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JS面向對象編程詳解
編輯:關於JavaScript     

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:

  • 提供一種便利的方式去創建類,而不暴露函數的prototype屬性
  • 在子類中覆蓋父類方法時,能夠像Java一樣提供super函數,來直接訪問父類同名方法
  • 以更方便的方式添加靜態變量和方法而不去關心prototype
  • 像C#那樣支持Attribute   

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。

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