详解面向对象、构造函数、原型与原型链

原文出处: 波同学   

一、对象的定义

在ECMAScript-262中,对象被定义为“无序属性的集合,其属性可以包含基本值,对象或者函数”

也就是说,在JavaScript中,对象无非就是由一些列无序的key-value对组成。其中value可以是基本值,对象或者函数。

创建对象

我们可以通过new的方式创建一个对象。

也可以通过对象字面量的形式创建一个简单的对象。

当我们想要给我们创建的简单对象添加方法时,可以这样表示。

访问对象的属性和方法

假如我们有一个简单的对象如下:

当我们想要访问他的name属性时,可以用如下两种方式访问。

如果我们想要访问的属性名是一个变量时,常常会使用第二种方式。例如我们要同时访问person的name与age,可以这样写:

这种方式一定要重视,记住它以后在我们处理复杂数据的时候会有很大的帮助。

二、工厂模式

使用上面的方式创建对象很简单,但是在很多时候并不能满足我们的需求。就以person对象为例。假如我们在实际开发中,不仅仅需要一个名字叫做TOM的person对象,同时还需要另外一个名为Jake的person对象,虽然他们有很多相似之处,但是我们不得不重复写两次。

很显然这并不是合理的方式,当相似对象太多时,大家都会崩溃掉。

我们可以使用工厂模式的方式解决这个问题。顾名思义,工厂模式就是我们提供一个模子,然后通过这个模子复制出我们需要的对象。我们需要多少个,就复制多少个。

相信上面的代码并不难理解,也不用把工厂模式看得太过高大上。很显然,工厂模式帮助我们解决了重复代码上的麻烦,让我们可以写很少的代码,就能够创建很多个person对象。但是这里还有两个麻烦,需要我们注意。

第一个麻烦就是这样处理,我们没有办法识别对象实例的类型。使用instanceof可以识别对象的类型,如下例子:

因此在工厂模式的基础上,我们需要使用构造函数的方式来解决这个麻烦。

三、构造函数

在JavaScript中,new关键字可以让一个函数变得与众不同。通过下面的例子,我们来一探new关键字的神奇之处。

为了能够直观的感受他们不同,建议大家动手实践观察一下。很显然,使用new之后,函数内部发生了一些变化,让this指向改变。那么new关键字到底做了什么事情呢。嗯,其实我之前在文章里用文字大概表达了一下new到底干了什么,但是一些同学好奇心很足,总期望用代码实现一下,我就大概以我的理解来表达一下吧。

JavaScript内部再通过其他的一些特殊处理,将var p1 = New(Person, 'tom', 20); 等效于var p1 = new Person('tom', 20);。就是我们认识的new关键字了。具体怎么处理的,我也不知道,别刨根问底了,一直回答下去太难 – -!

老实讲,你可能很难在其他地方看到有如此明确的告诉你new关键字到底对构造函数干了什么的文章了。理解了这段代码,你对JavaScript的理解又比别人深刻了一分,所以,一本正经厚颜无耻求个赞可好?

当然,很多朋友由于对于前面几篇文章的知识理解不够到位,会对new的实现表示非常困惑。但是老实讲,如果你读了我的前面几篇文章,一定会对这里new的实现有似曾相识的感觉。而且我这里已经尽力做了详细的注解,剩下的只能靠你自己了。

但是只要你花点时间,理解了他的原理,那么困扰了无数人的构造函数中this到底指向谁就变得非常简单了。

所以,为了能够判断实例与对象的关系,我们就使用构造函数来搞定。

关于构造函数,如果你暂时不能够理解new的具体实现,就先记住下面这几个结论吧。

  • 与普通函数相比,构造函数并没有任何特别的地方,首字母大写只是我们约定的小规定,用于区分普通函数;
  • new关键字让构造函数具有了与普通函数不同的许多特点,而new的过程中,执行了如下过程:
    1. 声明一个中间对象;
    2. 将该中间对象的原型指向构造函数的原型;
    3. 将构造函数的this,指向该中间对象;
    4. 返回该中间对象,即返回实例对象。

四、原型

虽然构造函数解决了判断实例类型的问题,但是,说到底,还是一个对象的复制过程。跟工厂模式颇有相似之处。也就是说,当我们声明了100个person对象,那么就有100个getName方法被重新生成。

这里的每一个getName方法实现的功能其实是一模一样的,但是由于分别属于不同的实例,就不得不一直不停的为getName分配空间。这就是工厂模式存在的第二个麻烦。

显然这是不合理的。我们期望的是,既然都是实现同一个功能,那么能不能就让每一个实例对象都访问同一个方法?

当然能,这就是原型对象要帮我们解决的问题了。

我们创建的每一个函数,都可以有一个prototype属性,该属性指向一个对象。这个对象,就是我们这里说的原型。

当我们在创建对象时,可以根据自己的需求,选择性的将一些属性和方法通过prototype属性,挂载在原型对象上。而每一个new出来的实例,都有一个__proto__属性,该属性指向构造函数的原型对象,通过这个属性,让实例对象也能够访问原型对象上的方法。因此,当所有的实例都能够通过__proto__访问到原型对象时,原型对象的方法与属性就变成了共有方法与属性。

我们通过一个简单的例子与图示,来了解构造函数,实例与原型三者之间的关系。

由于每个函数都可以是构造函数,每个对象都可以是原型对象,因此如果在理解原型之初就想的太多太复杂的话,反而会阻碍你的理解,这里我们要学会先简化它们。就单纯的剖析这三者的关系。

 

图示

通过图示我们可以看出,构造函数的prototype与所有实例对象的__proto__都指向原型对象。而原型对象的constructor指向构造函数。

除此之外,还可以从图中看出,实例对象实际上对前面我们所说的中间对象的复制,而中间对象中的属性与方法都在构造函数中添加。于是根据构造函数与原型的特性,我们就可以将在构造函数中,通过this声明的属性与方法称为私有变量与方法,它们被当前被某一个实例对象所独有。而通过原型声明的属性与方法,我们可以称之为共有属性与方法,它们可以被所有的实例对象访问。

当我们访问实例对象中的属性或者方法时,会优先访问实例对象自身的属性和方法。

在这个例子中,我们同时在原型与构造函数中都声明了一个getName函数,运行代码的结果表示原型中的访问并没有被访问。

我们还可以通过in来判断,一个对象是否拥有某一个属性/方法,无论是该属性/方法存在与实例对象还是原型对象。

in的这种特性最常用的场景之一,就是判断当前页面是否在移动端打开。

更简单的原型写法

根据前面例子的写法,如果我们要在原型上添加更多的方法,可以这样写:

除此之外,我还可以使用更为简单的写法。

这种字面量的写法看上去简单很多,但是有一个需要特别注意的地方。Person.prototype = {}实际上是重新创建了一个{}对象并赋值给Person.prototype,这里的{}并不是最初的那个原型对象。因此它里面并不包含constructor属性。为了保证正确性,我们必须在新创建的{}对象中显示的设置constructor的指向。即上面的constructor: Person

四、原型链

原型对象其实也是普通的对象。几乎所有的对象都可能是原型对象,也可能是实例对象,而且还可以同时是原型对象与实例对象。这样的一个对象,正是构成原型链的一个节点。因此理解了原型,那么原型链并不是一个多么复杂的概念。

我们知道所有的函数都有一个叫做toString的方法。那么这个方法到底是在哪里的呢?

先随意声明一个函数:

那么我们可以用如下的图来表示这个函数的原型链。

 

原型链

其中foo是Function对象的实例。而Function的原型对象同时又是Object的实例。这样就构成了一条原型链。原型链的访问,其实跟作用域链有很大的相似之处,他们都是一次单向的查找过程。因此实例对象能够通过原型链,访问到处于原型链上对象的所有属性与方法。这也是foo最终能够访问到处于Object原型对象上的toString方法的原因。

基于原型链的特性,我们可以很轻松的实现继承

五、继承

我们常常结合构造函数与原型来创建一个对象。因为构造函数与原型的不同特性,分别解决了我们不同的困扰。因此当我们想要实现继承时,就必须得根据构造函数与原型的不同而采取不同的策略。

我们声明一个Person对象,该对象将作为父级,而子级cPerson将要继承Person的所有属性与方法。

首先我们来看构造函数的继承。在上面我们已经理解了构造函数的本质,它其实是在new内部实现的一个复制过程。而我们在继承时想要的,就是想父级构造函数中的操作在子级的构造函数中重现一遍即可。我们可以通过call方法来达到目的。

而原型的继承,则只需要将子级的原型对象设置为父级的一个实例,加入到原型链中即可。

 

原型链

当然关于继承还有更好的方式,这里就不做深入介绍了,以后有机会再详细解读吧。

原文地址:https://www.cnblogs.com/blueball/p/10641198.html