JavaScript不区分类和实例的概念,而是通过原型(prototype)来实现面向对象编程。
Object.create()方法可以传入一个原型对象,并创建一个基于该原型的新对象,但是新对象什么属性都没有,因此,我们可以编写一个函数来创建xiaoming:
// 原型对象:
var Student = {
name: 'Robot',
height: 1.2,
run: function () {
console.log(this.name + ' is running...');
}
};
function createStudent(name) {
// 基于Student原型创建一个新对象:
var s = Object.create(Student);
// 初始化新对象:
s.name = name;
return s;
}
var xiaoming = createStudent('小明');
xiaoming.run(); // 小明 is running...
xiaoming.__proto__ === Student; // true
JavaScript对每个创建的对象都会设置一个原型,指向它的原型对象。
当我们用obj.xxx
访问一个对象的属性时,JavaScript引擎先在当前对象上查找该属性,如果没有找到,就到其原型对象上找,如果还没有找到,就一直上溯到Object.prototype
对象,最后,如果还没有找到,就只能返回undefined
。
例如,创建一个Array对象:
var arr = [1, 2, 3];
其原型链是:
arr ----> Array.prototype ----> Object.prototype ----> null
Array.prototype定义了indexOf()
、shift()
等方法,因此你可以在所有的Array对象上直接调用这些方法。
当我们创建一个函数时:
function foo() {
return 0;
}
函数也是一个对象,它的原型链是:
foo ----> Function.prototype ----> Object.prototype ----> null
由于Function.prototype定义了apply()
等方法,因此,所有函数都可以调用apply()
方法。
很容易想到,如果原型链很长,那么访问一个对象的属性就会因为花更多的时间查找而变得更慢,因此要注意不要把原型链搞得太长。
除了直接用{ … }创建一个对象外,JavaScript还可以用一种构造函数的方法来创建对象。它的用法是,先定义一个构造函数:
function Student(name) {
this.name = name;
this.hello = function () {
alert('Hello, ' + this.name + '!');
}
}
这是一个普通函数,但是在JavaScript中,可以用关键字new来调用这个函数,并返回一个对象:
var xiaoming = new Student('小明');
xiaoming.name; // '小明'
xiaoming.hello(); // Hello, 小明!
注意,如果不写new,这就是一个普通函数,它返回undefined
。但是,如果写了new,它就变成了一个构造函数,它绑定的this指向新创建的对象,并默认返回this,也就是说,不需要在最后写return this;
。
新创建的xiaoming的原型链是:
xiaoming ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
也就是说,xiaoming的原型指向函数Student的原型。如果你又创建了xiaohong、xiaojun,那么这些对象的原型与xiaoming是一样的:
xiaoming
xiaohong -→ Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
xiaojun
用new Student()
创建的对象还从原型上获得了一个constructor属性,它指向函数Student本身:
xiaoming.constructor === Student.prototype.constructor; // true
Student.prototype.constructor === Student; // true
Object.getPrototypeOf(xiaoming) === Student.prototype; // true
xiaoming instanceof Student; // true
看晕了吧?用一张图来表示这些乱七八糟的关系就是:
红色箭头是原型链。注意,Student.prototype指向的对象就是xiaoming、xiaohong的原型对象,这个原型对象自己还有个属性constructor,指向Student函数本身。
另外,函数Student恰好有个属性prototype指向xiaoming、xiaohong的原型对象,但是xiaoming、xiaohong这些对象可没有prototype这个属性,不过可以用__proto__
这个非标准用法来查看。
现在我们就认为xiaoming、xiaohong这些对象“继承”自Student。
不过还有一个小问题,注意观察:
xiaoming.name; // '小明'
xiaohong.name; // '小红'
xiaoming.hello; // function: Student.hello()
xiaohong.hello; // function: Student.hello()
xiaoming.hello === xiaohong.hello; // false
xiaoming和xiaohong各自的name不同,这是对的,否则我们无法区分谁是谁了。
xiaoming和xiaohong各自的hello是一个函数,但显示两个不同的函数。如果我们通过new Student()创建了很多对象,这些对象的hello函数实际上只需要共享同一个函数就可以了,这样可以节省很多内存。
要让创建的对象共享一个hello函数,根据对象的属性查找原则,我们只要把hello函数移动到xiaoming、xiaohong这些对象共同的原型上就可以了,也就是Student.prototype:
修改代码如下:
function Student(name) {
this.name = name;
}
Student.prototype.hello = function () {
alert('Hello, ' + this.name + '!');
};
用new创建基于原型的JavaScript的对象就是这么简单!
如果一个函数被定义为用于创建对象的构造函数,但是调用时忘记了写new怎么办?
在strict模式下,this.name = name
将报错,因为this
绑定为undefined
,在非strict模式下,this.name = name
不报错,因为this
绑定为window
,于是无意间创建了全局变量name
,并且返回undefined
,这个结果更糟糕。
所以,调用构造函数千万不要忘记写new。为了区分普通函数和构造函数,按照约定,构造函数首字母应当大写,而普通函数首字母应当小写,这样,一些语法检查工具如jslint将可以帮你检测到漏写的new。
最后,我们还可以编写一个createStudent()
函数,在内部封装所有的new操作。一个常用的编程模式像这样:
function Student(props) {
this.name = props.name || '匿名'; // 默认值为'匿名'
this.grade = props.grade || 1; // 默认值为1
}
Student.prototype.hello = function () {
alert('Hello, ' + this.name + '!');
};
function createStudent(props) {
return new Student(props || {
})
}
这个createStudent()
函数有几个巨大的优点:一是不需要new来调用,二是参数非常灵活,可以不传,也可以这么传:
var xiaoming = createStudent({
name: '小明'
});
xiaoming.grade; // 1
如果创建的对象有很多属性,我们只需要传递需要的某些属性,剩下的属性可以用默认值。由于参数是一个Object,我们无需记忆参数的顺序。如果恰好从JSON拿到了一个对象,就可以直接创建出xiaoming。
请利用构造函数定义Cat,并让所有的Cat对象有一个name属性,并共享一个方法say()
,返回字符串’Hello, xxx!’:
function Cat(name) {
this.name=name;
}
Cat.prototype.say=function(){
return('Hello, ' + this.name + '!');
}
// 测试:
var kitty = new Cat('Kitty');
var doraemon = new Cat('哆啦A梦');
if (kitty && kitty.name === 'Kitty'
&& kitty.say
&& typeof kitty.say === 'function'
&& kitty.say() === 'Hello, Kitty!'
&& kitty.say === doraemon.say
) {
console.log('测试通过!');
} else {
console.log('测试失败!');
}
现在,我们要基于Student扩展出PrimaryStudent,可以先定义出PrimaryStudent:
function PrimaryStudent(props) {
// 调用Student构造函数,绑定this变量:
Student.call(this, props);
this.grade = props.grade || 1;
}
但是,调用了Student构造函数不等于继承了Student,PrimaryStudent创建的对象的原型是:
new PrimaryStudent() ----> PrimaryStudent.prototype ----> Object.prototype ----> null
必须想办法把原型链修改为:
new PrimaryStudent() ----> PrimaryStudent.prototype ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
这样,原型链对了,继承关系就对了。新的基于PrimaryStudent创建的对象不但能调用PrimaryStudent.prototype定义的方法,也可以调用Student.prototype定义的方法。
如果你想用最简单粗暴的方法这么干:
PrimaryStudent.prototype = Student.prototype;
是不行的!如果这样的话,PrimaryStudent和Student共享一个原型对象,那还要定义PrimaryStudent干啥?
我们必须借助一个中间对象来实现正确的原型链,这个中间对象的原型要指向Student.prototype。为了实现这一点,参考道爷(就是发明JSON的那个道格拉斯)的代码,中间对象可以用一个空函数F来实现:
// PrimaryStudent构造函数:
function PrimaryStudent(props) {
Student.call(this, props);
this.grade = props.grade || 1;
}
// 空函数F:
function F() {
}
// 把F的原型指向Student.prototype:
F.prototype = Student.prototype;
// 把PrimaryStudent的原型指向一个新的F对象,F对象的原型正好指向Student.prototype:
PrimaryStudent.prototype = new F();
// 把PrimaryStudent原型的构造函数修复为PrimaryStudent:
PrimaryStudent.prototype.constructor = PrimaryStudent;
// 继续在PrimaryStudent原型(就是new F()对象)上定义方法:
PrimaryStudent.prototype.getGrade = function () {
return this.grade;
};
// 创建xiaoming:
var xiaoming = new PrimaryStudent({
name: '小明',
grade: 2
});
xiaoming.name; // '小明'
xiaoming.grade; // 2
// 验证原型:
xiaoming.__proto__ === PrimaryStudent.prototype; // true
xiaoming.__proto__.__proto__ === Student.prototype; // true
// 验证继承关系:
xiaoming instanceof PrimaryStudent; // true
xiaoming instanceof Student; // true
用一张图来表示新的原型链:
注意,函数F仅用于桥接,我们仅创建了一个new F()实例,而且,没有改变原有的Student定义的原型链。
如果把继承这个动作用一个 inherits()
函数封装起来,还可以隐藏F的定义,并简化代码:
function inherits(Child, Parent) {
var F = function () {
};
F.prototype = Parent.prototype;
Child.prototype = new F();
Child.prototype.constructor = Child;
}
这个inherits()
函数可以复用:
function Student(props) {
this.name = props.name || 'Unnamed';
}
Student.prototype.hello = function () {
alert('Hello, ' + this.name + '!');
}
function PrimaryStudent(props) {
Student.call(this, props);
this.grade = props.grade || 1;
}
// 实现原型继承链:
inherits(PrimaryStudent, Student);
// 绑定其他方法到PrimaryStudent原型:
PrimaryStudent.prototype.getGrade = function () {
return this.grade;
};
小结
JavaScript的原型继承实现方式就是:
定义新的构造函数,并在内部用call()
调用希望“继承”的构造函数,并绑定this
;
借助中间函数F
实现原型链继承,最好通过封装的inherits
函数完成;
继续在新的构造函数的原型上定义新方法。
新的关键字class从ES6开始正式被引入到JavaScript中。class的目的就是让定义类更简单。
我们先回顾用函数实现Student的方法:
function Student(name) {
this.name = name;
}
Student.prototype.hello = function () {
alert('Hello, ' + this.name + '!');
}
如果用新的class关键字来编写Student,可以这样写:
class Student {
constructor(name) {
this.name = name;
}
hello() {
alert('Hello, ' + this.name + '!');
}
}
比较一下就可以发现,class的定义包含了构造函数constructor和定义在原型对象上的函数hello()
(注意没有function关键字),这样就避免了Student.prototype.hello = function () {...}
这样分散的代码。
最后,创建一个Student对象代码和前面章节完全一样:
var xiaoming = new Student('小明');
xiaoming.hello();
class继承
用class定义对象的另一个巨大的好处是继承更方便了。现在,直接通过extends
来实现:
class PrimaryStudent extends Student {
constructor(name, grade) {
super(name); // 记得用super调用父类的构造方法!
this.grade = grade;
}
myGrade() {
alert('I am at grade ' + this.grade);
}
}
注意PrimaryStudent的定义也是class关键字实现的,而extends则表示原型链对象来自Student。子类的构造函数可能会与父类不太相同,例如,PrimaryStudent需要name和grade两个参数,并且需要通过 super(name)
来调用父类的构造函数,否则父类的 name
属性无法正常初始化。
PrimaryStudent已经自动获得了父类Student的hello方法,我们又在子类中定义了新的myGrade方法。
ES6引入的class和原有的JavaScript原型继承有什么区别呢?实际上它们没有任何区别,class的作用就是让JavaScript引擎去实现原来需要我们自己编写的原型链代码。简而言之,用class的好处就是极大地简化了原型链代码。
现在用 class
还早了点,因为不是所有的主流浏览器都支持ES6的class。如果一定要现在就用上,就需要一个工具把class代码转换为传统的prototype代码,可以试试 Babel
这个工具。
练习
请利用class重新定义Cat,并让它从已有的Animal继承,然后新增一个方法say()
,返回字符串'Hello, xxx!'
:
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal{
constructor(name){
super(name);
}
say(){
return ('Hello, ' + this.name +'!');
}
}
// 测试:
var kitty = new Cat('Kitty');
var doraemon = new Cat('哆啦A梦');
if ((new Cat('x') instanceof Animal)
&& kitty
&& kitty.name === 'Kitty'
&& kitty.say
&& typeof kitty.say === 'function'
&& kitty.say() === 'Hello, Kitty!'
&& kitty.say === doraemon.say)
{
console.log('测试通过!');
} else {
console.log('测试失败!');
}
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