JS面向对象教程

Javascript是一个类C的语言，他的面向对象的东西相对于C++/Java比较奇怪，但是其的确 相当的强大，在 Todd 同学的“对象的消息模型”一文中我们已经可以看到一些端倪了。这两天有个前同事总在问我Javascript面向对象的东西，所以，索性写篇文章让他看去 吧，这里这篇文章主要想从一个整体的角度来说明一下Javascript的面向对象的编程。(成文比较仓促，应该有不准确或是有误的地方，请大家批评指 正)

　　另，这篇文章主要基于 ECMAScript 5， 旨在介绍新技术。关于兼容性的东西，请看最后一节。

　　初探

　　我们知道Javascript中的变量定义基本如下：

　　var name = 'Chen Hao';;

　　var email = 'haoel(@)hotmail.com';

　　var website = 'http://coolshell.cn';

　　如果要用对象来写的话，就是下面这个样子：

　　var chenhao = {

　　name :'Chen Hao',

　　email : 'haoel(@)hotmail.com',

　　website : 'http://coolshell.cn'

　　};

　　于是，我就可以这样访问：

　　//以成员的方式

　　chenhao.name;

　　chenhao.email;

　　chenhao.website;

　　//以hash map的方式

　　chenhao["name"];

　　chenhao["email"];

　　chenhao["website"];

　　关于函数，我们知道Javascript的函数是这样的：

　　var doSomething = function(){

　　alert('Hello World.');

　　};

　　于是，我们可以这么干：

　　var sayHello = function(){

　　var hello = "Hello, I'm "+ this.name

　　+ ", my email is: " + this.email

　　+ ", my website is: " + this.website;

　　alert(hello);

　　};

　　//直接赋值，这里很像C/C++的函数指针

　　chenhao.Hello = sayHello;

　　chenhao.Hello();

　　相信这些东西都比较简单，大家都明白了。 可以看到javascript对象函数是直接声明，直接赋值，直接就用了。runtime的动态语言。

　　还有一种比较规范的写法是：

　　//我们可以看到， 其用function来做class。

　　var Person = function(name, email, website){

　　this.name = name;

　　this.email = email;

　　this.website = website;

　　this.sayHello = function(){

　　var hello = "Hello, I'm "+ this.name + ", \n" +

　　"my email is: " + this.email + ", \n" +

　　"my website is: " + this.website;

　　alert(hello);

　　};

　　};

　　var chenhao = new Person("Chen Hao", "[e-mail]",

　　"http://coolshell.cn");

　　chenhao.sayHello();

　　顺便说一下，要删除对象的属性，很简单：

　　delete chenhao['email']

　　上面的这些例子，我们可以看到这样几点：

　　◆ Javascript的数据和成员封装很简单。没有类完全是对象操作。纯动态!

　　◆ Javascript function中的this指针很关键，如果没有的话，那就是局部变量或局部函数。

　　◆ Javascript对象成员函数可以在使用时临时声明，并把一个全局函数直接赋过去就好了。

　　◆ Javascript的成员函数可以在实例上进行修改，也就是说不同实例相同函数名的行为不一定一样。

　　属性配置 – Object.defineProperty

　　先看下面的代码：

　　//创建对象

　　var chenhao = Object.create(null);

　　//设置一个属性

　　Object.defineProperty( chenhao,

　　'name', { value: 'Chen Hao',

　　writable: true,

　　configurable: true,

　　enumerable: true });

　　//设置多个属性

　　Object.defineProperties( chenhao,

　　{

　　'email' : { value: '[e-mail]',

　　writable: true,

　　configurable: true,

　　enumerable: true },

　　'website': { value: 'http://coolshell.cn',

　　writable: true,

　　configurable: true,

　　enumerable: true }

　　}

　　);

　　下面就说说这些属性配置是什么意思。

　　writable：这个属性的值是否可以改。

　　configurable：这个属性的配置是否可以改。

　　enumerable：这个属性是否能在for…in循环中遍历出来或在Object.keys中列举出来。

　　value：属性值。

　　get()/set(_value)：get和set访问器。

　　Get/Set 访问器

　　关于get/set访问器，它的意思就是用get/set来取代value(其不能和value一起使用)，示例如下：

　　var age = 0;

　　Object.defineProperty( chenhao,

　　'age', {

　　get: function() {return age+1;},

　　set: function(value) {age = value;}

　　enumerable : true,

　　configurable : true

　　}

　　);

　　chenhao.age = 100; //调用set

　　alert(chenhao.age); //调用get 输出101(get中+1了);

　　我们再看一个更为实用的例子——利用已有的属性(age)通过get和set构造新的属性(birth_year)：

　　Object.defineProperty( chenhao,

　　'birth_year',

　　{

　　get: function() {

　　var d = new Date();

　　var y = d.getFullYear();

　　return ( y - this.age );

　　},

　　set: function(year) {

　　var d = new Date();

　　var y = d.getFullYear();

　　this.age = y - year;

　　}

　　}

　　);

　　alert(chenhao.birth_year);

　　chenhao.birth_year = 2000;

　　alert(chenhao.age);

　　这样做好像有点麻烦，你说，我为什么不写成下面这个样子：

　　var chenhao = {

　　name: "Chen Hao",

　　email: "[e-mail]",

　　website: "http://coolshell.cn",

　　age: 100,

　　get birth_year() {

　　var d = new Date();

　　var y = d.getFullYear();

　　return ( y - this.age );

　　},

　　set birth_year(year) {

　　var d = new Date();

　　var y = d.getFullYear();

　　this.age = y - year;

　　}

　　};

　　alert(chenhao.birth_year);

　　chenhao.birth_year = 2000;

　　alert(chenhao.age);

　　是的，你的确可以这样的，不过通过defineProperty()你可以干这些事：

　　1)设置如 writable，configurable，enumerable 等这类的属性配置。

　　2)动态地为一个对象加属性。比如：一些HTML的DOM对像。

　　查看对象属性配置

　　如果查看并管理对象的这些配置，下面有个程序可以输出对象的属性和配置等东西：

　　//列出对象的属性.

　　function listProperties(obj)

　　{

　　var newLine = "
";

　　var names = Object.getOwnPropertyNames(obj);

　　for (var i = 0; i < names.length; i++) {

　　var prop = names[i];

　　document.write(prop + newLine);

　　// 列出对象的属性配置(descriptor)动用getOwnPropertyDescriptor函数。

　　var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, prop);

　　for (var attr in descriptor) {

　　document.write("..." + attr + ': ' + descriptor[attr]);

　　document.write(newLine);

　　}

　　document.write(newLine);

　　}

　　}

　　listProperties(chenhao);

　　call，apply， bind 和 this

　　关于Javascript的this指针，和C++/Java很类似。 我们来看个示例：(这个示例很简单了，我就不多说了)

　　function print(text){

　　document.write(this.value + ' - ' + text+ '
');

　　}

　　var a = {value: 10, print : print};

　　var b = {value: 20, print : print};

　　print('hello');// this => global, output "undefined - hello"

　　a.print('a');// this => a, output "10 - a"

　　b.print('b'); // this => b, output "20 - b"

　　a['print']('a'); // this => a, output "10 - a"

　　我们再来看看call 和 apply，这两个函数的差别就是参数的样子不一样，另一个就是性能不一样，apply的性能要差很多。(关于性能，可到 JSPerf 上去跑跑看看)

　　print.call(a, 'a'); // this => a, output "10 - a"

　　print.call(b, 'b'); // this => b, output "20 - b"

　　print.apply(a, ['a']); // this => a, output "10 - a"

　　print.apply(b, ['b']); // this => b, output "20 - b"

　　但是在bind后，this指针，可能会有不一样，但是因为Javascript是动态的。如下面的示例

　　var p = print.bind(a);

　　p('a'); // this => a, output "10 - a"

　　p.call(b, 'b'); // this => a, output "10 - b"

　　p.apply(b, ['b']); // this => a, output "10 - b"

　　继承 和 重载

　　通过上面的那些示例，我们可以通过Object.create()来实际继承，请看下面的代码，Student继承于Object。

var Person = Object.create(null); 
  
Object.defineProperties 
( 
    Person, 
    { 
        'name'  : {  value: 'Chen Hao'}, 
        'email'  : { value : '[e-mail]'}, 
        'website': { value: 'http://coolshell.cn'} 
    } 
); 
  
Person.sayHello = function () { 
    var hello = "<p>Hello, I am "+ this.name  + ", <br>" + 
                "my email is: " + this.email + ", <br>" + 
                "my website is: " + this.website; 
    document.write(hello + "<br>"); 
} 
  
var Student = Object.create(Person); 
Student.no = "1234567"; //学号 
Student.dept = "Computer Science"; //系 
  
//使用Person的属性 
document.write(Student.name + ' ' + Student.email + ' ' + Student.website +'<br>'); 
  
//使用Person的方法 
Student.sayHello(); 
  
//重载SayHello方法 
Student.sayHello = function (person) { 
    var hello = "<p>Hello, I am "+ this.name  + ", <br>" + 
                "my email is: " + this.email + ", <br>" + 
                "my website is: " + this.website + ", <br>" + 
                "my student no is: " + this. no + ", <br>" + 
                "my departent is: " + this. dept; 
    document.write(hello + '<br>'); 
} 
//再次调用 
Student.sayHello(); 
  
//查看Student的属性（只有 no 、 dept 和 重载了的sayHello） 
document.write('<p>' + Object.keys(Student) + '<br>');

　　通用上面这个示例，我们可以看到，Person里的属性并没有被真正复制到了Student中来，但是我们可以去存取。这是因为Javascript用委托实现了这一机制。其实，这就是Prototype，Person是Student的Prototype。

　　当我们的代码需要一个属性的时候，Javascript的引擎会先看当前的这个对象中是否有这个属性，如果没有的话，就会查找他的Prototype对象是否有这个属性，一直继续下去，直到找到或是直到没有Prototype对象。

　　为了证明这个事，我们可以使用Object.getPrototypeOf()来检验一下：

Student.name = 'aaa'; 
//输出 aaa 
document.write('<p>' + Student.name + '</p>'); 
//输出 Chen Hao 
document.write('<p>' +Object.getPrototypeOf(Student).name + '</p>');

　　于是，你还可以在子对象的函数里调用父对象的函数，就好像C++里的 Base::func() 一样。于是，我们重载hello的方法就可以使用父类的代码了，如下所示：

//新版的重载SayHello方法 
Student.sayHello = function (person) { 
    Object.getPrototypeOf(this).sayHello.call(this); 
    var hello = "my student no is: " + this. no + ", <br>" + 
                "my departent is: " + this. dept; 
    document.write(hello + '<br>'); 
}

　　这个很强大吧。

　　组合

　　上面的那个东西还不能满足我们的要求，我们可能希望这些对象能真正的组合起来。为什么要组合?因为我们都知道是这是OO设计的最重要的东西。不过，这对于Javascript来并没有支持得特别好，不好我们依然可以搞定个事。

　　首先，我们需要定义一个Composition的函数：(target是作用于是对象，source是源对象)，下面这个代码还是很简单的，就是把source里的属性一个一个拿出来然后定义到target中。

　　function Composition(target, source)

　　{

　　var desc = Object.getOwnPropertyDescriptor;

　　var prop = Object.getOwnPropertyNames;

　　var def_prop = Object.defineProperty;

　　prop(source).forEach(

　　function(key) {

　　def_prop(target, key, desc(source, key))

　　}

　　)

　　return target;

　　}

　　有了这个函数以后，我们就可以这来玩了：

//艺术家 
var Artist = Object.create(null); 
Artist.sing = function() { 
    return this.name + ' starts singing...'; 
} 
Artist.paint = function() { 
    return this.name + ' starts painting...'; 
} 
  
//运动员 
var Sporter = Object.create(null); 
Sporter.run = function() { 
    return this.name + ' starts running...'; 
} 
Sporter.swim = function() { 
    return this.name + ' starts swimming...'; 
} 
  
Composition(Person, Artist); 
document.write(Person.sing() + '<br>'); 
document.write(Person.paint() + '<br>'); 
  
Composition(Person, Sporter); 
document.write(Person.run() + '<br>'); 
document.write(Person.swim() + '<br>'); 
  
//看看 Person中有什么？（输出：sayHello,sing,paint,swim,run） 
document.write('<p>' + Object.keys(Person) + '<br>');

　　Prototype 和 继承

　　我们先来说说Prototype。我们先看下面的例程，这个例程不需要解释吧，很像C语言里的函数指针，在C语言里这样的东西见得多了。

var plus = function(x,y){ 
    document.write( x + ' + ' + y + ' = ' + (x+y) + '<br>'); 
    return x + y; 
}; 
  
var minus = function(x,y){ 
    document.write(x + ' - ' + y + ' = ' + (x-y) + '<br>'); 
    return x - y; 
}; 
  
var operations = { 
    '+': plus, 
    '-': minus 
}; 
  
var calculate = function(x, y, operation){ 
    return operations[operation](x, y); 
}; 
  
calculate(12, 4, '+'); 
calculate(24, 3, '-');

　　那么，我们能不能把这些东西封装起来呢，我们需要使用prototype。看下面的示例：

　　var Cal = function(x, y){

　　this.x = x;

　　this.y = y;

　　}

　　Cal.prototype.operations = {

　　'+': function(x, y) { return x+y;},

　　'-': function(x, y) { return x-y;}

　　};

　　Cal.prototype.calculate = function(operation){

　　return this.operations[operation](this.x, this.y);

　　};

　　var c = new Cal(4, 5);

　　c.calculate('+');

　　c.calculate('-');

　　这就是prototype的用法，prototype 是javascript这个语言中最重要的内容。网上有太多的文章介始这个东西了。说白了，prototype就是对一对象进行扩展，其特点在于通过“复 制”一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的(当然，这里没有真正的复制，实际只是 委托)。上面的这个例子中，我们扩展了实例Cal，让其有了一个operations的属性和一个calculate的方法。

　　这样，我们可以通过这一特性来实现继承。还记得我们最最前面的那个Person吧， 下面的示例是创建一个Student来继承Person。

function Person(name, email, website){ 
    this.name = name; 
    this.email = email; 
    this.website = website; 
}; 
  
Person.prototype.sayHello = function(){ 
    var hello = "Hello, I am "+ this.name  + ", <br>" + 
                "my email is: " + this.email + ", <br>" + 
                "my website is: " + this.website; 
    return hello; 
}; 
  
function Student(name, email, website, no, dept){ 
    var proto = Object.getPrototypeOf; 
    proto(Student.prototype).constructor.call(this, name, email, website); 
    this.no = no; 
    this.dept = dept; 
} 
  
// 继承prototype 
Student.prototype = Object.create(Person.prototype); 
  
//重置构造函数 
Student.prototype.constructor = Student; 
  
//重载sayHello() 
Student.prototype.sayHello = function(){ 
    var proto = Object.getPrototypeOf; 
    var hello = proto(Student.prototype).sayHello.call(this) + '<br>'; 
    hello += "my student no is: " + this. no + ", <br>" + 
             "my departent is: " + this. dept; 
    return hello; 
}; 
  
var me = new Student( 
    "Chen Hao", 
    "[e-mail]", 
    "http://coolshell.cn", 
    "12345678", 
    "Computer Science"
); 
document.write(me.sayHello());

　　兼容性

　　上面的这些代码并不一定能在所有的浏览器下都能运行，因为上面这些代码遵循 ECMAScript 5 的规范，关于ECMAScript 5 的浏览器兼容列表，你可以看这里“ES5浏览器兼容表”。

　　本文中的所有代码都在Chrome最新版中测试过了。

　　下面是一些函数，可以用在不兼容ES5的浏览器中：

　　Object.create()函数

　　function clone(proto) {

　　function Dummy() { }

　　Dummy.prototype = proto;

　　Dummy.prototype.constructor = Dummy;

　　return new Dummy(); //等价于Object.create(Person);

　　}

　　var me = clone(Person);

　　defineProperty()函数

　　function defineProperty(target, key, descriptor) {

　　if (descriptor.value){

　　target[key] = descriptor.value;

　　}else {

　　descriptor.get && target.__defineGetter__(key, descriptor.get);

　　descriptor.set && target.__defineSetter__(key, descriptor.set);

　　}

　　return target

　　}

　　keys()函数

　　function keys(object) { var result, key

　　result = [];

　　for (key in object){

　　if (object.hasOwnProperty(key)) result.push(key)

　　}

　　return result;

　　}

　　Object.getPrototypeOf() 函数

　　function proto(object) {

　　return !object? null

　　: '__proto__' in object? object.__proto__

　　: /* not exposed? */ object.constructor.prototype

　　}

　　bind 函数

　　var slice = [].slice

　　function bind(fn, bound_this) { var bound_args

　　bound_args = slice.call(arguments, 2)

　　return function() { var args

　　args = bound_args.concat(slice.call(arguments))

　　return fn.apply(bound_this, args) }

　　}