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[Java教程]玩转JavaScript OOP[2]类的实现


概述

当我们在谈论面向对象编程时,我们在谈论什么?
我们首先谈论的是一些概念:对象、类、封装、继承、多态。
对象和类是面向对象的基础,封装、继承和多态是面向对象编程的三大特性。

JavaScript提供了对象却缺乏类,它不能像C#一样能显式地定义一个类。
但是JavaScript的函数功能非常灵活,其中之一就是构造函数,结合构造函数和原型对象可以实现”类”。

对象和类的概念

对象

“对象”是面向对象编程中非常重要的一个概念,一个对象是一个“东西”(某个人或某件事)的描述。
人和事都来源于现实生活,我们对现实世界的认知就是对人和事的认知。
在编程的领域,代码对于常人来说是抽象的,代码构成的应用是为了更好地解决现实世界的问题。
在分析和设计阶段,使用“对象”的概念能够更好地反应现实世界的问题。

反过来说,代码是包含一些逻辑的,这些逻辑用于描述业务,业务是包含一些业务知识的,业务知识是通过对现实世界的理解和分析总结出来的,这些问题是由现实世界的“对象”构成的。

对象包含特征和行为,用OOP的术语来说,特征是对象的属性,行为是对象的方法。

在现实世界中,相似的对象可以按照一定的标准来分组。例如“蜂鸟”和“老鹰”都被划分到鸟类,鸟类不是一个具体的对象,它是人们根据“蜂鸟”、“老鹰”等那些具体的鸟分析出相似的特征和行为后,归纳出来的一个概念。类相当于一个模板,我们可以基于这个模板创建不同的具体的对象。

在C#中,我们可以定义一个鸟类。

/// <summary>/// 鸟类/// </summary>public class Bird{  public void Fly()  {    Console.WriteLine("I can fly!");  }}

虽然JavaScript是一门面向对象编程语言,但它没有提供class的语法支持。
在JavaScript中,一切都是基于对象的,即使后面要讲的“原型”也都是对象,JavaScript的继承和重用也都是通过原型来实现的。
但是结合构造函数和原型对象可以实现JavaScript的“类”。

构造函数

之前我们使用new Array()创建一个数组,使用new Object()创建一个对象,Array()和Object()是JavaScript内置的两个构造函数,尽管JavaScript没有提供类,但我们可以将Array和Object理解为“类”的概念。
需要注意的是,JavaScript的“类”是由构造函数实现的。

定义构造函数

构造函数也是函数,定义构造函数和其他函数并没有语法上的区别。
唯一的区别是构造函数的首字母应该大写,这也是JavaScript的编程规范。

以下定义了一个Person()构造函数,我们可以将它理解为Person类。

function Person(){	console.log('I am keepfool.');}

JavaScript的“类”和构造函数是同时被定义的,在JavaScript中定义“类”时,就同时定义了构造器。

使用构造函数

JavaScript使用类的方式和C#一样,new关键字后面跟着构造函数。

var p = new Person();

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定义属性和方法

现在我们已经定义好了Person类,可以为Person类添加一些属性和方法。

定义属性

在讲JavaScript对象时,我们讲了对象的属性设置和访问。
这段代码展示了定义对象属性的两种方式:

var cat = {	color: 'black'};cat.name = 'Tom';console.log(cat.color);console.log(cat.name);

使用this定义属性

JavaScript类的属性定义方式则有些不同,在构造函数中使用this关键字定义属性:

function Person(name){	this.name = name;}
  • 第一行代码,定义了Person类,并定义了构造函数。
  • 第二行代码,定义了name属性。

创建并使用对象

以下2行代码创建了两个Person类的对象

var p1 = new Person('James');var p2 = new Person('Cury');

在Chrome控制台中输出p1.name和p2.name

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p1和p2是两个不同的对象,修改p1.name不会影响p2.name。

p1.name = 'Lebron James';

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定义方法

首先,我们区分一下术语“函数”和“方法”,“函数”是独立的单元,而“方法”是依赖于类这个主体存在的。

使用this定义方法

在JavaScript中,类的方法是定义在构造函数中的函数,在构造函数中使用this关键字定义方法:

function Person(name) {	// 定义属性	this.name = name;	// 定义方法	this.sayHello = function() {		return 'Hello, I am ' + this.name;	}}

使用方法

在Chrome控制台分别调用p1和p2对象的sayHello()方法

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constructor属性

当创建一个对象时,一个特殊的属性被JavaScript自动地分配给对象了,这个属性就是constructor属性。
在chrome控制台输入p1.constructor,可以看到p1对象的constructor属性指向一个函数。

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瞧瞧这个函数的内容,这不正是Person()构造函数吗?

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这表示我们也可以通过p1.constructor属性创建对象,

var p3 = new p1.constructor('Steve Nash');

这行代码阐述了一句话:“我不关心p1对象是怎么创建的,但我想让另一个对象如p1一样创建!”

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在Chrome控制台使用instanceof操作符,可以看到p1、p2、p3都是Person类的实例

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另外,当我们以{}方式创建对象时,实际上也调用了Object()构造函数。

var o = {};

这行代码声明了一个对象,尽管我们没有设置任何属性和方法,但JavaScript引擎默认给它设置了constructor属性。
o.constructor指向的是Object()构造函数,[native code]显示了Object()是JavaScript内置的函数。

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原型对象

在JavaScript中,定义一个函数时,函数就会拥有prototype属性,构造函数也不例外。
下图说明了Person()构造函数的prototype属性是一个对象,它是属于函数的,我们称这个属性为原型对象。
从Person类的角度出发,我们也可理解为prototype属性是属于Person类的。

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同时Person类的实例是没有prototype属性的,上图的p1.prototype是undefined,这说明prototype属性是共享的,这有点像C#中的静态属性。

设置prototype

既然prototype是一个对象,那就可以为它添加属性和方法。

在函数的protpotype属性上定义属性和方法,与设置普通对象的属性和方法没什么区别。
下面的代码为Person.prototype定义了属性和方法。

function Person(name){	this.name = name;	this.sayHello = function() {		return 'Hello, I am ' + this.name;	}}// 在构造函数的prototype对象上定义属性和方法Person.prototype.height = 176;Person.prototype.run = function(){	return 'I am ' + this.name + ', I am running!';}var p1 = new Person('James');

使用prototype

在Person.prototype中定义的属性和方法,可以直接被Person类的实例使用,仍然是以object.property的方式使用。

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需要特别注意的是,namesayHello()是属于Person类的实例,而heightrun()是不属于Person类的实例。

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小技巧:通过hasOwnProperty方法可以查看对象是否包含某个属性或方法。

自有属性 vs. prototype的属性

Person类的实例既可以使用Person类中的属性,又可以使用Person.prototype中的属性。
那么Person类的属性和Person.prototype的属性有什么差别呢?

首先,我们可以将Person类中的属性和方法理解为“实例属性”。
由于prototype是共享的,我们可以将prototype中的属性和方法理解为“共享属性”。

“实例属性”和“共享属性”的差别主要体现在性能上。
每创建一个Person的实例,就会产生一个name属性和sayHello()方法的副本,而height属性和run()方法则是所有实例共享一个副本。

既然如此,这意味着sayHello()方法可以提到prototype中。
另外,不同的Person实例height可能会不一样,应将它放到Person类中更合理。

function Person(name,height){	this.name = name;	this.height = height;}Person.prototype.sayHello = function(){	return 'Hello, I am ' + this.name + ', my height is ' + this.height + 'cm.';}Person.prototype.run = function(){	return 'I am ' + this.name + ', I am running!';}var p1 = new Person('James',203);var p2 = new Person('Cury',190);

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类的实现总结

  1. JavaScript没有类,但构造函数可以实现“类”。
  2. 按照JavaScript编程规范,构造函数的首字母应该大写。
  3. “类”的属性和方法是用this.property方式定义在构造函数中的。
  4. 在对象创建时JavaScript分配了constructor属性给对象,constructor属性是对象构造函数的一个引用。
  5. 函数在定义时就已经有了prototype属性,prototype属性也是一个对象。
  6. prototype是共享的,定义在prototype上的属性和方法可以被“类”的实例使用。
  7. 如果属性或方法能够定义在prototype上,就不要定义在构造函数上,使用prototype可以减少内存开销。
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