JavaScript 的核心是支持面向對象的,同時它也提供了強大靈活的 OOP 語言能力。本文從對面向對象編程的介紹開始,帶您探索 JavaScript 的對象模型,最后描述 JavaScript 當中面向對象編程的一些概念。
JavaScript回顧
如果您對 JavaScript 的概念(如變量、類型、方法和作用域等)缺乏自信,您可以在重新介紹 JavaScript 這篇文章里學習這些概念。您也可以查閱這篇 JavaScript 1.5 核心指南。
面向對象編程
面向對象編程是用抽象方式創建基于現實世界模型的一種編程模式。它使用先前建立的范例,包括模塊化,多態和封裝幾種技術。今天,許多流行的編程語言(如Java,JavaScript,C#,C+ +,Python,PHP,Ruby和Objective-C)都支持面向對象編程(OOP)。
面向對象編程可以看作是使用一系列對象相互協作的軟件設計,相對于傳統觀念,一個程序只是一些函數的集合,或簡單的計算機指令列表。 在OOP中,每個對象能夠接收消息,處理數據和發送消息給其他對象。每個對象都可以被看作是一個擁有清晰角色或責任的獨立小機器。
面向對象程序設計的目的是在編程中促進更好的靈活性和可維護性,在大型軟件工程中廣為流行。憑借其對模塊化的重視,面向對象的代碼開發更簡單,更容易理解,相比非模塊化編程方法 1, 它能更直接地分析, 編碼和理解復雜的情況和過程。
術語
Namespace 命名空間
允許開發人員在一個獨特, 應用相關的名字的名稱下捆綁所有功能的容器。
Class 類
定義對象的特征。它是對象的屬性和方法的模板定義.
Object 對象
類的一個實例。
Property 屬性
對象的特征,比如顏色。
Method 方法
對象的能力,比如行走。
Constructor 構造函數
對象初始化的瞬間, 被調用的方法. 通常它的名字與包含它的類一致.
Inheritance 繼承
一個類可以繼承另一個類的特征。
Encapsulation 封裝
一種把數據和相關的方法綁定在一起使用的方法.
Abstraction 抽象
結合復雜的繼承,方法,屬性的對象能夠模擬現實的模型。
Polymorphism 多態
多意為‘許多’,態意為‘形態’。不同類可以定義相同的方法或屬性。
更多關于面向對象編程的描述,請參照維基百科的 面向對象編程 。
原型編程
基于原型的編程不是面向對象編程中體現的風格,且行為重用(在基于類的語言中也稱為繼承)是通過裝飾它作為原型的現有對象的過程實現的。這種模式也被稱為弱類化,原型化,或基于實例的編程。
原始的(也是最典型的)基于原型語言的例子是由大衛·安格爾和蘭德爾·史密斯開發的。然而,弱類化的編程風格近來變得越來越流行,并已被諸如JavaScript,Cecil,NewtonScript,IO,MOO,REBOL,Kevo,Squeak(使用框架操縱Morphic組件),和其他幾種編程語言采用。1
JavaScript面向對象編程
命名空間
命名空間是一個容器,它允許開發人員在一個獨特的,特定于應用程序的名稱下捆綁所有的功能。 在JavaScript中,命名空間只是另一個包含方法,屬性,對象的對象。
注意:需要認識到重要的一點是:與其他面向對象編程語言不同的是,Javascript中的普通對象和命名空間在語言層面上沒有區別。這點可能會讓JavaScript初學者感到迷惑。
創造的JavaScript命名空間背后的想法很簡單:一個全局對象被創建,所有的變量,方法和功能成為該對象的屬性。使用命名空間也最大程度地減少應用程序的名稱沖突的可能性。
我們來創建一個全局變量叫做 MYAPP
// 全局命名空間
var MYAPP = MYAPP || {};
在上面的代碼示例中,我們首先檢查MYAPP是否已經被定義(是否在同一文件中或在另一文件)。如果是的話,那么使用現有的MYAPP全局對象,否則,創建一個名為MYAPP的空對象用來封裝方法,函數,變量和對象。
我們也可以創建子命名空間:
// 子命名空間
MYAPP.event = {};
下面是用于創建命名空間和添加變量,函數和方法的代碼寫法:
// 給普通方法和屬性創建一個叫做MYAPP.commonMethod的容器
MYAPP.commonMethod = {
regExForName: "", // 定義名字的正則驗證
regExForPhone: "", // 定義電話的正則驗證
validateName: function(name){
// 對名字name做些操作,你可以通過使用“this.regExForname”
// 訪問regExForName變量
},
validatePhoneNo: function(phoneNo){
// 對電話號碼做操作
}
}
// 對象和方法一起申明
MYAPP.event = {
addListener: function(el, type, fn) {
// 代碼
},
removeListener: function(el, type, fn) {
// 代碼
},
getEvent: function(e) {
// 代碼
}
// 還可以添加其他的屬性和方法
}
//使用addListner方法的寫法:
MYAPP.event.addListener("yourel", "type", callback);
標準內置對象
JavaScript有包括在其核心的幾個對象,例如,Math,Object,Array和String對象。下面的例子演示了如何使用Math對象的random()方法來獲得一個隨機數。
console.log(Math.random());
注意:T這里和接下來的例子都假設名為 console.log 的方法全局有定義。console.log 實際上不是 JavaScript 自帶的。
查看 JavaScript 參考:全局對象 了解 JavaScript 內置對象的列表。
JavaScript 中的每個對象都是 Object 對象的實例且繼承它所有的屬性和方法。
自定義對象
類
JavaScript是一種基于原型的語言,它沒類的聲明語句,比如C+ +或Java中用的。這有時會對習慣使用有類申明語句語言的程序員產生困擾。相反,JavaScript可用方法作類。定義一個類跟定義一個函數一樣簡單。在下面的例子中,我們定義了一個新類Person。
function Person() { }
// 或
var Person = function(){ }
對象(類的實例)
我們使用 new obj 創建對象 obj 的新實例, 將結果(obj 類型)賦值給一個變量方便稍后調用。
在下面的示例中,我們定義了一個名為Person的類,然后我們創建了兩個Person的實例(person1 and person2).
function Person() { }
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
注意:有一種新增的創建未初始化實例的實例化方法,請參考 Object.create 。
構造器
在實例化時構造器被調用 (也就是對象實例被創建時)。構造器是對象中的一個方法。 在JavaScript,中函數就可以作為構造器使用,因此不需要特別地定義一個構造器方法. 每個聲明的函數都可以在實例化后被調用執行
構造器常用于給對象的屬性賦值或者為調用函數做準備。 在本文的后面描述了類中方法既可以在定義時添加,也可以在使用前添加。
在下面的示例中, Person類實例化時構造器調用一個 alert函數。
function Person() {
alert('Person instantiated');
}
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();
屬性 (對象屬性)
屬性就是 類中包含的變量;每一個對象實例有若干個屬性. 為了正確的繼承,屬性應該被定義在類的原型屬性 (函數)中。
可以使用 關鍵字 this調用類中的屬性, this是對當前對象的引用。 從外部存取(讀/寫)其屬性的語法是: InstanceName.Property; 這與C++,Java或者許多其他語言中的語法是一樣的 (在類中語法 this.Property 常用于set和get屬性值)
在下面的示例中,我們為定義Person類定義了一個屬性 firstName 并在實例化時賦初值。
function Person(firstName) {
this.firstName = firstName;
alert('Person instantiated');
}
var person1 = new Person('Alice');
var person2 = new Person('Bob');
// Show the firstName properties of the objects
alert('person1 is ' + person1.firstName); // alerts "person1 is Alice"
alert('person2 is ' + person2.firstName); // alerts "person2 is Bob"
方法(對象屬性)
方法與屬性很相似, 不同的是:一個是函數,另一個可以被定義為函數。 調用方法很像存取一個屬性, 不同的是add () 在方法名后面很可能帶著參數. 為定義一個方法, 需要將一個函數賦值給類的 prototype 屬性; 這個賦值給函數的名稱就是用來給對象在外部調用它使用的。
在下面的示例中,我們給Person類定義了方法 sayHello(),并調用了它.
function Person(firstName) {
this.firstName = firstName;
}
Person.prototype.sayHello = function() {
alert("Hello, I'm " + this.firstName);
};
var person1 = new Person("Alice");
var person2 = new Person("Bob");
// call the Person sayHello method.
person1.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Alice"
person2.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Bob"
在JavaScript中方法通常是一個綁定到對象中的普通函數, 這意味著方法可以在其所在context之外被調用。 思考下面示例中的代碼:
function Person(firstName) {
this.firstName = firstName;
}
Person.prototype.sayHello = function() {
alert("Hello, I'm " + this.firstName);
};
var person1 = new Person("Alice");
var person2 = new Person("Bob");
var helloFunction = person1.sayHello;
person1.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Alice"
person2.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Bob"
helloFunction();
// alerts "Hello, I'm undefined" (or fails
// with a TypeError in strict mode)
alert(helloFunction === person1.sayHello);
// alerts true
alert(helloFunction === Person.prototype.sayHello);
// alerts true
helloFunction.call(person1);
// alerts "Hello, I'm Alice"
如上例所示, 所有指向sayHello函數的引用 ,包括 person1, Person.prototype, 和 helloFunction 等, 均引用了相同的函數.
在調用函數的過程中,this的值取決于我們怎么樣調用函數. 在通常情況下,我們通過一個表達式person1.sayHello()來調用函數:即從一個對象的屬性中得到所調用的函數。此時this被設置為我們取得函數的對象(即person1)。這就是為什么person1.sayHello() 使用了姓名“Alice”而person2.sayHello()使用了姓名“bob”的原因。
然而我們使用不同的調用方法時, this的值也就不同了。當從變量 helloFunction()中調用的時候, this就被設置成了全局對象 (在瀏覽器中即window)。由于該對象 (非常可能地) 沒有firstName 屬性, 我們得到的結果便是"Hello, I'm undefined". (這是松散模式下的結果, 在 嚴格模式中,結果將不同(此時會產生一個error)。 但是為了避免混淆,我們在這里不涉及細節) 。另外,我們可以像上例末尾那樣,使用Function#call (或者Function#apply)顯式的設置this的值。
更多有關信息請參考 Function#call and Function#apply
繼承
創建一個或多個類的專門版本類方式稱為繼承(Javascript只支持單繼承)。 創建的專門版本的類通常叫做子類,另外的類通常叫做父類。 在Javascript中,繼承通過賦予子類一個父類的實例并專門化子類來實現。在現代瀏覽器中你可以使用 Object.create 實現繼承.
JavaScript 并不檢測子類的 prototype.constructor (見 Object.prototype), 所以我們必須手動申明它.
在下面的例子中, 我們定義了 Student類作為 Person類的子類. 之后我們重定義了sayHello() 方法并添加了 sayGoodBye() 方法.
// 定義Person構造器
function Person(firstName) {
this.firstName = firstName;
}
// 在Person.prototype中加入方法
Person.prototype.walk = function(){
alert("I am walking!");
};
Person.prototype.sayHello = function(){
alert("Hello, I'm " + this.firstName);
};
// 定義Student構造器
function Student(firstName, subject) {
// 調用父類構造器, 確保(使用Function#call)"this" 在調用過程中設置正確
Person.call(this, firstName);
// 初始化Student類特有屬性
this.subject = subject;
};
// 建立一個由Person.prototype繼承而來的Student.prototype對象.
// 注意: 常見的錯誤是使用 "new Person()"來建立Student.prototype.
// 這樣做的錯誤之處有很多, 最重要的一點是我們在實例化時
// 不能賦予Person類任何的FirstName參數
// 調用Person的正確位置如下,我們從Student中來調用它
Student.prototype = Object.create(Person.prototype);
// See note below
// 設置"constructor" 屬性指向Student
Student.prototype.constructor = Student;
// 更換"sayHello" 方法
Student.prototype.sayHello = function(){
alert("Hello, I'm " + this.firstName + ". I'm studying " + this.subject + ".");
};
// 加入"sayGoodBye" 方法
Student.prototype.sayGoodBye = function(){
alert("Goodbye!");
};
// 測試實例:
var student1 = new Student("Janet", "Applied Physics");
student1.sayHello();
// "Hello, I'm Janet. I'm studying Applied Physics."
student1.walk();
// "I am walking!"
student1.sayGoodBye();
// "Goodbye!"
// Check that instanceof works correctly
alert(student1 instanceof Person);
// true
alert(student1 instanceof Student);
// true
對于“Student.prototype = Object.create(Person.prototype);”這一行,在不支持 Object.create方法的老JavaScript引擎中,可以使用一個"polyfill"(又名"shim",查看文章鏈接),或者使用一個function來獲得相同的返回值,就像下面:
function createObject(proto) {
function ctor() { }
ctor.prototype = proto;
return new ctor();
}
// Usage:
Student.prototype = createObject(Person.prototype);
更多相關信息請參考 Object.create,連接中還有一個老JavaScript引擎的兼容方案(shim)。
封裝
在上一個例子中,Student類雖然不需要知道Person類的walk()方法是如何實現的,但是仍然可以使用這個方法;Student類不需要明確地定義這個方法,除非我們想改變它。 這就叫做封裝,對于所有繼承自父類的方法,只需要在子類中定義那些你想改變的即可。
抽象
抽象是允許模擬工作問題中通用部分的一種機制。這可以通過繼承(具體化)或組合來實現。
JavaScript通過繼承實現具體化,通過讓類的實例是其他對象的屬性值來實現組合。
JavaScript Function 類繼承自Object類(這是典型的具體化) 。Function.prototype的屬性是一個Object實例(這是典型的組合)。
var foo = function(){};
alert( 'foo is a Function: ' + (foo instanceof Function) );
// alerts "foo is a Function: true"
alert( 'foo.prototype is an Object: ' + (foo.prototype instanceof Object) );
// alerts "foo.prototype is an Object: true"
多態
就像所有定義在原型屬性內部的方法和屬性一樣,不同的類可以定義具有相同名稱的方法;方法是作用于所在的類中。并且這僅在兩個類不是父子關系時成立(繼承鏈中,一個類不是繼承自其他類)。
注意
本文中所展示的面向對象編程技術不是唯一的實現方式,在JavaScript中面向對象的實現是非常靈活的。
同樣的,文中展示的技術沒有使用任何語言hacks,它們也沒有模仿其他語言的對象理論實現。
JavaScript中還有其他一些更加先進的面向對象技術,但這些都超出了本文的介紹范圍。
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