來源:陳皓
Javascript是一個類C的語言,它的物件導向的東西相對於C++/Java比較奇怪,但是其的確相當的強大,在Todd 同學的“物件的訊息模型”一文中我們已經可以看到一些端倪了。這兩天有個前同事總在問我Javascript物件導向的東西,所以,索性寫篇文章讓他看去吧,這裡這篇文章主要想從一個整體的解度來說明一下Javascript的物件導向的程式設計。(成文比較倉促,應該有不準確或是有誤的地方,請大家批評指正)
另,這篇文章主要基於 ECMAScript 5, 旨在介紹新技術。關於相容性的東西,請看最後一節。
初探
我們知道Javascript中的變數定義基本如下:
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var name = 'Chen Hao';; var email = 'haoel(@)hotmail.com'; var website = 'http://coolshell.cn'; |
如果要用物件來寫的話,就是下面這個樣子:
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var chenhao = { name :'Chen Hao', email : 'haoel(@)hotmail.com', website : 'http://coolshell.cn' }; |
於是,我就可以這樣訪問:
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//以成員的方式 chenhao.name; chenhao.email; chenhao.website; //以hash map的方式 chenhao["name"]; chenhao["email"]; chenhao["website"]; |
關於函式,我們知道Javascript的函式是這樣的:
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var doSomething = function(){ alert('Hello World.'); }; |
於是,我們可以這麼幹:
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var sayHello = function(){ var hello = "Hello, I'm "+ this.name + ", my email is: " + this.email + ", my website is: " + this.website; alert(hello); }; //直接賦值,這裡很像C/C++的函式指標 chenhao.Hello = sayHello; chenhao.Hello(); |
相信這些東西都比較簡單,大家都明白了。 可以看到javascript物件函式是直接宣告,直接賦值,直接就用了。runtime的動態語言。
還有一種比如規範的寫法是:
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//我們可以看到, 其用function來做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", "haoel@hotmail.com", "http://coolshell.cn"); chenhao.sayHello(); |
順便說一下,要刪除物件的屬性,很簡單:
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delete chenhao['email'] |
上面的這些例子,我們可以看到這樣幾點:
Javascript的資料和成員封裝很簡單。
Javascript function中的this指標很關鍵,如果沒有的話,那就是區域性變數或區域性函式。
Javascript物件成員函式可以在使用時臨時宣告,並把一個全域性函式直接賦過去就好了。
Javascript的成員函式可以在例項上進行修改,也就是說不同的例項的同一個函式名的行為和實現不一樣。
屬性配置 – Object.defineProperty
先看下面的程式碼:
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//建立物件 var chenhao = Object.create(null); //設定一個屬性 Object.defineProperty( chenhao, 'name', { value: 'Chen Hao', writable: true, configurable: true, enumerable: true }); //設定多個屬性 Object.defineProperties( chenhao, { 'email' : { value: 'haoel@hotmail.com', writable: true, configurable: true, enumerable: true }, 'website': { value: 'http://coolshell.cn', writable: true, configurable: true, enumerable: true } } ); |
下面就說說這些屬性配置是什麼意思。
▲writable:這個屬性的值是否可以改。
▲configurable:這個屬性的配置是否可以改。
▲enumerable:這個屬性是否能在for…in迴圈中遍歷出來或在Object.keys中列舉出來。
▲value:屬性值。
▲get()/set(_value):get和set訪問器。
Get/Set 選擇器
關於get/set訪問器,它的意思就是用get/set來取代value(其不能和value一起使用),示例如下:
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var age = 0; Object.defineProperty( chenhao, 'age', { get: function() {return age+1;}, set: function(value) {age = value;} enumerable : true, configurable : true } ); chenhao.age = 100; //呼叫set alert(chenhao.age); //呼叫get 輸出101; |
我們再看一個更為實用的例子——利用已有的屬性(age)通過get和set構造新的屬性(birth_year):
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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); |
這樣做好像有點麻煩,你說,我為什麼不寫成下面這個樣子:
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var chenhao = { name: "Chen Hao", email: "haoel@hotmail.com", 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,你的確可以這樣的,不過通過defineProperty()你可以幹這些事:
1)設定如 writable,configurable,enumerable 等這類的屬性配置。
2)動態地為一個物件加屬性?比如:一些HTML的DOM對像。
檢視物件屬性配置
如果檢視並管理物件的這些配置,下面有個程式可以輸入這些東西:
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//列出物件的屬性. function listProperties(obj) { var newLine = "<br />"; var names = Object.getOwnPropertyNames(obj); for (var i = 0; i < names.length; i++) { var prop = names[i]; document.write(prop + newLine); // 列出物件的屬性配置(descriptor)動用getOwnPropertyDescriptor函式。 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
關於Javascript的this指標,和C++/Java很類似。 我們來看個示例:(這個示例很簡單了,我就不多說了)
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function print(text){ document.write(this.value + ' - ' + text+ '<br>'); } 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" |
我們再來看看call 和 apply,這兩個函式的差別就是引數的樣子不一樣,另一個就是效能不一樣,apply的效能要差很多。(關於效能,可到 JSPerf 上去跑跑看看)
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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後,this指標,可能會有不一樣,但是因為Javascript是動態的。如下面的示例
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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" |
繼承 和 過載
通過上面的那些示例,我們可以通過Object.create()來實際繼承,請看下面的程式碼,Student繼承於Object。
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var Person = Object.create(null); Object.defineProperties ( Person, { 'name' : { value: 'Chen Hao'}, 'email' : { value : 'haoel@hotmail.com'}, 'website': { value: 'http://coolshell.cn'} } ); Person.sayHello = function (person) { 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"; //學號 Student.dept = "Computer Science"; //系 //檢查Person的屬性 document.write(Student.name + ' ' + Student.email + ' ' + Student.website +'<br>'); //檢查Person的方法 Student.sayHello(); //過載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>'); } //再次呼叫 Student.sayHello(); //檢視Student的屬性(只有 no 、 dept 和 過載了的sayHello) document.write('<p>' + Object.keys(Student) + '<br>'); |
通用上面這個示例,我們可以看到,Person裡的屬性並沒有被真正複製到了Student中來,但是我們可以去存取。這是因為Javascript用委託實現了這一機制。其實,這就是Prototype,Person是Student的Prototype。
當我們的程式碼需要一個屬性的時候,Javascript的引擎會先看當前的這個物件中是否有這個屬性,如果沒有的話,就會查詢他的Prototype物件是否有這個屬性,一直繼續下去,直到找到或是直到沒有Prototype物件。
為了證明這個事,我們可以使用Object.getPrototypeOf()來檢驗一下:
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Student.name = 'aaa'; //輸出 aaa document.write('<p>' + Student.name + '</p>'); //輸出 Chen Hao document.write('<p>' +Object.getPrototypeOf(Student).name + '</p>'); |
於是,你還可以在子物件的函式裡呼叫父物件的函式,就好像C++裡的 Base::func() 一樣。於是,我們過載hello的方法就可以使用父類的程式碼了,如下所示:
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//新版的過載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>'); } |
這個很強大吧。
組合
上面的那個東西還不能滿足我們的要求,我們可能希望這些物件能真正的組合起來。為什麼要組合?因為我們都知道是這是OO設計的最重要的東西。不過,這對於Javascript來並沒有支援得特別好,不好我們依然可以搞定個事。
首先,我們需要定義一個Composition的函式:(target是作用於是物件,source是源物件),下面這個程式碼還是很簡單的,就是把source裡的屬性一個一個拿出來然後定義到target中。
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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; } |
有了這個函式以後,我們就可以這來玩了:
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//藝術家 var Artist = Object.create(null); Artist.sing = function() { return this.name + ' starts singing...'; } Artist.paint = function() { return this.name + ' starts painting...'; } //運動員 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中有什麼?(輸出:sayHello,sing,paint,swim,run) document.write('<p>' + Object.keys(Person) + '<br>'); |
Prototype 和 繼承
我們先來說說Prototype。我們先看下面的例程,這個例程不需要解釋吧,很像C語言裡的函式指標,在C語言裡這樣的東西見得多了。
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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, '-'); |
那麼,我們能不能把這些東西封裝起來呢,我們需要使用prototype。看下面的示例:
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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); Cal.calculate('+'); Cal.calculate('-'); |
這就是prototype的用法,prototype 是javascript這個語言中最重要的內容。網上有太多的文章介始這個東西了。說白了,prototype就是對一物件進行擴充套件,其特點在於通過“複製”一個已經存在的例項來返回新的例項,而不是新建例項。被複制的例項就是我們所稱的“原型”,這個原型是可定製的(當然,這裡沒有真正的複製,實際只是委託)。上面的這個例子中,我們擴充套件了例項Cal,讓其有了一個operations的屬性和一個calculate的方法。
這樣,我們可以通過這一特性來實現繼承。還記得我們最最前面的那個Person吧, 下面的示例是建立一個Student來繼承Person。
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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; } // 繼承prototype Student.prototype = Object.create(Person.prototype); //重置建構函式 Student.prototype.constructor = Student; //過載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", "haoel@hotmail.com", "http://coolshell.cn", "12345678", "Computer Science" ); document.write(me.sayHello()); |
相容性
上面的這些程式碼並不一定能在所有的瀏覽器下都能執行,因為上面這些程式碼遵循 ECMAScript 5 的規範,關於ECMAScript 5 的瀏覽器相容列表,你可以看這裡“ES5瀏覽器相容表”。
本文中的所有程式碼都在Chrome最新版中測試過了。
下面是一些函式,可以用在不相容ES5的瀏覽器中:
Object.create()函式
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function clone(proto) { function Dummy() { } Dummy.prototype = proto; Dummy.prototype.constructor = Dummy; return new Dummy(); //等價於Object.create(Person); } var me = clone(Person); |
defineProperty()函式
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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()函式
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function keys(object) { var result, key result = []; for (key in object){ if (object.hasOwnProperty(key)) result.push(key) } return result; } |
Object.getPrototypeOf() 函式
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function proto(object) { return !object? null : '__proto__' in object? object.__proto__ : /* not exposed? */ object.constructor.prototype } |
bind 函式
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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) } } |
參考
▲W3CSchool
▲MDN (Mozilla Developer Network)
▲MSDN (Microsoft Software Development Network)