们先来看一段函数prototype成员的定义,

When a function object is created, it is given a prototype member which is an object containing a constructor member which is a reference to the function object

当一个函数对象被创建时,这个函数对象就具有一个prototype成员,这个成员是一个对象,这个对象包含了一个构造子成员,这个构造子成员会指向这个函数对象。

例如:

Base这个函数对象就具有一个prototype成员,关于构造子其实Base函数对象自身,为什么我们将这类函数称为构造子呢?原因是因为这类 函数设计来和new 操作符一起使用的。为了和一般的函数对象有所区别,这类函数的首字母一般都大写。构造子的主要作用就是来创建一类相似的对象。

上面这段代码在Javascript引擎的对象模型是这样的

再谈javascript面向对象编程

new 操作符

在有上面的基础概念的介绍之后,在加上new操作符,我们就能完成传统面向对象的class + new的方式创建对象,在Javascript中,我们将这类方式成为Pseudoclassical。

基于上面的例子,我们执行如下代码


这样代码的结果是什么,我们在Javascript引擎中看到的对象模型是:
再谈javascript面向对象编程

new操作符具体干了什么呢?其实很简单,就干了三件事情。

第一行,我们创建了一个空对象obj

第二行,我们将这个空对象的__proto__成员指向了Base函数对象prototype成员对象

第三行,我们将Base函数对象的this指针替换成obj,然后再调用Base函数,于是我们就给obj对象赋值了一个id成员变量,这个成员变量的值是”base”,关于call函数的用法,请参看陈皓《Javascript 面向对象编程》文章

如果我们给Base.prototype的对象添加一些函数会有什么效果呢?

例如代码如下:

那么当我们使用new创建一个新对象的时候,根据__proto__的特性,toString这个方法也可以做新对象的方法被访问到。于是我们看到了:

构造子中,我们来设置‘类’的成员变量(例如:例子中的id),构造子对象prototype中我们来设置‘类’的公共方法。于是通过函数对象和Javascript特有的__proto__与prototype成员及new操作符,模拟出类和类实例化的效果。
Pseudoclassical 继承

我们模拟类,那么继承又该怎么做呢?其实很简单,我们只要将构造子的prototype指向父类即可。例如我们设计一个Derive 类。如下

 

这段代码执行后的对象模型又是怎么样的呢?根据之前的推导,应该是如下的对象模型

再谈javascript面向对象编程

这样我们的newObj也继承了基类Base的toString方法,并且具有自身的成员id。关于这个对象模型是如何被推导出来的就留给各位同学了,参照前面的描述,推导这个对象模型应该不难。

Pseudoclassical继承会让学过C++/Java的同学略微的感受到一点舒服,特别是new关键字,看到都特亲切,不过两者虽然相似,但是机理完全不同。当然不关什么样继承都是不能离不开__proto__成员的。

Prototypal继承

这是Javascript的另外一种继承方式,这个继承也就是之前陈皓文章《Javascript 面向对象编程》中create函数,非常可惜的是这个是ECMAScript V5的标准,支持V5的浏览器目前看来也就是IE9,Chrome最新版本和Firefox。虽然看着多,但是做为IE6的重灾区的中国,我建议各位还是 避免使用create函数。好在没有create函数之前,Javascript的使用者已经设计出了等同于这个函数的。例如:我们看看Douglas Crockford的object函数。

例如如下代码段

上面函数的执行后的对象模型是:

再谈javascript面向对象编程

如何形成这样的对象模型,原理也很简单,只要把object这个函数扩展一下,就能画出这个模型,怎么画留给读者自己去画吧。

这样的继承方式被称为原型继承。相对来说要比Pseudoclassical继承来的简单方便。ECMAScript V5正是因为这原因也才增加create函数,让开发者可以快速的实现原型继承。

上述两种继承方式是Javascript中最常用的继承方式。通过本文的讲解,你应该对Javascript的OO编程有了一些‘原理’级的了解了吧

参考:

《Prototypes and Inheritance in JavaScript Prototypes and Inheritance in JavaScript》
Advance Javascript (Douglas Crockford 大神的视频,一定要看啊)

题外话:

web2.0后,web应用可谓飞速发展,如今在HTML5发布之际,浏览器的功能被大大强化,我感觉Browser远远在不是一个Browser 那么简单了。记得C++之父曾经这样说过JAVA,JAVA不是跨平台,JAVA本身就是一个平台。如今的Browser也本身就是一个平台了,好在这个 平台是基于标准的。如果Browser是平台,由于Browser安全沙箱的限制,个人电脑的资源被使用的很少,感觉Browser就是一个 NC(Network Computer)?我们居然又回到了Sun最初提出的构想,Sun是不是太强大了些?

 

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