JavaScript是面向对象还是基于对象

与其他语言相比,JavaScript中的对象总是显得不是那么合群。

我们在学习JavaScript面向对象时,往往也会有疑惑:

为什么JavaScript知道ES6才有对象的概念,但是却没有像其他语言那样,有类的概念呢?

为什么在JavaScript对象里可以自由添加属性,而其他的语言却不能呢?

甚至,在一些争论中,有人强调:JavaScript并非面向对象的语言,而是基于对象的语言。这个说法一度流传甚广。

实际上,基于对象和面向对象两个形容词都出现在了JavaScript标准的各个版本中。

我们可以先看看JavaScript标准对于基于对象的定义,这个定义的具体内容是:

语言和宿主的基础设施由对象来提供,并且JavaScript程序即是一系列相互通讯的对象集合。
这里的意思根本不是表达弱化面向对象的意思,反而是表达对象对于语言的重要性。

那么,在本篇文章中,我们一起来尝试去理解面向对象和JavaScript中的面向对象究竟是什么。

什么是面向对象

我们先来说说什么是对象,因为翻译的原因,中文语境下我们很难理解’对象’的真正含义。事实上,Object在英文中,是一切事物的总称,这和面向对象编程的抽象思维有共通之处。

中文的’对象’却没有这样的普适性,我们在学习编程的过程中,更多是把它当做一个专业名词来理解。

但无论如何,我们应该认识到,对象并不是计算机领域凭空造出来的概念,它是顺着人类思维模式产生的一种抽象,也是基于这个观点,面向对象编程也被认为是更接近人类思维模式的一种编程范式。

那么,我们先来看看在人类思维模式下,对象究竟是什么

对象这一概念在人类的幼儿时期形成,这远远早于我们变成逻辑中常用的值,过程等概念。在幼年时,我们总是先认识到某一个苹果能吃,这里某一个苹果就是一个对象,继而认识到所有的苹果都可以吃,这里的所有苹果就是一个类,再后来我们才能意识到三个苹果和三个梨之间的联系,进而产生数字3(值)的概念。

在著名的《面向对象分析与设计》一书中,作者为我们做了总结,他认为从人类的认知角度来说,对象应该是下列事物之一:

1,一个可以触摸或者可以看见的东西;
2,人的智力可以理解的东西;
3,可以指导思维或者行动的东西。

有了对象的自然定义后,我们就可以描述编程语言中的对象了。在不同的编程语言中,设计者也利用各种不同语言特性来抽象描述对象,最为成功的流派是使用’类‘的方式来描述对象,这诞生了诸如C++,Java等流行的编程语言。

而JavaScript早年却选择了一个更为冷门的方式:原型。

这也是文章开头说他不合群的原因之一。

回顾历史,不幸的是,因为公司政治的原因,JavaScript在推出之时受管理层之命被要求模仿Java,所以JavaScript创始人在’原型运行时‘的基础上引入了new,this关键字等语言特性,使之’看起来更像Java‘。

在ES6出现之前,大量的JavaScript程序员试图在原型体系的基础上,把JavaScript变得更像是基于类的编程语言,进而产生了很多所谓的’框架‘,比如你肯定听说过的PrototypeJS,Dojo等。

事实上,它们成为了某种JavaScript方言,甚至产生了一些列互不相容的社群,这样做,显然收益是远大于损失的。

如果我们从运行时的角度来谈论对象,就是在讨论JavaScript实际运行中的模型,这是由于任何代码执行都绕不开运行时的对象模型。

从运行时的角度看,可以不必受到这些诸如’基于类的设施‘的困扰,这是因为任何语言运行时类的概念都是被弱化的。

首先我们来了解一下JavaScript是如何设计对象模型的。

JavaScript对象的特征

在我看来,无论我们使用什么样的编程语言,我们都应该尝试去理解对象的几个本质特性。总结来看,对象有如下几个特点:

对象具有唯一标识性:即使完全相相同的两个对象,也并非同一个对象。
对象有状态:对象具有状态,这意味着同一对象可能处于不同的状态之下。
对象具有行为:即对象的状态,可能因为它的行为产生变迁。

先来看第一个特征,对象具有唯一标识性。一般而言,各种语言的对象唯一标识性都是用内存地址来体现的,对象具有唯一标识性的内存地址,所以具有唯一的标识。

所以,JavaScript程序员都知道,任何不同的JavaScript对象其实都是互不相等的,我们可以看下面的代码,o1和o2初看之下是两个一模一样的对象,但是打印出来的结果却是false。

 var o1 = { a: 1 };
 var o2 = { a: 1 };
 console.log(o1 == o2); // false

关于对象的第二个和第三个特征:’状态和行为‘,不同语言会使用不同的术语来抽象描述它们,比如C++中称他们为’成员变量‘和’成员函数‘,Java中则称他们为’属性‘和’方法‘。

在JavaScript中,将状态和行为统一抽象为’属性‘,考虑到JavaScript中将函数设计成一种特殊的对象,所以JavaScript中的行为和状态都能用属性来抽象。

下面这段代码就展示了普通属性和函数作为属性的一个例子,其中o是对象,d是一个属性,而函数f也是一个属性,尽管写法不大相同,但是对JavaScript来说,d和f就是两个普通的属性。

    var o = { 
        d: 1,
        f() {
            console.log(this.d);
        }    
    };

所以,总结一句话来看,在JavaScript中,对象的状态和行为其实都是被抽象成了属性。如果你用过Java,一定不要觉得奇怪,尽管设计思路有一定的差别,但是二者都很好地表示了对象的基本特征:标识性,状态和行为。

在实现了对象的基本特征的基础上,JavaScript中对象的独有的特色是:对象具有高度的动态性,这是因为JavaScript赋予了使用者在运行时为对象添加修改状态的行为和能力。

比如说,JavaScript允许运行时向对象添加属性,这就跟绝大多数基于类的,静态的对象设计完全不同。如果你用过Java或者其他别的语言,肯定会产生跟我一样的感受。

下面这段代码就展示了运行时如何向一个对象添加属性,一开始我定义了一个对象o,定义完成后,再添加它的属性b,这样操作是完全没有问题的。

    var o = { a: 1 };
    o.b = 2;
    console.log(o.a, o.b); //1 2

为了提高抽象能力,JavaScript的属性被设计成比别的语言更加复杂的形式了,它提供了数据属性和访问器属性两类。

JavaScript对象的两类属性

对JavaScript来说,属性并非只是简单的名字和值,JavaScript用一组特征来描述属性。

先看第一类属性,数据属性。它比较接近于其它语言的属性概念。数据属性具有四个特征。

value:就是属性的值
writable:决定属性能否被赋值
enumerable:决定for…in能否枚举该属性
configurable:决定该属性能否被删除或者改变特征值

在大多数情况下,我们只关心数据属性的值即可。

第二类属性是访问器属性,它也有四个特征。

getter:函数或者undefined,在取属性值的时候被调用
setter:函数或者undefined,在设置属性值的时候被调用
enumerable:决定for…in能否枚举该属性
configurable:决定该属性能否被删除或者改变特征值

访问器属性使得属性在读和写时执行代码,它允许使用者在写和读属性时,得到完全不同的值,它可以被视为一种函数的语法糖。

我们通常用于定义属性的代码会产生数据属性,其中的writable,enumeratable,configurable都默认为true。我们可以使用内置函数Object.getOwnPropertyDescripter来查看。

    var o = { a: 1 };
    o.b = 2;
    //a和b皆为数据属性
    Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"a") // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
    Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"b") // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}

我们在这里使用了两种语法来定义属性,定义完属性后,我们用JavaScript的API来查看这个属性,我们可以发现,这样定义出来的属性都是数据属性。

如果我们想要改变属性的特征,或者定义访问器属性,我们可以使用Object.defineProperty,示例如下:

    var o = { a: 1 };
    Object.defineProperty(o, "b", {value: 2, writable: false, enumerable: false, configurable: true});
    //a和b都是数据属性,但特征值变化了
    Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"a"); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
    Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"b"); // {value: 2, writable: false, enumerable: false, configurable: true}
    o.b = 3;
    console.log(o.b); // 2

这里我们使用了Object.defineProperty来定义属性,这样定义属性可以改变属性的writable和enumerable。

我们同样用Object.getOwnPropertyDescriptor来查看,发现确实改变了writable和enumerable特征,因为writable的值为false,所以我们重新对b赋值,b的值不会发生变化。

在创建对象时,也可以使用get和set关键字来创建访问器属性,代码如下所示:

    var o = { get a() { return 1 } };

    console.log(o.a); // 1

访问器属性和数据属性不同,每次访问属性都会执行getter或者setter函数。

这样,我们就理解了,实际上JavaScript对象的运行时是一个’属性的集合‘,属性以字符串或者Symbol为key,以数据属性特征值或者访问器属性特征值为value。

**对象是一个属性的索引结构。**我们以上面的对象o为例,你可以想象一下’a’是key,{writable:true,value:1,configurable:true,enumerable:true}是value。

讲到了这里,如果你理解了对象的特征,也就不难理解开篇提出来的问题了。

你甚至可以理解为什么会有’JavaScript不是面向对象‘这样的说法了,这是由于JavaScript的对象设计跟目前主流基于类的面向对象差异非常大。

可事实上,这样的对象系统设计虽然特别,但是JavaScript提供了完全运行时的对象系统,这使得它可以模仿多数面向对象的编程范式,所以它也是正统的面向对象语言。

JavaScript语言标准也已经明确说明了,JavaScript是一门面向对象的语言,我想标准中能这说,正是因为JavaScript的高度动态的对象系统。

所以,我们应该在理解其设计思想的基础上充分挖掘它的能力,而不是机械地模仿其他语言。

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