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[Java教程]javascript关于原型的深刻理解


Javascript继承机制的设计思想

 

作者: 阮一峰

日期: 2011年6月 5日


我一直很难理解Javascript语言的继承机制。

它没有"子类"和"父类"的概念,也没有"类"(class)和"实例"(instance)的区分,全靠一种很奇特的"原型链"(prototype chain)模式,来实现继承。

我花了很多时间,学习这个部分,还做了很多笔记。但是都属于强行记忆,无法从根本上理解。

直到昨天,我读到法国程序员Vjeux的解释,才恍然大悟,完全明白了Javascript为什么这样设计。

下面,我尝试用自己的语言,来解释它的设计思想。彻底说明白prototype对象到底是怎么回事。其实根本就没那么复杂,真相非常简单。

一、从古代说起

要理解Javascript的设计思想,必须从它的诞生说起。

1994年,网景公司(Netscape)发布了Navigator浏览器0.9版。这是历史上第一个比较成熟的网络浏览器,轰动一时。但是,这个版本的浏览器只能用来浏览,不具备与访问者互动的能力。比如,如果网页上有一栏"用户名"要求填写,浏览器就无法判断访问者是否真的填写了,只有让服务器端判断。如果没有填写,服务器端就返回错误,要求用户重新填写,这太浪费时间和服务器资源了。

因此,网景公司急需一种网页脚本语言,使得浏览器可以与网页互动。工程师Brendan Eich负责开发这种新语言。他觉得,没必要设计得很复杂,这种语言只要能够完成一些简单操作就够了,比如判断用户有没有填写表单。

1994年正是面向对象编程(object-oriented programming)最兴盛的时期,C++是当时最流行的语言,而Java语言的1.0版即将于第二年推出,Sun公司正在大肆造势。

Brendan Eich无疑受到了影响,Javascript里面所有的数据类型都是对象(object),这一点与Java非常相似。但是,他随即就遇到了一个难题,到底要不要设计"继承"机制呢?

二、Brendan Eich的选择

如果真的是一种简易的脚本语言,其实不需要有"继承"机制。但是,Javascript里面都是对象,必须有一种机制,将所有对象联系起来。所以,Brendan Eich最后还是设计了"继承"。

但是,他不打算引入"类"(class)的概念,因为一旦有了"类",Javascript就是一种完整的面向对象编程语言了,这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。

他考虑到,C++和Java语言都使用new命令,生成实例。

C++的写法是:

  ClassName *object = new ClassName(param);

Java的写法是:

  Foo foo = new Foo();

因此,他就把new命令引入了Javascript,用来从原型对象生成一个实例对象。但是,Javascript没有"类",怎么来表示原型对象呢?

这时,他想到C++和Java使用new命令时,都会调用"类"的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计,在Javascript语言中,new命令后面跟的不是类,而是构造函数。

举例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型。

  function DOG(name){

    this.name = name;

  }

对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。

  var dogA = new DOG('大毛');

  alert(dogA.name); // 大毛

注意构造函数中的this关键字,它就代表了新创建的实例对象。

三、new运算符的缺点

用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法。

比如,在DOG对象的构造函数中,设置一个实例对象的共有属性species。

  function DOG(name){

    this.name = name;

    this.species = '犬科';

  }

然后,生成两个实例对象:

  var dogA = new DOG('大毛');

  var dogB = new DOG('二毛');

这两个对象的species属性是独立的,修改其中一个,不会影响到另一个。

  dogA.species = '猫科';

  alert(dogB.species); // 显示"犬科",不受dogA的影响

每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也是极大的资源浪费。

四、prototype属性的引入

考虑到这一点,Brendan Eich决定为构造函数设置一个prototype属性。

这个属性包含一个对象(以下简称"prototype对象"),所有实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个对象里面;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面。

实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种是引用的。

还是以DOG构造函数为例,现在用prototype属性进行改写:

  function DOG(name){

    this.name = name;

  }

  DOG.prototype = { species : '犬科' };


  var dogA = new DOG('大毛');

  var dogB = new DOG('二毛');


  alert(dogA.species); // 犬科

  alert(dogB.species); // 犬科

现在,species属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。只要修改了prototype对象,就会同时影响到两个实例对象。

  DOG.prototype.species = '猫科';


  alert(dogA.species); // 猫科

  alert(dogB.species); // 猫科

五、总结

由于所有的实例对象共享同一个prototype对象,那么从外界看起来,prototype对象就好像是实例对象的原型,而实例对象则好像"继承"了prototype对象一样。

这就是Javascript继承机制的设计思想。不知道我说清楚了没有,继承机制的具体应用方法,可以参考我写的系列文章:

  * 《Javascript面向对象编程(一):封装》

  * 《Javascript面向对象编程(二):构造函数的继承》

  * 《Javascript面向对象编程(三):非构造函数的继承》

(完)

本文转自阮一峰的博客!侵删!