JavaScript面向对象编程深入分析 一. Javascript 面向对象编程：封装 Javascript是一种基于对象(object-based)的语言，你遇到的所有东西几乎都是对象。但是，它又不是一种真正的面向对象编程(OOP)语言，因为它的语法中没有class(类)。 那么，如果我们要把"属性"(property)和"方法"(method)，封装成一个对象，甚至要从原型对象生成一个实例对象，我们应该怎么做呢? 1. 生成对象的原始模式 假定我们把猫看成一个对象，它有"名字"和"颜色"两个属性。 1. var Cat = { 2. name : '', 3. color : '' 4. } 现在，我们需要根据这个原型对象，生成两个实例对象。 1. var cat1 = {}; // 创建一个空对象 2. cat1.name = "大毛"; // 按照原型对象的属性赋值 3. cat1.color = "黄色"; 4. var cat2 = {}; 5. cat2.name = "二毛"; 6. cat2.color = "黑色"; 好了，这就是最简单的封装了。但是，这样的写法有两个缺点，一是如果多生成几个实例，写起来就非常麻烦;二是实例与原型之间，没有任何办法，可以看出有什么联系。 2. 原始模式的改进 我们可以写一个函数，解决代码重复的问题。 1. function Cat(name,color){ 2. return { 3. name:name, 4. color:color 5. } 6. } 然后生成实例对象，就等于是在调用函数： 1. var cat1 = Cat("大毛","黄色"); 2. var cat2 = Cat("二毛","黑色"); 这种方法的问题依然是，cat1和cat2之间没有内在的联系，不能反映出它们是同一个原型对象的实例。 3. 构造函数模式 为了解决从原型对象生成实例的问题，Javascript提供了一个构造函数(Constructor)模式。 所谓"构造函数"，其实就是一个普通函数，但是内部使用了this变量。对构造函数使用new运算符，就能生成实例，并且this变量会绑定在实例对象上。 比如，猫的原型对象现在可以这样写， 1. function Cat(name,color){ 2. this.name=name; 3. this.color=color; 4. } 5. 我们现在就可以生成实例对象了。 1. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 2. var cat2 = new Cat("二毛","黑色"); 3. alert(cat1.name); // 大毛 4. alert(cat1.color); // 黄色 这时cat1和cat2会自动含有一个constructor属性，指向它们的构造函数。 1. alert(cat1.constructor == Cat); //true 2. alert(cat2.constructor == Cat); //true Javascript还提供了一个instanceof运算符，验证原型对象与实例对象之间的关系。 1. alert(cat1 instanceof Cat); //true 2. alert(cat2 instanceof Cat); //true 4. 构造函数模式的问题 构造函数方法很好用，但是存在一个浪费内存的问题。 请看，我们现在为Cat对象添加一个不变的属性"type"(种类)，再添加一个方法eat(吃老鼠)。那么，原型对象Cat就变成了下面这样： 1. function Cat(name,color){ 2. this.name = name; 3. this.color = color; 4. this.type = "猫科动物"; 5. this.eat = function(){alert("吃老鼠");}; 6. } 还是采用同样的方法，生成实例： 1. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 2. var cat2 = new Cat ("二毛","黑色"); 3. alert(cat1.type); // 猫科动物 4. cat1.eat(); // 吃老鼠 表面上好像没什么问题，但是实际上这样做，有一个很大的弊端。那就是对于每一个实例对象，type属性和eat()方法都是一模一样的内容，每一次生成一个实例，都必须为重复的内容，多占用一些内存。这样既不环保，也缺乏效率。 1. alert(cat1.eat == cat2.eat); //false 能不能让type属性和eat()方法在内存中只生成一次，然后所有实例都指向那个内存地址呢?回答是可以的。 5. Prototype模式 Javascript规定，每一个构造函数都有一个prototype属性，指向另一个对象。这个对象的所有属性和方法，都会被构造函数的实例继承。 这意味着，我们可以把那些不变的属性和方法，直接定义在prototype对象上。 1. function Cat(name,color){ 2. this.name = name; 3. this.color = color; 4. } 5. Cat.prototype.type = "猫科动物"; 6. Cat.prototype.eat = function(){alert("吃老鼠")}; 然后，生成实例。 1. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 2. var cat2 = new Cat("二毛","黑色"); 3. alert(cat1.type); // 猫科动物 4. cat1.eat(); // 吃老鼠 这时所有实例的type属性和eat()方法，其实都是同一个内存地址，指向prototype对象，因此就提高了运行效率。 1. alert(cat1.eat == cat2.eat); //true 6. Prototype模式的验证方法 6.1 isPrototypeOf() 这个方法用来判断，某个proptotype对象和某个实例之间的关系。 1. alert(Cat.prototype.isPrototypeOf(cat1)); //true 2. alert(Cat.prototype.isPrototypeOf(cat2)); //true 6.2 hasOwnProperty() 每个实例对象都有一个hasOwnProperty()方法，用来判断某一个属性到底是本地属性，还是继承自prototype对象的属性。 1. alert(cat1.hasOwnProperty("name")); // true 2. alert(cat1.hasOwnProperty("type")); // false 6.3 in运算符 in运算符可以用来判断，某个实例是否含有某个属性，不管是不是本地属性。 1. alert("name" in cat1); // true 2. alert("type" in cat1); // true in运算符还可以用来遍历某个对象的所有属性。 1. for(var prop in cat1) { alert("cat1["+prop+"]="+cat1[prop]); } 二. Javascript 面向对象编程：构造函数的继承 本节主要介绍，如何生成一个"继承"多个对象的实例。 比如，现在有一个"动物"对象的构造函数， 1. function Animal(){ 2. this.species = "动物"; 3. } 还有一个"猫"对象的构造函数， 1. function Cat(name,color){ 2. this.name = name; 3. this.color = color; 4. } 怎样才能使"猫"继承"动物"呢? 1. 构造函数绑定 最简单的方法，大概就是使用call或apply方法，将父对象的构造函数绑定在子对象上，也就是在子对象构造函数中加一行： 1. function Cat(name,color){ 2. Animal.apply(this, arguments); 3. this.name = name; 4. this.color = color; 5. } 6. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 7. alert(cat1.species); // 动物 2. prototype模式 更常见的做法，则是使用prototype属性。 如果"猫"的prototype对象，指向一个Animal的实例，那么所有"猫"的实例，就能继承Animal了。 1. Cat.prototype = new Animal(); 2. Cat.prototype.constructor = Cat; 3. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 4. alert(cat1.species); // 动物 代码的第一行，我们将Cat的prototype对象指向一个Animal的实例。 1. Cat.prototype = new Animal(); 它相当于完全删除了prototype 对象原先的值，然后赋予一个新值。但是，第二行又是什么意思呢? 1. Cat.prototype.constructor = Cat; 原来，任何一个prototype对象都有一个constructor属性，指向它的构造函数。也就是说，Cat.prototype 这个对象的constructor属性，是指向Cat的。 我们在前一步已经删除了这个prototype对象原来的值，所以新的prototype对象没有constructor属性，所以我们必须手动加上去，否则后面的"继承链"会出问题。这就是第二行的意思。 总之，这是很重要的一点，编程时务必要遵守。下文都遵循这一点，即如果替换了prototype对象， 1. o.prototype = {}; 那么，下一步必然是为新的prototype对象加上constructor属性，并将这个属性指回原来的构造函数。 1. o.prototype.constructor = o; 3. 直接继承prototype 由于Animal对象中，不变的属性都可以直接写入Animal.prototype。所以，我们也可以让Cat()跳过 Animal()，直接继承Animal.prototype。 现在，我们先将Animal对象改写： 1. function Animal(){ } 2. Animal.prototype.species = "动物"; 然后，将Cat的prototype对象，然后指向Animal的prototype对象，这样就完成了继承。 1. Cat.prototype = Animal.prototype; 2. CatCat.prototype.constructor = Cat; 3. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 4. alert(cat1.species); // 动物 与前一种方法相比，这样做的优点是效率比较高(不用执行和建立Animal的实例了)，比较省内存。缺点是 Cat.prototype和Animal.prototype现在指向了同一个对象，那么任何对Cat.prototype的修改，都会反映到Animal.prototype。 所以，上面这一段代码其实是有问题的。请看第二行 1. Cat.prototype.constructor = Cat; 这一句实际上把Animal.prototype对象的constructor属性也改掉了! 1. alert(Animal.prototype.constructor); // Cat 4. 利用空对象作为中介 由于"直接继承prototype"存在上述的缺点，所以可以利用一个空对象作为中介。 1. var F = function(){}; 2. F.prototype = Animal.prototype; 3. Cat.prototype = new F(); 4. Cat.prototype.constructor = Cat; F是空对象，所以几乎不占内存。这时，修改Cat的prototype对象，就不会影响到Animal的prototype对象。 1. alert(Animal.prototype.constructor); // Animal 5. prototype模式的封装函数 我们将上面的方法，封装成一个函数，便于使用。 1. function extend(Child, Parent) { 2. 3. var F = function(){}; 4. F.prototype = Parent.prototype; 5. Child.prototype = new F(); 6. Child.prototype.constructor = Child; 7. Child.uber = Parent.prototype; 8. } 使用的时候，方法如下 1. extend(Cat,Animal); 2. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 3. alert(cat1.species); // 动物 这个extend函数，就是YUI库如何实现继承的方法。 另外，说明一点。函数体最后一行 1. Child.uber = Parent.prototype; 意思是为子对象设一个uber属性，这个属性直接指向父对象的prototype属性。这等于是在子对象上打开一条通道，可以直接调用父对象的方法。这一行放在这里，只是为了实现继承的完备性，纯属备用性质。 6. 拷贝继承 上面是采用prototype对象，实现继承。我们也可以换一种思路，纯粹采用"拷贝"方法实现继承。简单说，如果把父对象的所有属性和方法，拷贝进子对象，不也能够实现继承吗? 首先，还是把Animal的所有不变属性，都放到它的prototype对象上。 1. function Animal(){} 2. Animal.prototype.species = "动物"; 然后，再写一个函数，实现属性拷贝的目的。 1. function extend2(Child, Parent) { 2. var p = Parent.prototype; 3. var c = Child.prototype; 4. for (var i in p) { 5. c[i] = p[i]; 6. } 7. c.uber = p; 8. } 这个函数的作用，就是将父对象的prototype对象中的属性，一一拷贝给Child对象的prototype对象。 使用的时候，这样写： 1. extend2(Cat, Animal); 2. var cat1 = new Cat("大毛","黄色"); 3. alert(cat1.species); // 动物 三. Javascript面向对象编程：非构造函数的继承 本节介绍不使用构造函数实现"继承"。 1. 什么是"非构造函数"的继承? 比如，现在有一个对象，叫做"中国人"。 1. var Chinese = { 2. nation:'中国' 3. }; 还有一个对象，叫做"医生"。 1. var Doctor ={ 2. career:'医生' 3. } 请问怎样才能让"医生"去继承"中国人"，也就是说，我怎样才能生成一个"中国医生"的对象? 这里要注意，这两个对象都是普通对象，不是构造函数，无法使用构造函数方法实现"继承"。 2. object()方法 json格式的发明人Douglas Crockford，提出了一个object()函数，可以做到这一点。 1. function object(o) { 2. function F() {} 3. F.prototype = o; 4. return new F(); 5. } 这个object()函数，其实只做一件事，就是把子对象的prototype属性，指向父对象，从而使得子对象与父对象连在一起。 使用的时候，第一步先在父对象的基础上，生成子对象： 1. var Doctor = object(Chinese); 然后，再加上子对象本身的属性： 1. Doctor.career = '医生'; 这时，子对象已经继承了父对象的属性了。 1. alert(Doctor.nation); //中国 3. 浅拷贝 除了使用"prototype链"以外，还有另一种思路：把父对象的属性，全部拷贝给子对象，也能实现继承。 下面这个函数，就是在做拷贝： 1. function extendCopy(p) { 2. var c = {}; 3. for (var i in p) { 4. c[i] = p[i]; 5. } 6. c.uber = p; 7. return c; 8. } 使用的时候，这样写： 1. var Doctor = extendCopy(Chinese); 2. Doctor.career = '医生'; 3. alert(Doctor.nation); // 中国 但是，这样的拷贝有一个问题。那就是，如果父对象的属性等于数组或另一个对象，那么实际上，子对象获得的只是一个内存地址，而不是真正拷贝，因此存在父对象被篡改的可能。 请看，现在给Chinese添加一个"出生地"属性，它的值是一个数组。 1. Chinese.birthPlaces = ['北京','上海','香港']; 通过extendCopy()函数，Doctor继承了Chinese。 1. var Doctor = extendCopy(Chinese); 然后，我们为Doctor的"出生地"添加一个城市： 1. Doctor.birthPlaces.push('厦门'); 发生了什么事?Chinese的"出生地"也被改掉了! 1. alert(Doctor.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门 2. alert(Chinese.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门 所以，extendCopy()只是拷贝基本类型的数据，我们把这种拷贝叫做"浅拷贝"。这是早期jQuery实现继承的方式。 4. 深拷贝 所谓"深拷贝"，就是能够实现真正意义上的数组和对象的拷贝。它的实现并不难，只要递归调用"浅拷贝"就行了。 1. function deepCopy(p, c) { 2. var c = c || {}; 3. for (var i in p) { 4. if (typeof p[i] === 'object') { 5. c[i] = (p[i].constructor === Array) ? [] : {}; 6. deepCopy(p[i], c[i]); 7. } else { 8. c[i] = p[i]; 9. } 10. } 11. return c; 12. } 使用的时候这样写： 1. var Doctor = deepCopy(Chinese); 现在，给父对象加一个属性，值为数组。然后，在子对象上修改这个属性： 1. Chinese.birthPlaces = ['北京','上海','香港']; 2. Doctor.birthPlaces.push('厦门'); 这时，父对象就不会受到影响了。 1. alert(Doctor.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门 2. alert(Chinese.birthPlaces); //北京, 上海, 香港 目前，jQuery库使用的就是这种继承方法。