JS中的面向对象编程

这里是修真院前端小课堂，每篇分享文从

【背景介绍】【知识剖析】【常见问题】【解决方案】【编码实战】【扩展思考】【更多讨论】【参考文献】

八个方面深度解析前端知识/技能，本篇分享的是：

【 JS中的面向对象编程】

1.背景介绍

什么是面向对象编程？

“面向对象编程”（Object OrientedProgramming，缩写为OOP）是目前主流的编程范式。它的核心思想是将真实世界中各种复杂的关系，抽象为一个个对象，然后由对象之间的分工与合作，完成对真实世界的模拟。

主要概念为：把一组数据结构和处理它们的方法组成对象（object），把相同行为的对象归纳为类（class），通过类的封装（encapsulation）隐藏内部细节，通过继承（inheritance）实现类的特化（specialization）／泛化（generalization），通过多态（polymorphism）实现基于对象类型的动态分派（dynamicdispatch）。

Javascript是一种基于对象（object-based）的语言，遇到的东西几乎都是对象，但是它不是一种面对对象的语言。像其他语言里面的class（类），它就没办法直接用了。（听说ES 6可以用了，笔者一直学的ES5，6暂未研究，有兴趣的同学可以去看看教程）

2.知识剖析

2.1对象的概念

因为JS是一个基于对象的语言，所以我们遇到的大多数东西几乎都是对象。例如函数就是一个对象，如果你要在js里面新建一个对象,这样写其实就是创建了一个object的实例。对象就是一个容器，封装了属性和方法。属性就是对象的状态，比如下面的name属性。方法就是写在对象里面的函数，也就是对象的行为，比如下面的sayName方法。

var person = new object()；

person.name = "Tom";

person.sayNmae = function() {

alert(this.name);

}

2.2 工厂模式
“面向对象编程”的第一步，就是要生成“对象”。但是很多时候我们不得不面临重复生成很多对象的情况，如果我有一千个人要记录他们的信息，像上面这种方法写的话，大大增加了代码的重复量，为了解决这个问题，人们开始使用工厂模式的一种变体,写法如下页。虽然工厂模式解决了代码复用的问题，但是却没办法显示实例（person1）和对象o之间的关系，比如aler（person1 instanceof o）;

代码演示：
function Person(name,age, job) {

this.name = name;

this.age = age;

this.job = job;

this.sayName = function() {

alert(this.name)

};

}

person1 = new Person("Tom",20,"Engineer")；

person2 = new Person("Damon",22,"Waiter")；

2.2 构造函数

后来就出现了构造函数，用来创建特定类型的对象，可以将实例和对象联系起来，用到了JS中的“this”，写法如下：

这样对象和实例之间就有关系了，以new这种方式调用构造函数会经历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（这个this就指向了这个新对象）。

（3）执行函数内代码（给对象添加属性）

（4）返回新对象。

代码演示：

function Person(name,age, job) {

this.name = name;

this.age = age;

this.job = job;

this.sayName = function() {

alert(this.name)

};

}

person1 = new Person("Tom",20,"Engineer")；

person2 = new Person("Damon",22,"Waiter")；

构造函数特点：

上面代码中，Persoon就是构造函数，它提供模板，用来生成对象实例。为了与普通函数区别，构造函数名字的第一个字母通常大写。

构造函数的两个特点：

1.函数体内部使用了this关键字，代表了所要生成的对象实例。

2.生成对象的时候，必需用new命令，调用函数。

如果忘了使用new命令，直接调用构造函数会导致构造函数变成普通函数，就不会生成实例对象，并且此时的this这时代表全局对象，将造成一些意想不到的结果。

var Vehicle = function (){

this.price = 1000;

};

var v = Vehicle();

v.price

// Uncaught TypeError: Cannot read property 'price' of undefined

上面代码中，调用Vehicle构造函数时，忘了加上new命令。结果，price属性变成了全局变量，而变量v变成了undefined。

因此必须小心，记得使用new命令。

2.3原型和原型链

原型prototype

JavaScript的每个对象都继承另一个对象，后者称为“原型” （prototype）对象。只有null除外，它没有自己的原型对象。

原型对象上的所有属性和方法，都能被派生对象共享。这就是JavaScript继承机制的基本设计。

通过构造函数生成实例对象时，会自动为实例对象分配原型对象。每一个构造函数都有一个prototype属性，这个属性就是实例对象的原型对象。

原型链

对象的属性和方法，有可能是定义在自身，也有可能是定义在它的原型对象。由于原型本身也是对象，又有自己的原型，所以形成了一条原型链（prototype

chain）。比如，a对象是b对象的原型，b对象是c对象的原型，以此类推。

“原型链”的作用是，读取对象的某个属性时，JavaScript引擎先寻找对象本身的属性，如果找不到，就到它的原型去找，如果还是找不到，就到原型的原型去找。如果直到最顶层的Object.prototype还是找不到，则返回undefined。

需要注意的是，一级级向上，在原型链寻找某个属性，对性能是有影响的。所寻找的属性在越上层的原型对象，对性能的影响越大。如果寻找某个不存在的属性，将会遍历整个原型链。

利用原型（prototype）的继承特性，我们可以将我们的函数写成

function Person() {

};

Person.prototype.name = "Tom";

Person.prototype.age = "20";

Person.prototype.job = "engineer";

Person.prototype.sayName = function() {

alert(this.name);

};

var person1 = new Person();

var person2 = new Person();

alert(person1.sayName == person2.sayName); //true

因为原型的继承，person1和person2的prototype都指向Person的prototype，所以这两个函数其实是相等的。但是用工厂函数或者构造模式， alert(person1.sayName == person2.sayName);就绝对不会为真了。

奇淫巧技1：每次写属性都要加一个prototype是不是很麻烦，其实还有另外一种写法

function Person() {

}

Person.prototype = {

name : "Tom";

age  : "20";

job : "engineer";

sayName : function() {

alert(this.name);

}

}

var person1 = new Person();

var person2 = new Person();

alert(person1.sayName == person2.sayName); //true

2.4 构造函数的继承

让一个构造函数继承另一个构造函数，是非常常见的需求。

也有多种方法实现，各有优缺点。比如现在有一个动物对象的构造函数，和一个猫对象的构造函数。

function Animal() {

this.species = “动物”;

}；

function Cat(name,color) {

this.name = name;

this.color = color;

}

如何才能使Cat继承Animal呢？

2.4.1 构造函数绑定

第一种方法也是最简单的方法，使用call或apply方法，将父对象的构造函数绑定在子对象上，即在子对象构造函数中加一行：

function Cat(name,color){

Animal.apply(this, arguments); //加的

this.name = name;

this.color = color;

}

var cat1 = new Cat("大毛","黄色");

alert(cat1.species); // 动物

2.4.2 prototype（原型）模式

第二种方法更常见，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。

Cat.prototype = new Animal();

Cat.prototype.constructor = Cat;

var cat1 = new Cat("大毛","黄色");

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。相当于将Cat原先的原型对象删除，重新赋一个Animal实例的值。但是任何一个prototype对象都有一个constructor属性，指向它的构造函数。这个时候Cat的构造函数也改变了，变成了Animal。

2.4.2 prototype（原型）模式

所以我们需要“Cat.prototype.constructor = Cat”将Cat的构造函数重新指向为Cat，不然的话会很容易出问题。

这是很重要的一点，编程时务必要遵守。如果替换了prototype对象，

b.prototype = new a();

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。b.prototype.constructor = b;

2.4.3 直接继承prototype（原型）

第三种方法是对第二种方法的改进。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。现在我们将Animal对象改写

 

function Animal() {

Animal.prototype.species = "动物";

}

然后，将Cat的prototype对象，指向Animal的prototype对象，这样就完成了继承。

Cat.prototype = Animal.prototype;

Cat.prototype.constructor = Cat;

var cat1 = new Cat("大毛","黄色");

alert(cat1.species); // 动物

2.4.3 直接继承prototype（原型）

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Animal.prototype的构造函数也变成了Cat。

这个时候我们就需要引入一个空对象作为中转的中介,无论Cat的constructor如何变，只会影响到中转对象F而无法影响到父对象Animal了。

var F = function(){};

F.prototype = Animal.prototype;

Cat.prototype = new F();

Cat.prototype.constructor = Cat;

2.4.3 直接继承prototype（原型）

然后我们将上述方法封装成为一个函数，使用起来就很方便了

function extend(Child, Parent) {

var F = function(){};

F.prototype = Parent.prototype;

Child.prototype = new F();

Child.prototype.constructor = Child;

Child.uber = Parent.prototype;

}

2.4.3 直接继承prototype（原型）

使用的时候方法如下：

extend(Cat,Animal);

var cat1 = new Cat("大毛","黄色");

alert(cat1.species); // 动物

奇淫巧技2:封装函数的时候怎么方便怎么写不必太过考虑语义化的东西，比如写个状态机，直接将状态用数字表示，这样比字符串的形式好判断多了。但是一点也不语义化。

3.常见问题

必须要声明new来创建实例对象吗？

4.解决方案
1.必须要声明new来创建实例对象吗？

为了保证构造函数必须与new命令一起使用，一个解决办法是，在构造函数内部使用严格模式，即第一行加上use strict。

 

function Fubar(foo, bar){

'use strict';

this._foo = foo;

this._bar = bar;

}

Fubar();

// TypeError: Cannot set property '_foo' of undefined

上面代码的Fubar为构造函数，use

strict命令保证了该函数在严格模式下运行。由于在严格模式中，函数内部的this不能指向全局对象，默认等于undefined，导致不加new调用会报错（JavaScript不允许对undefined添加属性）。

另一个解决办法，是在构造函数内部判断是否使用new命令，如果发现没有使用，则直接返回一个实例对象。

function Fubar(foo, bar){

if (!(this instanceof Fubar)) {

return new Fubar(foo, bar);

}

this._foo = foo;

this._bar = bar;

}

Fubar(1, 2)._foo // 1

(new Fubar(1, 2))._foo // 1

上面代码中的构造函数，不管加不加new命令，都会得到同样的结果。

5.编码实战

用面对对象编程的思想写状态机

6.扩展思考
面向对象与面向过程的区别？

传统的过程式编程（procedural programming）由一系列函数或一系列指令组成；而面向对象编程的程序由一系列对象组成。

每一个对象都是功能中心，具有明确分工，可以完成接受信息、处理数据、发出信息等任务。因此，面向对象编程具有灵活性、代码的可重用性、模块性等特点，容易维护和开发，非常适合多人合作的大型应用型软件项目。

7.参考文献
参考一：http://javascript.ruanyifeng....l">阮一峰

 

参考二：

href="http://www.ruanyifeng.com/blog/search.html?cx=016304377626642577906%3Ab_e9skaywzq&cof=FORID%3A11&ie=UTF-8&q=Javascript+%E9%9D%A2%E5%90%91%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%BC%96%E7%A8%8B&sa.x=9&sa.y=8">阮一峰

参考三：《Javascript高级程序设计》chapter 6

8.更多讨论
new命令的原理？

构造函数中的return语句的作用？

面向对象编程的继承原理？

鸣谢

感谢大家观看

PTT链接