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  • 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""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""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""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""的prototype对象,指向一个Animal的实例,那么所有""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。
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