JavaScript第六章 面向对象的程序设计

理解对象

属性类型

ECMA-262第 5版在定义只有内部才用的特性（attribute）时，描述了属性（property）的各种特征。 ECMA-262定义这些特性是为了实现 JavaScript引擎用的，因此在 JavaScript中不能直接访问它们。为了 表示特性是内部值，该规范把它们放在了两对儿方括号中，例如[[Enumerable]]。尽管 ECMA-262 第 3版的定义有些不同，但本书只参考第 5版的描述。 ECMAScript中有两种属性：数据属性和访问器属性。

1. 数据属性

数据属性包含一个数据值的位置。在这个位置可以读取和写入值。数据属性有4个描述其行为的 特性。

• [[Configurable]]：表示能否通过 delete 删除属性从而重新定义属性，能否修改属性的特 性，或者能否把属性修改为访问器属性。像前面例子中那样直接在对象上定义的属性，它们的 这个特性默认值为 true。
• [[Enumerable]]：表示能否通过 for-in 循环返回属性。像前面例子中那样直接在对象上定 义的属性，它们的这个特性默认值为 true。
• [[Writable]]：表示能否修改属性的值。像前面例子中那样直接在对象上定义的属性，它们的 这个特性默认值为 true。
• [[Value]]：包含这个属性的数据值。读取属性值的时候，从这个位置读；写入属性值的时候， 把新值保存在这个位置。这个特性的默认值为 undefined。 对于像前面例子中那样直接在对象上定义的属性，它们的[[Configurable]]、[[Enumerable]] 和[[Writable]]特性都被设置为 true，而[[Value]]特性被设置为指定的值。

2. 访问器属性

访问器属性不包含数据值；它们包含一对儿 getter和 setter函数（不过，这两个函数都不是必需的）。 在读取访问器属性时，会调用 getter函数，这个函数负责返回有效的值；在写入访问器属性时，会调用 setter函数并传入新值，这个函数负责决定如何处理数据。访问器属性有如下 4个特性。

• [[Configurable]]：表示能否通过 delete 删除属性从而重新定义属性，能否修改属性的特 性，或者能否把属性修改为数据属性。对于直接在对象上定义的属性，这个特性的默认值为 true。
• [[Enumerable]]：表示能否通过 for-in 循环返回属性。对于直接在对象上定义的属性，这 个特性的默认值为 true。
• [[Get]]：在读取属性时调用的函数。默认值为 undefined。
• [[Set]]：在写入属性时调用的函数。默认值为 undefined。 访问器属性不能直接定义，必须使用 Object.defineProperty()来定义。

定义多个属性

由于为对象定义多个属性的可能性很大，ECMAScript 5 又定义了一个 Object.definePro- perties()方法。利用这个方法可以通过描述符一次定义多个属性。这个方法接收两个对象参数：第一 个对象是要添加和修改其属性的对象，第二个对象的属性与第一个对象中要添加或修改的属性一一对 应。

读取属性的特性

使用 ECMAScript 5的 Object.getOwnPropertyDescriptor()方法，可以取得给定属性的描述 符。这个方法接收两个参数：属性所在的对象和要读取其描述符的属性名称。返回值是一个对象，如果 是访问器属性，这个对象的属性有 configurable、enumerable、get 和 set；如果是数据属性，这 个对象的属性有 configurable、enumerable、writable 和 value。

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创建对象

工厂模式

工厂模式是软件工程领域一种广为人知的设计模式，这种模式抽象了创建具体对象的过程（本书后 面还将讨论其他设计模式及其在 JavaScript中的实现）。考虑到在 ECMAScript中无法创建类，开发人员 就发明了一种函数，用函数来封装以特定接口创建对象的细节，如下面的例子所示。

function createPerson(name, age, job){ 
    var o = new Object();
     o.name = name;
     o.age = age; 
     o.job = job;
     o.sayName = function(){
         alert(this.name);
     };
         return o; 
} 
var person1 = createPerson("Nicholas", 29, "Software Engineer"); 
var person2 = createPerson("Greg", 27, "Doctor");

函数 createPerson()能够根据接受的参数来构建一个包含所有必要信息的 Person 对象。可以无 数次地调用这个函数，而每次它都会返回一个包含三个属性一个方法的对象。工厂模式虽然解决了创建 多个相似对象的问题，但却没有解决对象识别的问题（即怎样知道一个对象的类型）。随着 JavaScript 的发展，又一个新模式出现了。

构造函数模式

前几章介绍过，ECMAScript中的构造函数可用来创建特定类型的对象。像 Object 和 Array 这样
的原生构造函数，在运行时会自动出现在执行环境中。此外，也可以创建自定义的构造函数，从而定义 自定义对象类型的属性和方法。例如，可以使用构造函数模式将前面的例子重写如下。

function Person(name, age, job){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.sayName = function(){
        alert(this.name);
    };
} 
var person1 = new Person("Nicholas", 29, "Software Engineer");
var person2 = new Person("Greg", 27, "Doctor"); 

在这个例子中，Person()函数取代了 createPerson()函数。我们注意到，Person()中的代码 除了与 createPerson()中相同的部分外，还存在以下不同之处：

• 没有显式地创建对象；
• 直接将属性和方法赋给了 this 对象；
• 没有 return 语句。

此外，还应该注意到函数名 Person 使用的是大写字母 P。按照惯例，构造函数始终都应该以一个 大写字母开头，而非构造函数则应该以一个小写字母开头。这个做法借鉴自其他 OO语言，主要是为了 区别于 ECMAScript中的其他函数；因为构造函数本身也是函数，只不过可以用来创建对象而已。 要创建 Person 的新实例，必须使用 new 操作符。以这种方式调用构造函数实际上会经历以下 4 个步骤：

(1) 创建一个新对象；

(2) 将构造函数的作用域赋给新对象（因此 this 就指向了这个新对象）；

(3) 执行构造函数中的代码（为这个新对象添加属性）；

(4) 返回新对象。

1. 将构造函数当作函数

构造函数与其他函数的唯一区别，就在于调用它们的方式不同。不过，构造函数毕竟也是函数，不 存在定义构造函数的特殊语法。任何函数，只要通过 new 操作符来调用，那它就可以作为构造函数；而 任何函数，如果不通过 new 操作符来调用，那它跟普通函数也不会有什么两样。

2. 构造函数的问题

构造函数模式虽然好用，但也并非没有缺点。使用构造函数的主要问题，就是每个方法都要在每个 实例上重新创建一遍。在前面的例子中，person1 和 person2 都有一个名为 sayName()的方法，但那 两个方法不是同一个 Function 的实例。不要忘了——ECMAScript中的函数是对象，因此每定义一个 函数，也就是实例化了一个对象。

原型模式

我们创建的每个函数都有一个 prototype（原型）属性，这个属性是一个指针，指向一个对象， 而这个对象的用途是包含可以由特定类型的所有实例共享的属性和方法。如果按照字面意思来理解，那 么 prototype 就是通过调用构造函数而创建的那个对象实例的原型对象。使用原型对象的好处是可以 让所有对象实例共享它所包含的属性和方法。换句话说，不必在构造函数中定义对象实例的信息，而是 可以将这些信息直接添加到原型对象中

1. 理解原型对象

无论什么时候，只要创建了一个新函数，就会根据一组特定的规则为该函数创建一个 prototype 属性，这个属性指向函数的原型对象。在默认情况下，所有原型对象都会自动获得一个 constructor （构造函数）属性，这个属性包含一个指向 prototype 属性所在函数的指针。就拿前面的例子来说， Person.prototype. constructor 指向 Person。而通过这个构造函数，我们还可继续为原型对象 添加其他属性和方法。

创建了自定义的构造函数之后，其原型对象默认只会取得 constructor 属性；至于其他方法，则 都是从 Object 继承而来的。当调用构造函数创建一个新实例后，该实例的内部将包含一个指针（内部 属性），指向构造函数的原型对象。ECMA-262第 5版中管这个指针叫[[Prototype]]。虽然在脚本中 没有标准的方式访问[[Prototype]]，但 Firefox、Safari 和 Chrome 在每个对象上都支持一个属性 proto；而在其他实现中，这个属性对脚本则是完全不可见的。不过，要明确的真正重要的一点就 是，这个连接存在于实例与构造函数的原型对象之间，而不是存在于实例与构造函数之间。

2. 原型与 in 操作符

有两种方式使用 in 操作符：单独使用和在 for-in 循环中使用。在单独使用时，in 操作符会在通 过对象能够访问给定属性时返回 true，无论该属性存在于实例中还是原型中

3. 更简单的原型语法

读者大概注意到了，前面例子中每添加一个属性和方法就要敲一遍 Person.prototype。为减少 不必要的输入，也为了从视觉上更好地封装原型的功能，更常见的做法是用一个包含所有属性和方法的 对象字面量来重写整个原型对象

4. 原型的动态性

由于在原型中查找值的过程是一次搜索，因此我们对原型对象所做的任何修改都能够立即从实例上 反映出来——即使是先创建了实例后修改原型也照样如此。

5. 原生对象的原型

原型模式的重要性不仅体现在创建自定义类型方面，就连所有原生的引用类型，都是采用这种模式 创建的。所有原生引用类型（Object、Array、String，等等）都在其构造函数的原型上定义了方法。 例如，在 Array.prototype 中可以找到 sort()方法，而在 String.prototype 中可以找到 substring()方法

6. 原型对象的问题

原型模式也不是没有缺点。首先，它省略了为构造函数传递初始化参数这一环节，结果所有实例在 默认情况下都将取得相同的属性值。虽然这会在某种程度上带来一些不方便，但还不是原型的大问题。 原型模式的大问题是由其共享的本性所导致的。 原型中所有属性是被很多实例共享的，这种共享对于函数非常合适。对于那些包含基本值的属性倒 也说得过去，毕竟（如前面的例子所示），通过在实例上添加一个同名属性，可以隐藏原型中的对应属 性。然而，对于包含引用类型值的属性来说，问题就比较突出了。

组合使用构造函数模式和原型模式

创建自定义类型的常见方式，就是组合使用构造函数模式与原型模式。构造函数模式用于定义实 例属性，而原型模式用于定义方法和共享的属性。结果，每个实例都会有自己的一份实例属性的副本， 但同时又共享着对方法的引用，大限度地节省了内存。另外，这种混成模式还支持向构造函数传递参 数；可谓是集两种模式之长。

动态原型模式

有其他 OO语言经验的开发人员在看到独立的构造函数和原型时，很可能会感到非常困惑。动态原 型模式正是致力于解决这个问题的一个方案，它把所有信息都封装在了构造函数中，而通过在构造函数 中初始化原型（仅在必要的情况下），又保持了同时使用构造函数和原型的优点。换句话说，可以通过 检查某个应该存在的方法是否有效，来决定是否需要初始化原型。

寄生构造函数模式

通常，在前述的几种模式都不适用的情况下，可以使用寄生（parasitic）构造函数模式。这种模式 的基本思想是创建一个函数，该函数的作用仅仅是封装创建对象的代码，然后再返回新创建的对象；但 从表面上看，这个函数又很像是典型的构造函数。

稳妥构造函数模式

道格拉斯·克罗克福德（Douglas Crockford）发明了 JavaScript中的稳妥对象（durable objects）这 个概念。所谓稳妥对象，指的是没有公共属性，而且其方法也不引用 this 的对象。稳妥对象适合在 一些安全的环境中（这些环境中会禁止使用 this 和 new），或者在防止数据被其他应用程序（如 Mashup 程序）改动时使用。稳妥构造函数遵循与寄生构造函数类似的模式，但有两点不同：一是新创建对象的 实例方法不引用 this；二是不使用 new 操作符调用构造函数。

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继承

原型链

ECMAScript 中描述了原型链的概念，并将原型链作为实现继承的主要方法。其基本思想是利用原 型让一个引用类型继承另一个引用类型的属性和方法。简单回顾一下构造函数、原型和实例的关系：每 个构造函数都有一个原型对象，原型对象都包含一个指向构造函数的指针，而实例都包含一个指向原型 对象的内部指针。那么，假如我们让原型对象等于另一个类型的实例，结果会怎么样呢？显然，此时的 原型对象将包含一个指向另一个原型的指针，相应地，另一个原型中也包含着一个指向另一个构造函数 的指针。假如另一个原型又是另一个类型的实例，那么上述关系依然成立，如此层层递进，就构成了实 例与原型的链条。这就是所谓原型链的基本概念。

1. 别忘记默认的原型

事实上，前面例子中展示的原型链还少一环。我们知道，所有引用类型默认都继承了 Object，而 这个继承也是通过原型链实现的。大家要记住，所有函数的默认原型都是 Object 的实例，因此默认原 型都会包含一个内部指针，指向 Object.prototype。这也正是所有自定义类型都会继承 toString()、 valueOf()等默认方法的根本原因。所以，我们说上面例子展示的原型链中还应该包括另外一个继承层 次。

2. 确定原型和实例的关系

可以通过两种方式来确定原型和实例之间的关系。第一种方式是使用 instanceof 操作符，只要用 这个操作符来测试实例与原型链中出现过的构造函数，结果就会返回 true。

3. 谨慎地定义方法

子类型有时候需要重写超类型中的某个方法，或者需要添加超类型中不存在的某个方法。但不管怎 样，给原型添加方法的代码一定要放在替换原型的语句之后。

4. 原型链的问题

原型链虽然很强大，可以用它来实现继承，但它也存在一些问题。其中，主要的问题来自包含引 用类型值的原型。想必大家还记得，我们前面介绍过包含引用类型值的原型属性会被所有实例共享；而 这也正是为什么要在构造函数中，而不是在原型对象中定义属性的原因。在通过原型来实现继承时，原 型实际上会变成另一个类型的实例。于是，原先的实例属性也就顺理成章地变成了现在的原型属性了。

借用构造函数

在解决原型中包含引用类型值所带来问题的过程中，开发人员开始使用一种叫做借用构造函数 （constructor stealing）的技术（有时候也叫做伪造对象或经典继承）。这种技术的基本思想相当简单，即 在子类型构造函数的内部调用超类型构造函数。别忘了，函数只不过是在特定环境中执行代码的对象， 因此通过使用 apply()和 call()方法也可以在（将来）新创建的对象上执行构造函数

1. 传递参数

相对于原型链而言，借用构造函数有一个很大的优势，即可以在子类型构造函数中向超类型构造函 数传递参数。

2. 借用构造函数的问题

如果仅仅是借用构造函数，那么也将无法避免构造函数模式存在的问题——方法都在构造函数中定 义，因此函数复用就无从谈起了。而且，在超类型的原型中定义的方法，对子类型而言也是不可见的，结 果所有类型都只能使用构造函数模式。考虑到这些问题，借用构造函数的技术也是很少单独使用的。

组合继承

组合继承（combination inheritance），有时候也叫做伪经典继承，指的是将原型链和借用构造函数的 技术组合到一块，从而发挥二者之长的一种继承模式。其背后的思路是使用原型链实现对原型属性和方 法的继承，而通过借用构造函数来实现对实例属性的继承。这样，既通过在原型上定义方法实现了函数 复用，又能够保证每个实例都有它自己的属性。

原型式继承

道格拉斯·克罗克福德在 2006年写了一篇文章，题为 Prototypal Inheritance in JavaScript （JavaScript 中的原型式继承）。在这篇文章中，他介绍了一种实现继承的方法，这种方法并没有使用严格意义上的 构造函数。他的想法是借助原型可以基于已有的对象创建新对象，同时还不必因此创建自定义类型。

寄生式继承

寄生式（parasitic）继承是与原型式继承紧密相关的一种思路，并且同样也是由克罗克福德推而广 之的。寄生式继承的思路与寄生构造函数和工厂模式类似，即创建一个仅用于封装继承过程的函数，该 函数在内部以某种方式来增强对象，后再像真地是它做了所有工作一样返回对象。

寄生组合式继承

前面说过，组合继承是 JavaScript 常用的继承模式；不过，它也有自己的不足。组合继承大的 问题就是无论什么情况下，都会调用两次超类型构造函数：一次是在创建子类型原型的时候，另一次是 在子类型构造函数内部。没错，子类型终会包含超类型对象的全部实例属性，但我们不得不在调用子 类型构造函数时重写这些属性。