JS面向对象教程

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

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 = 'http://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 : 'http://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", "haoel@hotmail.com",
　　"http://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: 'haoel@hotmail.com',
　　writable: true,
　　configurable: true,
　　enumerable: true },
　　'website': { value: 'http://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：
　　var age = 0;
　　Object.defineProperty( chenhao,
　　'age', {
　　get: function() {return age+1;},
　　set: function(value) {age = value;}
　　enumerable : true,
　　configurable : true
　　}
　　);
　　chenhao.age = 100; //调用set
　　alert(chenhao.age); //调用get 输出101(get中+1了);
　　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: "haoel@hotmail.com",
　　website: "http://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 = "
 ";　　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+ '
 ');　　}
　　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 : 'haoel@hotmail.com'}, 
         'website': { value: 'http://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", 
     "haoel@hotmail.com", 
     "http://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) }
　　}