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JavaScript的对象、原型、类和继承

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿
274 0 0

前言

HTML万物皆标签。

CSS万物皆盒。

JavaScript万物皆对象。

对象

JavaScript对象的本质是数据和功能的集合，语法上表现为键值对的集合。

键

对象的键可以理解为变量名。

值

对象的值的类型可以是任意数据类型。

键值对

键和值之间用:相连。

多组键值对之间用,分割。

let profile = {
    name: '吴彦祖',
    age: 48,
    charmingThenMe: false,
    works: ['特警新人类', '新警察故事', '门徒', '除暴'],
    bio: function () {
        alert('你很能打吗？你会打有个屁用啊。')
    },
    hi() {
        this.bio()
        alert('出来混要有势力，要有背景，你哪个道上的？')
    }
}

按照值是否为函数这一标准，进一步将键值对分为属性（property）和方法（method）。

对象为数据和功能的集合，数据对应属性，功能对应方法。

以profile为例，前四个为属性，后俩为方法。

hi() {
    ...
}

// 等价于

hi: function() {
    ...
}

// 上面的写法是方法的短语法。

访问

有两种方式访问对象的键值对，分别为点式访问和括号式访问。

// 点式访问
profile.name // '吴彦祖'

// 括号式访问
profile['age'] // 48

当你发现在一些特殊场景下使用点式访问无法实现时，记得尝试括号式访问。

这些特殊场景大多出现于键产生于运行时。

比如：
当你在遍历中需要从实参中获取键。
或者你需要同时定义对象的键和值。

构造函数

实际开发中，若按照上面的方式使用对象，意味着每需要一个profile都需要手动写出一个拥有相同键的对象，这会带来灾难性的后果：

  • 巨量的重复代码
  • 一旦需要更新属性或方法，则必须遍历每一个对象

我们需要抽象。

具体来说，我们需要一个函数，可以自动创建具有相同键的对象，而不是每次使用时，手动重写一遍键。

// 键只需要在定义createProfile()时写一次
function createProfile(name, age, charmingThenMe, works, bio, hi) {
    let o = {}
    o.name = name
    o.age = age
    o.charmingThenMe = charmingThenMe
    o.works = works
    o.bio = function () {
        alert(bio)
    }
    o.hi = function () {
        o.bio()
        alert(hi)
    }
    return o
}
// 后续生成对象时，只需要写值，键会自动填充
let edisonChen = createProfile(
    '陈冠希',
    42,
    false,
    ['无间道', '头文字D', '神枪手'],
    '在吗拓海',
    '微信转账三百块'
)

edisonChen.name
edisonChen.hi()

抽象实现。

但createProfile()似乎有点冗余，我们分析一下createProfile()内部都干了些什么：

  1. let o = {} 创建一个空对象
  2. o.foo = bar 为对象添加属性和方法
  3. return o 返回新创建的对象

这不就是new的作用吗！

当使用new调用一个函数（此处称之为f()）时，具体会有以下过程：

  1. 创建一个空对象o
  2. 将o的原型指向f()的prototype属性
  3. 将this绑定到o，并执行f()
  4. 返回o

这意味着，如果我们使用new来调用生成对象的函数，我们只需要关注核心的业务逻辑即可，诸如生成空对象、绑定this、返回对象这种杂活儿直接委托出去。

function Profile(name, age, charmingThenMe, works, bio, hi) {
    this.name = name
    this.age = age
    this.charmingThenMe = charmingThenMe
    this.works = works
    this.bio = function () {
        alert(bio)
    }
    this.hi = function () {
        this.bio()
        alert(hi)
    }
}

Profile函数体内只有新对象所需的数据和方法，我们真正关注的也只是这一部分。

至于函数名为什么从createProfile变成了Profile，这完全是依照惯例的约定俗成：

使用对象名并以大写开头作为该对象构造函数的名称。

let j = new Profile('周杰伦', 43, false, ['夜曲', '最伟大的作品'], '喔唷', '不错哦')

j.works
j.hi()

这就是JavaScript的构造函数。

原型

JavaScript中的每个对象都有一个叫做原型的内建属性。

原型也是一个对象，原型也有原型，逐级溯源，形成原型链。

当一个对象的原型为null时，原型链结束。

一个对象，不仅能访问自己独有的属性和方法，还可以访问整个原型链上所有对象的属性和方法。

这解释了，为什么你只是声明了一个字符串，就可以调用一批字符串的内建方法。

// 在控制台中执行以下代码：
let o = {
  name: 'a',
  hi() {
    console.log(`hello world`);
  }
}

o;

点开控制台返回的对象，你会发现，除了刚刚自定义的属性name和方法hi()，还有一个长得很奇怪的 [[Prototype]]，点开它你会发现另一个奇怪的键————__proto__ 。

这就是对象o的原型，它不仅长得奇怪，甚至连名字都没有。

是的，ECMAScript认为对象原型“不配拥有姓名”，尽管你可以通过o.__proto__访问到它，但o.__proto__是不受标准认可的属性，它只是各大浏览器内部的实现，并且已经被官方废弃。

获取原型

不要通过__proto__属性去获取对象的原型。

使用Object.getPrototypeOf()获取。

let n = 123

do {
    n = Object.getPrototypeOf(n)
    console.log(n)
} while (n)

// Number
// Object
// null

设置原型

JavaScript中一般使用Object.create()或者constructors构造函数设置原型。

Object.create()

使用实参作为原型生成一个新对象。

let a = {
    hi() {
        console.log('hello world')
    }
}

let b = Object.create(a)

b.hi() // hello world

constructor

JavaScript中，所有函数都有一个叫prototype的属性，当使用new关键字来调用一个构造函数来生成新对象时，构造函数的这个prototype属性被设置为新生成对象的原型。

这个机制能够保证：只要指定了构造函数的prototype属性，所有由构造函数生成的新对象的原型都能保持一致。

// 声明并初始化一个fruits对象，作为原型对象供构造函数使用
let fruits = {
    hi() {
        console.log(`吃个${this.name}${this.name}`)
    }
}

// 声明一个Peach构造函数
function Peach(name) {
    this.name = name
}

// 设置构造函数的prototype属性
Peach.prototype.hi = fruits.hi
// 或者
// Object.assign(Peach.prototype, fruits)

let p = new Peach('桃') // 生成新对象p

p.hi() // '吃个桃桃'

console.log(Peach.prototype === Object.getPrototypeOf(p)) // true
// 均为 fruits
  1. 使用字面量方式创建fruits对象，对象中定义了hi方法
  2. 声明构造函数Apple，通过this将name属性和值添加到执行时产生的新对象上
  3. 将fruits的hi方法添加到构造函数函数的prototype上（实践中原型往往具有多个属性，此时使用Object.assign()方法一次性添加会更高效）
  4. 使用new关键字生成新对象p
  5. 调用p的hi方法（p本身并没有hi方法，而是继承自fruits）
  6. 验证构造函数的prototype与新对象p的原型的一致性

自有属性

可以看到，上面的示例中，由构造函数Peach生成的对象p具有两个键：

  1. 一个是属性name，定义在构造函数中
  2. 一个是方法hi，定义在原型中

那些直接定义在对象上，而非通过继承获得的属性，属于自有属性。

通过Object.hasOwn()判断属性是否为自有属性：

console.log(Object.hasOwn(p, 'name')) // ture

console.log(Object.hasOwn(p, 'hi')) // false

console.log(Object.hasOwn(fruits, 'hi')) // true

严格来说，自有属性应该被称之为自有键，如果你一定要使用属性和方法来区分键的话。
但属性在很多语境下是不区分狭义的属性和方法的，后者在标准中也未被定义。

原型小结

回顾上面的fruits示例，思考下面这个问题：

为什么要将方法定义在原型中，而将属性定义构造函数中呢？

因为这种行为与数据分离的机制恰好契合了类和实例。

对象间因具有相同的行为而被抽象为类，行为（方法）被 类（原型）定义。

对象间因数据的差异而成为一个又一个的实例，数据（属性）被构造函数（返回实例）定义。

原型是JavaScript强大而灵活的特性之一，它使得代码复用和对象组合成为可能。

类

JavaScript提供了一种更加开发者友好的方式来实现类和实例 —— class。

以fruits为例：

class Fruits {
    name

    constructor(name) {
        this.name = name
    }

    hi() {
        console.log(`吃个${this.name}${this.name}`)
    }
}

let p = new Fruits('🍑')

p.hi() // 吃个🍑🍑

可以看出，class通过封装：

  • 声明并初始化原型对象
  • 声明构造函数
  • 初始化构造函数的prototype属性

等步骤，将基于原型链生成对象的语法，相较于纯构造函数而言，进一步简化。

省略属性

你甚至可以省略属性的声明。

class Fruits {
    constructor(name) {
        this.name = name
    }

    hi() {
        console.log(`吃个${this.name}${this.name}`)
    }
}

let p = new Fruits('🍑')

p.hi() // 吃个🍑🍑

⚠️注意：实践中不要省略，因为这会降低代码的可读性。

属性的默认值

属性在初始化的时候，可以指定默认值。

class Fruits {
    name

    constructor(name) {
        this.name = name || '🍉'
    }

    hi() {
        console.log(`吃个${this.name}${this.name}`)
    }
}

let w = new Fruits()

w.hi() // 吃个🍉🍉

省略构造函数

如果没有初始化的需求，则可以省略构造函数。

class Fruits {
    hi() {
        console.log(`吃个屁`)
    }
}

let p = new Fruits()

p.hi() // 吃个屁

继承

原型有原型链，类有继承。

以汽车举例，先定义汽车父类：

class Vehicle {
    brand // 所有的车都有品牌

    constructor(b) {
        this.brand = b
    }

    // 所有的品牌都有标语
    slogan() {
        console.log(`This is ${this.brand}`)
    }
}

通过继承汽车，定义电动汽车：

class EV extends Vehicle{
    batteryType // 电池类型
    remaining // 剩余电量

    constructor(b, bt, r) {
        super(b)
        this.batteryType = bt
        this.remaining = r
    }

    charge() {
        let t = 0
        switch (this.batteryType) {
            case '三元锂':
                t = (1-this.remaining) / 2
                break
            case '磷酸铁锂':
                t = 1- this.remaining
                break
            default:
                t = Math.random()
        }
        console.log(
            `尊贵的${this.brand}车主：` +
            `您的${this.batteryType || ''}电池` +
            `只需${Math.ceil(t*60)}分钟即可充满！`
        )
    }
}

使用extends从父类继承属性和方法，使用super()调用父类的方法。

let t = new EV('Tesla', '三元锂', 0.3)
t.charge() // 尊贵的Tesla车主：您的三元锂电池只需21分钟即可充满！


let w = new EV('WuLing', '磷酸铁锂', 0.5)
w.charge() // 尊贵的WuLing车主：您的磷酸铁锂电池只需30分钟即可充满！

通过继承，子类可以使用父类的属性和方法。

也可以定义子类自己的属性和方法。

甚至，父类中已有的属性和方法，也支持在子类中重新定义。

结语

虽然class看起来是个新东西，但本质上它还是原型链，或者说，它是原型链的语法糖。

JavaScript本质上不是传统意义上面向对象的编程语言，JavaScript是基于原型的编程语言。

版权声明：程序员胖胖胖虎阿 发表于 2022年9月3日 下午8:40。
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