title: 195.Javascript 面向对象编程 outline: deep

Javascript是一个类C的语言，他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角度来说明一下Javascript的面向对象的编程。（成文比较仓促，应该有不准确或是有误的地方，请大家批评指正）

另，这篇文章主要基于 ECMAScript 5，旨在介绍新技术。关于兼容性的东西，请看最后一节。

初探
属性配置 – Object.defineProperty
Get/Set 访问器
查看对象属性配置
call，apply， bind 和 this
继承和重载
组合
Prototype 和继承
兼容性
参考

初探

我们知道Javascript中的变量定义基本如下：

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

如果要用对象来写的话，就是下面这个样子：

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

于是，我就可以这样访问：

//以成员的方式 chenhao.name; chenhao.email; chenhao.website;

//以hash map的方式 chenhao["name"]; chenhao["email"]; chenhao["website"];

关于函数，我们知道Javascript的函数是这样的：

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

于是，我们可以这么干：

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();

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。

还有一种比较规范的写法是：

//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", "[[email protected]]", "https://coolshell.cn"); chenhao.sayHello();

顺便说一下，要删除对象的属性，很简单：

delete chenhao['email']

上面的这些例子，我们可以看到这样几点：

Javascript的数据和成员封装很简单。没有类完全是对象操作。纯动态！
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，也就是说不同实例相同函数名的行为不一定一样。

属性配置 – Object.defineProperty

先看下面的代码：

//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: '[[email protected]]', writable: true, configurable: true, enumerable: true }, 'website': { value: 'https://coolshell.cn', writable: true, configurable: true, enumerable: true } } );

下面就说说这些属性配置是什么意思。

writable：这个属性的值是否可以改。
configurable：这个属性的配置是否可以改。
enumerable：这个属性是否能在for…in循环中遍历出来或在Object.keys中列举出来。
value：属性值。
get()/set(_value)：get和set访问器。

Get/Set 访问器

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：

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);

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: "[[email protected]]", website: "https://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);

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。

查看对象属性配置

如果查看并管理对象的这些配置，下面有个程序可以输出对象的属性和配置等东西：

//列出对象的属性. function listProperties(obj) { var newLine = "‹br /›"; 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);

call，apply， bind 和 this

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+ '‹br›'); }

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"

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"

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"

继承和重载

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 : '[[email protected]]'}, 'website': { value: 'https://coolshell.cn'} } );

Person.sayHello = function () { var hello = "‹p›Hello, I am "+ this.name + ", ‹br›" + "my email is: " + this.email + ", ‹br›" + "my website is: " + this.website; document.write(hello + "‹br›"); }

var Student = Object.create(Person); Student.no = "1234567"; //学号 Student.dept = "Computer Science"; //系

//使用Person的属性 document.write(Student.name + ' ' + Student.email + ' ' + Student.website +'‹br›');

//使用Person的方法 Student.sayHello();

//重载SayHello方法 Student.sayHello = function (person) { var hello = "‹p›Hello, I am "+ this.name + ", ‹br›" + "my email is: " + this.email + ", ‹br›" + "my website is: " + this.website + ", ‹br›" + "my student no is: " + this. no + ", ‹br›" + "my departent is: " + this. dept; document.write(hello + '‹br›'); } //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) + '‹br›');

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›');

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

这个很强大吧。

组合

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;

}

有了这个函数以后，我们就可以这来玩了：

//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() + '‹br›'); document.write(Person.paint() + '‹br›');

Composition(Person, Sporter); document.write(Person.run() + '‹br›'); document.write(Person.swim() + '‹br›');

//看看 Person中有什么？（输出：sayHello,sing,paint,swim,run） document.write('‹p›' + Object.keys(Person) + '‹br›');

Prototype 和继承

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) + '‹br›'); return x + y; };

var minus = function(x,y){ document.write(x + ' - ' + y + ' = ' + (x-y) + '‹br›'); return x - y; };

var operations = { '+': plus, '-': minus };

var calculate = function(x, y, operation){ return operations[operation](x, y); };

calculate(12, 4, '+'); calculate(24, 3, '-');

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);

c.calculate('+'); c.calculate('-');

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 + ", ‹br›" + "my email is: " + this.email + ", ‹br›" + "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) + '‹br›'; hello += "my student no is: " + this. no + ", ‹br›" + "my departent is: " + this. dept; return hello; };

var me = new Student( "Chen Hao", "[[email protected]]", "https://coolshell.cn", "12345678", "Computer Science" ); document.write(me.sayHello());

兼容性

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”。

本文中的所有代码都在Chrome最新版中测试过了。

下面是一些函数，可以用在不兼容ES5的浏览器中：

Object.create()函数

function clone(proto) { function Dummy() { }

Dummy.prototype             = proto;
Dummy.prototype.constructor = Dummy;

return new Dummy(); //等价于Object.create(Person);

}

var me = clone(Person);

defineProperty()函数

function defineProperty(target, key, descriptor) { if (descriptor.value){ target[key] = descriptor.value; }else { descriptor.get && target.__defineGetter__(key, descriptor.get); descriptor.set && target.__defineSetter__(key, descriptor.set); }

return target

}

keys()函数

function keys(object) { var result, key result = []; for (key in object){ if (object.hasOwnProperty(key)) result.push(key) }

return result;

}

Object.getPrototypeOf() 函数

function proto(object) { return !object? null : '__proto__' in object? object.__proto__ : /* not exposed? */ object.constructor.prototype }

bind 函数

var slice = [].slice

function bind(fn, bound_this) { var bound_args bound_args = slice.call(arguments, 2) return function() { var args args = bound_args.concat(slice.call(arguments)) return fn.apply(bound_this, args) } }

参考

W3CSchool
MDN (Mozilla Developer Network)
MSDN (Microsoft Software Development Network)
Understanding Javascript OOP.

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