Javascript 面向对象编程
转载自：http://coolshell.cn/articles/6441.html
Javascript是一个类C的语言，他的面向对象的东西相对于C++/Java比较奇怪，但是其的确相当的强大，在 Todd 同学的“对象的消息模型”一文中我们已经可以看到一些端倪了。这两天有个前同事总在问我Javascript面向对象的东西，所以，索性写篇文章让他看去吧，这里这篇文章主要想从一个整体的角度来说明一下Javascript的面向对象的编程。（成文比较仓促，应该有不准确或是有误的地方，请大家批评指正）
另，这篇文章主要基于 ECMAScript 5， 旨在介绍新技术。关于兼容性的东西，请看最后一节。
初探
我们知道Javascript中的变量定义基本如下：
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如果要用对象来写的话，就是下面这个样子：
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var
chenhao = {
name :
'Chen Hao'
,
email :
'haoel(@)hotmail.com'
,
};
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于是，我就可以这样访问：
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//以成员的方式
chenhao.name;
chenhao.email;
chenhao.website;
//以hash map的方式
chenhao[
"name"
];
chenhao[
"email"
];
chenhao[
"website"
];
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关于函数，我们知道Javascript的函数是这样的：
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var
doSomething =
function
(){
alert(
'Hello World.'
);
};
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于是，我们可以这么干：
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var
sayHello =
function
(){
var
hello =
"Hello, I'm "
+
this
.name
+
", my email is: "
+
this
.email
+
", my website is: "
+
this
.website;
alert(hello);
};
//直接赋值，这里很像C/C++的函数指针
chenhao.Hello = sayHello;
chenhao.Hello();
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相信这些东西都比较简单，大家都明白了。 可以看到javascript对象函数是直接声明，直接赋值，直接就用了。runtime的动态语言。
还有一种比较规范的写法是：
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//我们可以看到， 其用function来做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);
};
};
chenhao.sayHello();
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顺便说一下，要删除对象的属性，很简单：
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delete
chenhao[
'email'
]
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上面的这些例子，我们可以看到这样几点：
- Javascript的数据和成员封装很简单。没有类完全是对象操作。纯动态！
- Javascript function中的this指针很关键，如果没有的话，那就是局部变量或局部函数。
- Javascript对象成员函数可以在使用时临时声明，并把一个全局函数直接赋过去就好了。
- Javascript的成员函数可以在实例上进行修改，也就是说不同实例相同函数名的行为不一定一样。
属性配置 – Object.defineProperty
先看下面的代码：
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//创建对象
var
chenhao = Object.create(
null
);
//设置一个属性
Object.defineProperty( chenhao,
'name'
, { value:
'Chen Hao'
,
writable:
true
,
configurable:
true
,
enumerable:
true
});
//设置多个属性
Object.defineProperties( chenhao,
{
writable:
true
,
configurable:
true
,
enumerable:
true
},
writable:
true
,
configurable:
true
,
enumerable:
true
}
}
);
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下面就说说这些属性配置是什么意思。
- writable：这个属性的值是否可以改。
- configurable：这个属性的配置是否可以改。
- enumerable：这个属性是否能在for…in循环中遍历出来或在Object.keys中列举出来。
- value：属性值。
- get()/set(_value)：get和set访问器。
Get/Set 访问器
关于get/set访问器，它的意思就是用get/set来取代value（其不能和value一起使用），示例如下：
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var
age = 0;
Object.defineProperty( chenhao,
'age'
, {
get:
function
() {
return
age+1;},
set:
function
(value) {age = value;}
enumerable :
true
,
configurable :
true
}
);
chenhao.age = 100;
//调用set
alert(chenhao.age);
//调用get 输出101（get中+1了）;
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我们再看一个更为实用的例子——利用已有的属性(age)通过get和set构造新的属性(birth_year)：
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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);
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这样做好像有点麻烦，你说，我为什么不写成下面这个样子：
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var
chenhao = {
name:
"Chen Hao"
,
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);
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是的，你的确可以这样的，不过通过defineProperty()你可以干这些事：
1）设置如 writable，configurable，enumerable 等这类的属性配置。
2）动态地为一个对象加属性。比如：一些HTML的DOM对像。
查看对象属性配置
如果查看并管理对象的这些配置，下面有个程序可以输出对象的属性和配置等东西：
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//列出对象的属性.
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);
// 列出对象的属性配置（descriptor）动用getOwnPropertyDescriptor函数。
var
descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, prop);
for
(
var
attr
in
descriptor) {
document.write(
"..."
+ attr +
': '
+ descriptor[attr]);
document.write(newLine);
}
document.write(newLine);
}
}
listProperties(chenhao);
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call，apply， bind 和 this
关于Javascript的this指针，和C++/Java很类似。 我们来看个示例：（这个示例很简单了，我就不多说了）
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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"
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我们再来看看call 和 apply，这两个函数的差别就是参数的样子不一样，另一个就是性能不一样，apply的性能要差很多。（关于性能，可到 JSPerf 上去跑跑看看）
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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"
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但是在bind后，this指针，可能会有不一样，但是因为Javascript是动态的。如下面的示例
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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"
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继承 和 重载
通过上面的那些示例，我们可以通过Object.create()来实际继承，请看下面的代码，Student继承于Object。
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var
Person = Object.create(
null
);
Object.defineProperties
(
Person,
{
'name'
: { value:
'Chen Hao'
},
}
);
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"
;
//学号
Student.dept =
"Computer Science"
;
//系
//使用Person的属性
document.write(Student.name +
' '
+ Student.email +
' '
+ Student.website +
'<br>'
);
//使用Person的方法
Student.sayHello();
//重载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>'
);
}
//再次调用
Student.sayHello();
//查看Student的属性（只有 no 、 dept 和 重载了的sayHello）
document.write(
'<p>'
+ Object.keys(Student) +
'<br>'
);
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通用上面这个示例，我们可以看到，Person里的属性并没有被真正复制到了Student中来，但是我们可以去存取。这是因为Javascript用委托实现了这一机制。其实，这就是Prototype，Person是Student的Prototype。
当我们的代码需要一个属性的时候，Javascript的引擎会先看当前的这个对象中是否有这个属性，如果没有的话，就会查找他的Prototype对象是否有这个属性，一直继续下去，直到找到或是直到没有Prototype对象。
为了证明这个事，我们可以使用Object.getPrototypeOf()来检验一下：
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Student.name =
'aaa'
;
//输出 aaa
document.write(
'<p>'
+ Student.name +
'</p>'
);
//输出 Chen Hao
document.write(
'<p>'
+Object.getPrototypeOf(Student).name +
'</p>'
);
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于是，你还可以在子对象的函数里调用父对象的函数，就好像C++里的 Base::func() 一样。于是，我们重载hello的方法就可以使用父类的代码了，如下所示：
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//新版的重载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>'
);
}
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这个很强大吧。
组合
上面的那个东西还不能满足我们的要求，我们可能希望这些对象能真正的组合起来。为什么要组合？因为我们都知道是这是OO设计的最重要的东西。不过，这对于Javascript来并没有支持得特别好，不好我们依然可以搞定个事。
首先，我们需要定义一个Composition的函数：（target是作用于是对象，source是源对象），下面这个代码还是很简单的，就是把source里的属性一个一个拿出来然后定义到target中。
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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;
}
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有了这个函数以后，我们就可以这来玩了：
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//艺术家
var
Artist = Object.create(
null
);
Artist.sing =
function
() {
return
this
.name +
' starts singing...'
;
}
Artist.paint =
function
() {
return
this
.name +
' starts painting...'
;
}
//运动员
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？（输出：sayHello,sing,paint,swim,run）
document.write(
'<p>'
+ Object.keys(Person) +
'<br>'
);
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Prototype 和 继承
我们先来说说Prototype。我们先看下面的例程，这个例程不需要解释吧，很像C语言里的函数指针，在C语言里这样的东西见得多了。
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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,
'-'
);
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那么，我们能不能把这些东西封装起来呢，我们需要使用prototype。看下面的示例：
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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);
c.calculate(
'+'
);
c.calculate(
'-'
);
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这就是prototype的用法，prototype 是javascript这个语言中最重要的内容。网上有太多的文章介始这个东西了。说白了，prototype就是对一对象进行扩展，其特点在于通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的（当然，这里没有真正的复制，实际只是委托）。上面的这个例子中，我们扩展了实例Cal，让其有了一个operations的属性和一个calculate的方法。
这样，我们可以通过这一特性来实现继承。还记得我们最最前面的那个Person吧， 下面的示例是创建一个Student来继承Person。
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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;
}
// 继承prototype
Student.prototype = Object.create(Person.prototype);
//重置构造函数
Student.prototype.constructor = Student;
//重载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"
,
"12345678"
,
"Computer Science"
);
document.write(me.sayHello());
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兼容性
上面的这些代码并不一定能在所有的浏览器下都能运行，因为上面这些代码遵循 ECMAScript 5 的规范，关于ECMAScript 5 的浏览器兼容列表，你可以看这里“ES5浏览器兼容表”。
本文中的所有代码都在Chrome最新版中测试过了。
下面是一些函数，可以用在不兼容ES5的浏览器中：
Object.create()函数
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function
clone(proto) {
function
Dummy() { }
Dummy.prototype = proto;
Dummy.prototype.constructor = Dummy;
return
new
Dummy();
//等价于Object.create(Person);
}
var
me = clone(Person);
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defineProperty()函数
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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
}
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keys()函数
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function
keys(object) {
var
result, key
result = [];
for
(key
in
object){
if
(object.hasOwnProperty(key)) result.push(key)
}
return
result;
}
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Object.getPrototypeOf() 函数
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function
proto(object) {
return
!object?
null
:
'__proto__'
in
object? object.__proto__
:
/* not exposed? */
object.constructor.prototype
}
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bind 函数
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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) }
}
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参考
- W3CSchool
- MDN (Mozilla Developer Network)
- MSDN (Microsoft Software Development Network)
- Understanding Javascript OOP.