JavaScript面向对象编程深入分析

JavaScript面向对象编程深入分析
一. Javascript 面向对象编程：封装
Javascript是一种基于对象(object-based)的语言，你遇到的所有东西几乎都是对象。但是，它又不是一种真正的面向对象编程(OOP)语言，因为它的语法中没有class(类)。
那么，如果我们要把"属性"(property)和"方法"(method)，封装成一个对象，甚至要从原型对象生成一个实例对象，我们应该怎么做呢?
1. 生成对象的原始模式
假定我们把猫看成一个对象，它有"名字"和"颜色"两个属性。
1.    var Cat = {  
2.    name : '',  
3.    color : '' 
4.    } 
现在，我们需要根据这个原型对象，生成两个实例对象。
1.    var cat1 = {}; // 创建一个空对象  
2.    cat1.name = "大毛"; // 按照原型对象的属性赋值  
3.    cat1.color = "黄色";  
4.    var cat2 = {};  
5.    cat2.name = "二毛";  
6.    cat2.color = "黑色"; 
好了，这就是最简单的封装了。但是，这样的写法有两个缺点，一是如果多生成几个实例，写起来就非常麻烦;二是实例与原型之间，没有任何办法，可以看出有什么联系。
2. 原始模式的改进
我们可以写一个函数，解决代码重复的问题。
1.    　function Cat(name,color){  
2.    return {  
3.    name:name,  
4.    color:color  
5.    }  
6.    } 
然后生成实例对象，就等于是在调用函数：
1.    var cat1 = Cat("大毛","黄色");  
2.    var cat2 = Cat("二毛","黑色"); 
这种方法的问题依然是，cat1和cat2之间没有内在的联系，不能反映出它们是同一个原型对象的实例。
3. 构造函数模式
为了解决从原型对象生成实例的问题，Javascript提供了一个构造函数(Constructor)模式。
所谓"构造函数"，其实就是一个普通函数，但是内部使用了this变量。对构造函数使用new运算符，就能生成实例，并且this变量会绑定在实例对象上。
比如，猫的原型对象现在可以这样写，
1.    function Cat(name,color){  
2.    this.name=name;  
3.    this.color=color;  
4.    }  
5.     
我们现在就可以生成实例对象了。
1.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
2.    var cat2 = new Cat("二毛","黑色");  
3.    alert(cat1.name); // 大毛  
4.    alert(cat1.color); // 黄色  
这时cat1和cat2会自动含有一个constructor属性，指向它们的构造函数。
1.    alert(cat1.constructor == Cat); //true  
2.    alert(cat2.constructor == Cat); //true  
Javascript还提供了一个instanceof运算符，验证原型对象与实例对象之间的关系。
1.    alert(cat1 instanceof Cat); //true  
2.    alert(cat2 instanceof Cat); //true  
4. 构造函数模式的问题
构造函数方法很好用，但是存在一个浪费内存的问题。
请看，我们现在为Cat对象添加一个不变的属性"type"(种类)，再添加一个方法eat(吃老鼠)。那么，原型对象Cat就变成了下面这样：
1.    　function Cat(name,color){  
2.    this.name = name;  
3.    this.color = color;  
4.    this.type = "猫科动物";  
5.    this.eat = function(){alert("吃老鼠");};  
6.    } 
还是采用同样的方法，生成实例：
1.    　var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
2.    var cat2 = new Cat ("二毛","黑色");  
3.    alert(cat1.type); // 猫科动物  
4.    cat1.eat(); // 吃老鼠 
表面上好像没什么问题，但是实际上这样做，有一个很大的弊端。那就是对于每一个实例对象，type属性和eat()方法都是一模一样的内容，每一次生成一个实例，都必须为重复的内容，多占用一些内存。这样既不环保，也缺乏效率。
1.    alert(cat1.eat == cat2.eat); //false 
能不能让type属性和eat()方法在内存中只生成一次，然后所有实例都指向那个内存地址呢?回答是可以的。
5. Prototype模式
Javascript规定，每一个构造函数都有一个prototype属性，指向另一个对象。这个对象的所有属性和方法，都会被构造函数的实例继承。
这意味着，我们可以把那些不变的属性和方法，直接定义在prototype对象上。
1.    　function Cat(name,color){  
2.    this.name = name;  
3.    this.color = color;  
4.    }  
5.    Cat.prototype.type = "猫科动物";  
6.    Cat.prototype.eat = function(){alert("吃老鼠")}; 
然后，生成实例。
1.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
2.    var cat2 = new Cat("二毛","黑色");  
3.    alert(cat1.type); // 猫科动物  
4.    cat1.eat(); // 吃老鼠 
这时所有实例的type属性和eat()方法，其实都是同一个内存地址，指向prototype对象，因此就提高了运行效率。
1.    　alert(cat1.eat == cat2.eat); //true 
6. Prototype模式的验证方法
6.1 isPrototypeOf()
这个方法用来判断，某个proptotype对象和某个实例之间的关系。
1.    alert(Cat.prototype.isPrototypeOf(cat1)); //true  
2.    alert(Cat.prototype.isPrototypeOf(cat2)); //true 
6.2 hasOwnProperty()
每个实例对象都有一个hasOwnProperty()方法，用来判断某一个属性到底是本地属性，还是继承自prototype对象的属性。
1.    alert(cat1.hasOwnProperty("name")); // true  
2.    alert(cat1.hasOwnProperty("type")); // false 
6.3 in运算符
in运算符可以用来判断，某个实例是否含有某个属性，不管是不是本地属性。
1.    alert("name" in cat1); // true  
2.    alert("type" in cat1); // true 
in运算符还可以用来遍历某个对象的所有属性。
1.    for(var prop in cat1) { alert("cat1["+prop+"]="+cat1[prop]); } 
二. Javascript 面向对象编程：构造函数的继承
本节主要介绍，如何生成一个"继承"多个对象的实例。
比如，现在有一个"动物"对象的构造函数，
1.    function Animal(){  
2.    this.species = "动物";  
3.    } 
还有一个"猫"对象的构造函数，
1.    function Cat(name,color){  
2.    this.name = name;  
3.    this.color = color;  
4.    } 
怎样才能使"猫"继承"动物"呢?
1. 构造函数绑定
最简单的方法，大概就是使用call或apply方法，将父对象的构造函数绑定在子对象上，也就是在子对象构造函数中加一行：
1.    　function Cat(name,color){  
2.    Animal.apply(this, arguments);  
3.    this.name = name;  
4.    this.color = color;  
5.    }  
6.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
7.    alert(cat1.species); // 动物 
2. prototype模式
更常见的做法，则是使用prototype属性。
如果"猫"的prototype对象，指向一个Animal的实例，那么所有"猫"的实例，就能继承Animal了。
1.    Cat.prototype = new Animal();  
2.    Cat.prototype.constructor = Cat;  
3.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
4.    alert(cat1.species); // 动物 
代码的第一行，我们将Cat的prototype对象指向一个Animal的实例。
1.    Cat.prototype = new Animal(); 
它相当于完全删除了prototype 对象原先的值，然后赋予一个新值。但是，第二行又是什么意思呢?
1.    Cat.prototype.constructor = Cat; 
原来，任何一个prototype对象都有一个constructor属性，指向它的构造函数。也就是说，Cat.prototype 这个对象的constructor属性，是指向Cat的。
我们在前一步已经删除了这个prototype对象原来的值，所以新的prototype对象没有constructor属性，所以我们必须手动加上去，否则后面的"继承链"会出问题。这就是第二行的意思。
总之，这是很重要的一点，编程时务必要遵守。下文都遵循这一点，即如果替换了prototype对象，
1.    o.prototype = {}; 
那么，下一步必然是为新的prototype对象加上constructor属性，并将这个属性指回原来的构造函数。
1.    o.prototype.constructor = o; 
3. 直接继承prototype
由于Animal对象中，不变的属性都可以直接写入Animal.prototype。所以，我们也可以让Cat()跳过 Animal()，直接继承Animal.prototype。
现在，我们先将Animal对象改写：
1.    function Animal(){ }  
2.    Animal.prototype.species = "动物"; 
然后，将Cat的prototype对象，然后指向Animal的prototype对象，这样就完成了继承。
1.    Cat.prototype = Animal.prototype;  
2.    CatCat.prototype.constructor = Cat;  
3.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
4.    alert(cat1.species); // 动物 
与前一种方法相比，这样做的优点是效率比较高(不用执行和建立Animal的实例了)，比较省内存。缺点是 Cat.prototype和Animal.prototype现在指向了同一个对象，那么任何对Cat.prototype的修改，都会反映到Animal.prototype。
所以，上面这一段代码其实是有问题的。请看第二行
1.    Cat.prototype.constructor = Cat; 
这一句实际上把Animal.prototype对象的constructor属性也改掉了!
1.    alert(Animal.prototype.constructor); // Cat 
4. 利用空对象作为中介
由于"直接继承prototype"存在上述的缺点，所以可以利用一个空对象作为中介。
1.    var F = function(){};  
2.    F.prototype = Animal.prototype;  
3.    Cat.prototype = new F();  
4.    Cat.prototype.constructor = Cat; 
F是空对象，所以几乎不占内存。这时，修改Cat的prototype对象，就不会影响到Animal的prototype对象。
1.    alert(Animal.prototype.constructor); // Animal 
5. prototype模式的封装函数
我们将上面的方法，封装成一个函数，便于使用。
1.    function extend(Child, Parent) {  
2.     
3.    var F = function(){};  
4.    F.prototype = Parent.prototype;  
5.    Child.prototype = new F();  
6.    Child.prototype.constructor = Child;  
7.    Child.uber = Parent.prototype;  
8.    } 
使用的时候，方法如下
1.    extend(Cat,Animal);  
2.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
3.    alert(cat1.species); // 动物 
这个extend函数，就是YUI库如何实现继承的方法。
另外，说明一点。函数体最后一行
1.    Child.uber = Parent.prototype; 
意思是为子对象设一个uber属性，这个属性直接指向父对象的prototype属性。这等于是在子对象上打开一条通道，可以直接调用父对象的方法。这一行放在这里，只是为了实现继承的完备性，纯属备用性质。
6. 拷贝继承
上面是采用prototype对象，实现继承。我们也可以换一种思路，纯粹采用"拷贝"方法实现继承。简单说，如果把父对象的所有属性和方法，拷贝进子对象，不也能够实现继承吗?
首先，还是把Animal的所有不变属性，都放到它的prototype对象上。
1.    function Animal(){}  
2.    Animal.prototype.species = "动物"; 
然后，再写一个函数，实现属性拷贝的目的。
1.    function extend2(Child, Parent) {  
2.    var p = Parent.prototype;  
3.    var c = Child.prototype;  
4.    for (var i in p) {  
5.    c[i] = p[i];  
6.    }  
7.    c.uber = p;  
8.    } 
这个函数的作用，就是将父对象的prototype对象中的属性，一一拷贝给Child对象的prototype对象。
使用的时候，这样写：
1.    extend2(Cat, Animal);  
2.    var cat1 = new Cat("大毛","黄色");  
3.    alert(cat1.species); // 动物 
三. Javascript面向对象编程：非构造函数的继承
本节介绍不使用构造函数实现"继承"。
1. 什么是"非构造函数"的继承?
比如，现在有一个对象，叫做"中国人"。
1.    　var Chinese = {  
2.    nation:'中国' 
3.    }; 
还有一个对象，叫做"医生"。
1.    　var Doctor ={  
2.    career:'医生' 
3.    } 
请问怎样才能让"医生"去继承"中国人"，也就是说，我怎样才能生成一个"中国医生"的对象?
这里要注意，这两个对象都是普通对象，不是构造函数，无法使用构造函数方法实现"继承"。
2. object()方法
json格式的发明人Douglas Crockford，提出了一个object()函数，可以做到这一点。
1.    function object(o) {  
2.    function F() {}  
3.    F.prototype = o;  
4.    return new F();  
5.    } 
这个object()函数，其实只做一件事，就是把子对象的prototype属性，指向父对象，从而使得子对象与父对象连在一起。
使用的时候，第一步先在父对象的基础上，生成子对象：
1.    var Doctor = object(Chinese); 
然后，再加上子对象本身的属性：
1.    　Doctor.career = '医生'; 
这时，子对象已经继承了父对象的属性了。
1.    　alert(Doctor.nation); //中国 
3. 浅拷贝
除了使用"prototype链"以外，还有另一种思路：把父对象的属性，全部拷贝给子对象，也能实现继承。
下面这个函数，就是在做拷贝：
1.    function extendCopy(p) {  
2.    var c = {};  
3.    for (var i in p) {   
4.    c[i] = p[i];  
5.    }  
6.    c.uber = p;  
7.    return c;  
8.    } 
使用的时候，这样写：
1.    var Doctor = extendCopy(Chinese);  
2.    Doctor.career = '医生';  
3.    alert(Doctor.nation); // 中国 
但是，这样的拷贝有一个问题。那就是，如果父对象的属性等于数组或另一个对象，那么实际上，子对象获得的只是一个内存地址，而不是真正拷贝，因此存在父对象被篡改的可能。
请看，现在给Chinese添加一个"出生地"属性，它的值是一个数组。
1.    Chinese.birthPlaces = ['北京','上海','香港']; 
通过extendCopy()函数，Doctor继承了Chinese。
1.    var Doctor = extendCopy(Chinese); 
然后，我们为Doctor的"出生地"添加一个城市：
1.    Doctor.birthPlaces.push('厦门'); 
发生了什么事?Chinese的"出生地"也被改掉了!
1.    alert(Doctor.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门  
2.    alert(Chinese.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门 
所以，extendCopy()只是拷贝基本类型的数据，我们把这种拷贝叫做"浅拷贝"。这是早期jQuery实现继承的方式。
4. 深拷贝
所谓"深拷贝"，就是能够实现真正意义上的数组和对象的拷贝。它的实现并不难，只要递归调用"浅拷贝"就行了。
1.    function deepCopy(p, c) {  
2.    var c = c || {};  
3.    for (var i in p) {  
4.    if (typeof p[i] === 'object') {  
5.    c[i] = (p[i].constructor === Array) ? [] : {};  
6.    deepCopy(p[i], c[i]);  
7.    } else {  
8.    　c[i] = p[i];  
9.    }  
10.    }  
11.    return c;  
12.    } 
使用的时候这样写：
1.    　var Doctor = deepCopy(Chinese); 
现在，给父对象加一个属性，值为数组。然后，在子对象上修改这个属性：
1.    Chinese.birthPlaces = ['北京','上海','香港'];  
2.    Doctor.birthPlaces.push('厦门'); 
这时，父对象就不会受到影响了。
1.    alert(Doctor.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门  
2.    alert(Chinese.birthPlaces); //北京, 上海, 香港 
目前，jQuery库使用的就是这种继承方法。