序言
在JavaScript的大世界裡討論面向對象,都要提到兩點:1.JavaScript是一門基於原型的面向對象語言 2.模擬類語言的面向對象方式。對於為什麼要模擬類語言的面向對象,我個人認為:某些情況下,原型模式能夠提供一定的便利,但在復雜的應用中,基於原型的面向對象系統在抽象性與繼承性方面差強人意。由於JavaScript是唯一一個被各大浏覽器支持的腳本語言,所以各路高手不得不使用各種方法來提高語言的便利性,優化的結果就是其編寫的代碼越來越像類語言中的面向對象方式,從而也掩蓋了JavaScript原型系統的本質。
基於原型的面向對象語言
原型模式如類模式一樣,都是是一種編程泛型,即編程的方法論。另外最近大紅大紫的函數編程也是一種編程泛型。JavaScript之父Brendan Eich在設計JavaScript時,從一開始就沒打算為其加入類的概念,而是借鑒了另外兩門基於原型的的語言:Self和Smalltalk。
既然同為面向對象語言,那就得有創建對象的方法。在類語言中,對象基於模板來創建,首先定義一個類作為對現實世界的抽象,然後由類來實例化對象;而在原型語言中,對象以克隆另一個對象的方式創建,被克隆的母體稱為原型對象。
克隆的關鍵在於語言本身是否為我們提供了原生的克隆方法。在ECMAScript5中,Object.create可以用來克隆對象。
var person = { name: "tree", age: 25, say: function(){ console.log("I'm tree.") } }; var cloneTree = Object.create(person); console.log(cloneTree);
原型模式的目的並不在於得到一個一模一樣的對象,而提供了一種便捷的方式去創建對象(出自《JavaScript設計模式與開發實踐》)。但是由於語言設計的問題,JavaScript的原型存在著諸多矛盾,它的某些復雜的語法看起來就那些基於類的語言,這些語法問題掩蓋了它的原型機制(出自《JavaScript語言精粹》)。如:
function Person(name, age){ this.name = name; this.age = age; } var p = new Person('tree', 25)
實際上,當一個函數對象呗創建時,Function構造器產生的函數對象會運行類似這樣的一些代碼:
this.prototype = {constructor: this}
新的函數對象被賦予一個prototype屬性,它的值是一個包含constructor屬性且屬性值為該新函數的對象。當對一個函數使用new運算符時,函數的prototype的屬性的值被作為原型對象來克隆出新對象。如果new運算符是一個方法,它的執行過程如下:
Function.prorotype.new = function() { //以prototype屬性值作為原型對象來克隆出一個新對象 var that = Object.create(this.prorotype); //改變函數中this關鍵指向這個新克隆的對象 var other = this.apply(that, arguments); //如果返回值不是一個對象,則返回這個新克隆對象 return (other && typeof other === 'object') ? other : that; }
從上面可以看出,雖然使用new運算符調用函數看起來像是使用模板實例化的方式來創建對象,但本質還是以原型對象來克隆出新對象。
由於新克隆的對象能否訪問到原型對象的一切方法和屬性,加上new運算符的特性,這便成了利用原型模擬類式語言的基石。
利用原型模擬類式語言
抽象
用原型模式來模擬類,首先是抽象方式。根據JavaScript語言的特點,通常一個類(實際上是偽類)通常是將字段放置於構造函數(實際上是new 運算符調用的函數,JavaScript本身並沒有構造函數的概念)中,而將方法放置於函數的prototype屬性裡。
function Person(name, age) { this.name = name; this.age = age; }; Person.prototype.say = function(){ console.log("Hello, I'm " + this.name); };
繼承
繼承是OO語言中的一個最為人津津樂道的概念。許多OO語言都支持兩種繼承方式:接口繼承和實現繼承。接口繼承之繼承方法簽名,而實現繼承則繼承實際的方法。但是ECMAScript中無法實現接口繼承,只支持實現繼承,而且其實現繼承主要是依靠原型鏈來實現的。(出自《JavaScript高級程序設計》 6.3節——繼承)在高三中作者探索了各種關於繼承的模擬,如:組合繼承、原型繼承、寄生繼承、寄生組合繼承,最終寄生組合式成為所有模擬類式繼承的基礎。
function Person(name, age) { this.name = name; this.age = age; }; Person.prototype.say = function(){ console.log("Hello, I'm " + this.name); }; function Employee(name, age, major) { Person.apply(this, arguments); this.major = major; }; Employee.prototype = Object.create(Person.prototype); Employee.prorotype.constructor = Employee; Employee.prorotype.sayMajor = function(){ console.log(this.major); }
高三中只給出了單繼承的解決方案,關於多繼承的模擬我們還得自己想辦法。由於多繼承有其本身的困難:面向對象語言如果支持了多繼承的話,都會遇到著名的菱形問題(Diamond Problem)。假設存在一個如左圖所示的繼承關系,O中有一個方法foo,被A類和B類覆寫,但是沒有被C類覆寫。那麼C在調用foo方法的時候,究竟是調用A中的foo,還是調用B中的foo?
所以大多數語言並不支持多繼承,如Java支持單繼承+接口的形式。JavaScript並不支持接口,要在一個不支持接口的語言上去模擬接口怎麼辦?答案是著名的鴨式辨型。放到實際代碼中就是混入(mixin)。原理很簡單:
function mixin(t, s) { for (var p in s) { t[p] = s[p]; } }
值得一提的是dojo利用MRO(方法解析順序(Method Resolution Order),即查找被調用的方法所在類時的搜索順序)方式解決了多繼承的問題。
到此,我們已經清楚了模擬類語言的基本原理。作為一個愛折騰的程序員,我希望擁有自己的方式來簡化類的創建:
最終,在借鑒各位大牛的知識總結,我編寫了自己的類創建工具O.js:
(function(global) { var define = global.define; if (define && define.amd) { define([], function(){ return O; }); } else { global.O = O; } function O(){}; O.derive = function(sub) { debugger; var parent = this; sub = sub ? sub : {}; var o = create(parent); var ctor = sub.constructor || function(){};//如何調用父類的構造函數? var statics = sub.statics || {}; var ms = sub.mixins || []; var attrs = sub.attributes || {}; delete sub.constructor; delete sub.mixins; delete sub.statics; delete sub.attributes; //處理繼承關系 ctor.prototype = o; ctor.prototype.constructor = ctor; ctor.superClass = parent; //利用DefineProperties方法處理Attributes //for (var p in attrs) { Object.defineProperties(ctor.prototype, attrs); //} //靜態屬性 mixin(ctor, statics); //混入其他屬性和方法,注意這裡的屬性是所有實例對象都能夠訪問並且修改的 mixin(ctor.prototype, sub); //以mixin的方式模擬多繼承 for (var i = 0, len = ms.length; i < len; i++) { mixin(ctor.prototype, ms[i] || {}); } ctor.derive = parent.derive; //_super函數 ctor.prototype._super = function(f) { debugger; return parent.prototype[f].apply(this, Array.prototype.slice.call(arguments, 1)); } return ctor; } function create(clazz) { var F = function(){}; F.prototype = clazz.prototype; //F.prototype.constructor = F; //不需要 return new F(); }; function mixin(t, s) { for (var p in s) { t[p] = s[p]; } } })(window);
類創建方式如下:
var Person = O.derive({ constructor: function(name) {//構造函數 this.setInfo(name); }, statics: {//靜態變量 declaredClass: "Person" }, attributes: {//模擬C#中的屬性 Name: { set: function(n) { this.name = n; console.log(this.name); }, get: function() { return this.name + "Attribute"; } } }, share: "asdsaf",//變量位於原型對象上,對所有對象共享 setInfo: function(name) {//方法 this.name = name; } }); var p = new Person('lzz'); console.log(p.Name);//lzzAttribute console.log(Person);
繼承:
var Employee = Person.derive({//子類有父類派生 constructor: function(name, age) { this.setInfo(name, age); }, statics: { declaredClass: "Employee" }, setInfo: function(name, age) { this._super('setInfo', name);//調用父類同名方法 this.age = age; } }); var e = new Employee('lll', 25); console.log(e.Name);//lllAttribute console.log(Employee);
以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助。