Javascript 面向对象编程 - Scripts 学盟

Javascript是一个类C的语言，它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解度来说明一下Javascript的面向对象的编程。

var name = \\\'Chen Hao\\\';;
var email = \\\'haoel(@)hotmail.com\\\';
var website = \\\'http://coolshell.cn\\\';

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var chenhao = {
name :\\\'Chen Hao\\\',
email : \\\'haoel(@)hotmail.com\\\',
website : \\\'http://coolshell.cn\\\'
};

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//以成员的方式
chenhao.name;
chenhao.email;
chenhao.website;
//以hash map的方式
chenhao[\\\"name\\\"];
chenhao[\\\"email\\\"];
chenhao[\\\"website\\\"];

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var doSomething = function(){
alert(\\\'Hello World.\\\');
};

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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);
};
//直接赋值，这里很像C/C++的函数指针
chenhao.Hello = sayHello;
chenhao.Hello();

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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。

//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\\\", \\\"haoel@hotmail.com\\\",
\\\"http://coolshell.cn\\\");
chenhao.sayHello();

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delete chenhao[\\\'email\\\']

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Javascript的数据和成员封装很简单。
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，也就是说不同的实例的同一个函数名的行为和实现不一样。

//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: \\\'haoel@hotmail.com\\\',
writable: true,
configurable: true,
enumerable: true },
\\\'website\\\': { value: \\\'http://coolshell.cn\\\',
writable: true,
configurable: true,
enumerable: true }
}
);

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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;

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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);

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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: \\\"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);

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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。

如果查看并管理对象的这些配置，下面有个程序可以输入这些东西：

//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);

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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\\\"

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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\\\"

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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\\\"

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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 : \'haoel@hotmail.com<script type=\"text/javascript\">
/* <![CDATA[ */
(function(){try{var s,a,i,j,r,c,l=document.getElementById(\"__cf_email__\");a=l.className;if(a){s=\'\';r=parseInt(a.substr(0,2),16);for(j=2;a.length-j;j+=2){c=parseInt(a.substr(j,2),16)^r;s+=String.fromCharCode(c);}s=document.createTextNode(s);l.parentNode.replaceChild(s,l);}}catch(e){}})();
/* ]]> */
</script>\'},
\'website\': { value: \'http://coolshell.cn\'}
}
);
Person.sayHello = function (person) {
var hello = \"<p>Hello, I am \"+ this.name + \", \" +
\"my email is: \" + this.email + \", \" +
\"my website is: \" + this.website;
document.write(hello + \"\");
}
var Student = Object.create(Person);
Student.no = \"1234567\"; //学号
Student.dept = \"Computer Science\"; //系
//检查Person的属性
document.write(Student.name + \' \' + Student.email + \' \' + Student.website +\'\');
//检查Person的方法
Student.sayHello();
//重载SayHello方法
Student.sayHello = function (person) {
var hello = \"<p>Hello, I am \"+ this.name + \", \" +
\"my email is: \" + this.email + \", \" +
\"my website is: \" + this.website + \", \" +
\"my student no is: \" + this. no + \", \" +
\"my departent is: \" + this. dept;
document.write(hello + \'\');
}
//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) + \'\');

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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>\');

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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 + \", \" +
\"my departent is: \" + this. dept;
document.write(hello + \'\');
}

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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;
}

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//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() + \'\');
document.write(Person.paint() + \'\');
Composition(Person, Sporter);
document.write(Person.run() + \'\');
document.write(Person.swim() + \'\');
//看看 Person中有什么？（输出：sayHello,sing,paint,swim,run）
document.write(\'<p>\' + Object.keys(Person) + \'\');

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

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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);
Cal.calculate(\'+\');
Cal.calculate(\'-\');

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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 + \", \" +
\"my email is: \" + this.email + \", \" +
\"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) + \'\';
hello += \"my student no is: \" + this. no + \", \" +
\"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());

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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”。