JavaScript是支援物件導向的;物件導向程式設計是用抽象方式建立基於現實世界模型的一種程式設計模式,物件導向使用先前建立的範例,包括模組化、多型和封裝幾種技術,包括JavaScript在內的許多流行程式語言都支援物件導向程式設計。
本教學操作環境:windows10系統、javascript1.8.5版、Dell G3電腦。
JavaScript 的核心是支援物件導向的,同時它也提供了強大靈活的 OOP 語言能力。本文從對物件導向程式設計的介紹開始,帶您探索 JavaScript 的物件模型,最後描述 JavaScript 當中物件導向程式設計的一些概念。
物件導向程式設計是用抽象方式建立基於現實世界模型的一種程式設計模式。它使用先前建立的範例,包括模組化,多型和封裝幾種技術。今天,許多流行的程式語言(如Java,JavaScript,C#,C+ +,Python,PHP,Ruby 和 Objective-C)都支援物件導向程式設計(OOP)。
相對於「一個程式只是一些函數的集合,或簡單的計算機指令列表。」的傳統軟體設計觀念而言,物件導向程式設計可以看作是使用一系列物件相互共同作業的軟體設計。 在 OOP 中,每個物件能夠接收訊息,處理資料和傳送訊息給其他物件。每個物件都可以被看作是一個擁有清晰角色或責任的獨立小機器。
物件導向程式設計的目的是在程式設計中促進更好的靈活性和可維護性,在大型軟體工程中廣為流行。憑藉其對模組化的重視,物件導向的程式碼開發更簡單,更容易理解,相比非模組化程式設計方法, 它能更直接地分析, 編碼和理解複雜的情況和過程。
Namespace
名稱空間允許開發人員在一個獨特,應用相關的名字的名稱下捆綁所有功能的容器。
Class 類
定義物件的特徵。它是物件的屬性和方法的模板定義。
Object 物件
類的一個範例。
Property 屬性
物件的特徵,比如顏色。
Method 方法
物件的能力,比如行走。
Constructor 建構函式
物件初始化的瞬間,被呼叫的方法。通常它的名字與包含它的類一致。
Inheritance 繼承
一個類可以繼承另一個類的特徵。
Encapsulation 封裝
一種把資料和相關的方法系結在一起使用的方法。
Abstraction 抽象
結合複雜的繼承,方法,屬性的物件能夠模擬現實的模型。
Polymorphism 多型
多意為「許多」,態意為「形態」。不同類可以定義相同的方法或屬性。
原型程式設計不是物件導向程式設計中體現的風格,且行為重用(在基於類的語言中也稱為繼承)是通過裝飾它作為原型的現有物件的過程實現的。這種模式也被稱為弱類化,原型化,或基於範例的程式設計。
原始的(也是最典型的)基於原型語言的例子是由大衛·安格爾和蘭德爾·史密斯開發的。然而,弱類化的程式設計風格近來變得越來越流行,並已被諸如JavaScript,Cecil,NewtonScript,IO,MOO,REBOL,Kevo,Squeak(使用框架操縱Morphic元件),和其他幾種程式語言採用。
名稱空間
名稱空間是一個容器,它允許開發人員在一個獨特的,特定於應用程式的名稱下捆綁所有的功能。 在JavaScript中,名稱空間只是另一個包含方法,屬性,物件的物件。
注意:需要認識到重要的一點是:與其他物件導向程式語言不同的是,Javascript中的普通物件和名稱空間在語言層面上沒有區別。這點可能會讓JavaScript初學者感到迷惑。
創造的JavaScript名稱空間背後的想法很簡單:一個全域性物件被建立,所有的變數,方法和功能成為該物件的屬性。使用名稱空間也最大程度地減少應用程式的名稱衝突的可能性。
我們來建立一個全域性變數叫做 MYAPP
// 全域性名稱空間 var MYAPP = MYAPP || {};
在上面的程式碼範例中,我們首先檢查MYAPP是否已經被定義(是否在同一檔案中或在另一檔案)。如果是的話,那麼使用現有的MYAPP全域性物件,否則,建立一個名為MYAPP的空物件用來封裝方法,函數,變數和物件。
我們也可以建立子名稱空間:
// 子名稱空間 MYAPP.event = {};
下面是用於建立名稱空間和新增變數,函數和方法的程式碼寫法:
// 給普通方法和屬性建立一個叫做MYAPP.commonMethod的容器 MYAPP.commonMethod = { regExForName: "", // 定義名字的正則驗證 regExForPhone: "", // 定義電話的正則驗證 validateName: function(name){ // 對名字name做些操作,你可以通過使用「this.regExForname」 // 存取regExForName變數 }, validatePhoneNo: function(phoneNo){ // 對電話號碼做操作 } } // 物件和方法一起申明 MYAPP.event = { addListener: function(el, type, fn) { // 程式碼 }, removeListener: function(el, type, fn) { // 程式碼 }, getEvent: function(e) { // 程式碼 } // 還可以新增其他的屬性和方法 } //使用addListener方法的寫法: MYAPP.event.addListener("yourel", "type", callback);
標準內建物件
JavaScript有包括在其核心的幾個物件,例如,Math,Object,Array和String物件。下面的例子演示瞭如何使用Math物件的random()方法來獲得一個亂數。
console.log(Math.random());
注意:這裡和接下來的例子都假設名為 console.log 的方法全域性有定義。console.log 實際上不是 JavaScript 自帶的。
檢視 JavaScript 參考:全域性物件 瞭解 JavaScript 內建物件的列表。
JavaScript 中的每個物件都是 Object 物件的範例且繼承它所有的屬性和方法。
自定義物件
類
JavaScript 是一種基於原型的語言,它沒類的宣告語句,比如 C+ + 或 Java 中用的。這有時會對習慣使用有類申明語句語言的程式設計師產生困擾。相反,JavaScript可用方法作類。定義一個類跟定義一個函數一樣簡單。在下面的例子中,我們定義了一個新類Person。
function Person() { } // 或 var Person = function(){ }
物件(類的範例)
我們使用 new obj 建立物件 obj 的新範例, 將結果(obj 型別)賦值給一個變數方便稍後呼叫。
在下面的範例中,我們定義了一個名為Person的類,然後我們建立了兩個Person的範例(person1 and person2)。
function Person() { } var person1 = new Person(); var person2 = new Person();
注意:有一種新增的建立未初始化範例的範例化方法,請參考 Object.create 。
構造器
在範例化時構造器被呼叫 (也就是物件範例被建立時)。構造器是物件中的一個方法。 在JavaScript中函數就可以作為構造器使用,因此不需要特別地定義一個構造器方法,每個宣告的函數都可以在範例化後被呼叫執行。
構造器常用於給物件的屬性賦值或者為呼叫函數做準備。 在本文的後面描述了類中方法既可以在定義時新增,也可以在使用前新增。
在下面的範例中, Person類範例化時構造器呼叫一個 alert函數。
function Person() { alert('Person instantiated'); } var person1 = new Person(); var person2 = new Person();
屬性 (物件屬性)
屬性就是 類中包含的變數;每一個物件範例有若干個屬性. 為了正確的繼承,屬性應該被定義在類的原型屬性 (函數)中。
可以使用 關鍵字 this呼叫類中的屬性, this是對當前物件的參照。 從外部存取(讀/寫)其屬性的語法是: InstanceName.Property; 這與C++,Java或者許多其他語言中的語法是一樣的 (在類中語法 this.Property 常用於set和get屬性值)
在下面的範例中,我們為定義Person類定義了一個屬性 firstName 並在範例化時賦初值。
function Person(firstName) { this.firstName = firstName; alert('Person instantiated'); } var person1 = new Person('Alice'); var person2 = new Person('Bob'); // Show the firstName properties of the objects alert('person1 is ' + person1.firstName); // alerts "person1 is Alice" alert('person2 is ' + person2.firstName); // alerts "person2 is Bob"
方法(物件屬性)
方法與屬性很相似, 不同的是:一個是函數,另一個可以被定義為函數。 呼叫方法很像存取一個屬性, 不同的是add () 在方法名後面很可能帶著引數。為定義一個方法, 需要將一個函數賦值給類的 prototype 屬性; 這個賦值給函數的名稱就是用來給物件在外部呼叫它使用的。
在下面的範例中,我們給Person類定義了方法 sayHello(),並呼叫了它。
function Person(firstName) { this.firstName = firstName; } Person.prototype.sayHello = function() { alert("Hello, I'm " + this.firstName); }; var person1 = new Person("Alice"); var person2 = new Person("Bob"); // call the Person sayHello method. person1.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Alice" person2.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Bob"
在JavaScript中方法通常是一個繫結到物件中的普通函數, 這意味著方法可以在其所在context之外被呼叫。 思考下面範例中的程式碼:
function Person(firstName) { this.firstName = firstName; } Person.prototype.sayHello = function() { alert("Hello, I'm " + this.firstName); }; var person1 = new Person("Alice"); var person2 = new Person("Bob"); var helloFunction = person1.sayHello; person1.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Alice" person2.sayHello(); // alerts "Hello, I'm Bob" helloFunction(); // alerts "Hello, I'm undefined" (or fails with a TypeError in strict mode) console.log(helloFunction === person1.sayHello); // logs true console.log(helloFunction === Person.prototype.sayHello); // logs true helloFunction.call(person1); // logs "Hello, I'm Alice"
如上例所示, 所有指向sayHello函數的參照 ,包括 person1, Person.prototype, 和 helloFunction 等, 均參照了相同的函數.
在呼叫函數的過程中,this的值取決於我們怎麼樣呼叫函數. 在通常情況下,我們通過一個表示式person1.sayHello()來呼叫函數:即從一個物件的屬性中得到所呼叫的函數。此時this被設定為我們取得函數的物件(即person1)。這就是為什麼person1.sayHello() 使用了姓名「Alice」而person2.sayHello()使用了姓名「bob」的原因。
然而我們使用不同的呼叫方法時, this的值也就不同了。當從變數 helloFunction()中呼叫的時候, this就被設定成了全域性物件 (在瀏覽器中即window)。由於該物件 (非常可能地) 沒有firstName 屬性, 我們得到的結果便是"Hello, I'm undefined". (這是鬆散模式下的結果, 在 嚴格模式中,結果將不同(此時會產生一個error)。 但是為了避免混淆,我們在這裡不涉及細節) 。另外,我們可以像上例末尾那樣,使用Function#call (或者Function#apply)顯式的設定this的值。
更多有關資訊請參考 Function#call and Function#apply
繼承
建立一個或多個類的專門版本類方式稱為繼承(Javascript只支援單繼承)。 建立的專門版本的類通常叫做子類,另外的類通常叫做父類別。 在Javascript中,繼承通過賦予子類一個父類別的範例並專門化子類來實現。在現代瀏覽器中你可以使用 Object.create 實現繼承。
JavaScript 並不檢測子類的 prototype.constructor (見 Object.prototype), 所以我們必須手動申明它。
在下面的例子中, 我們定義了 Student類作為 Person類的子類。 之後我們重定義了sayHello() 方法並新增了 sayGoodBye() 方法。
// 定義Person構造器 function Person(firstName) { this.firstName = firstName; } // 在Person.prototype中加入方法 Person.prototype.walk = function(){ alert("I am walking!"); }; Person.prototype.sayHello = function(){ alert("Hello, I'm " + this.firstName); }; // 定義Student構造器 function Student(firstName, subject) { // 呼叫父類別構造器, 確保(使用Function#call)"this" 在呼叫過程中設定正確 Person.call(this, firstName); // 初始化Student類特有屬性 this.subject = subject; }; // 建立一個由Person.prototype繼承而來的Student.prototype物件. // 注意: 常見的錯誤是使用 "new Person()"來建立Student.prototype. // 這樣做的錯誤之處有很多, 最重要的一點是我們在範例化時 // 不能賦予Person類任何的FirstName引數 // 呼叫Person的正確位置如下,我們從Student中來呼叫它 Student.prototype = Object.create(Person.prototype); // See note below // 設定"constructor" 屬性指向Student Student.prototype.constructor = Student; // 更換"sayHello" 方法 Student.prototype.sayHello = function(){ console.log("Hello, I'm " + this.firstName + ". I'm studying " + this.subject + "."); }; // 加入"sayGoodBye" 方法 Student.prototype.sayGoodBye = function(){ console.log("Goodbye!"); }; // 測試範例: var student1 = new Student("Janet", "Applied Physics"); student1.sayHello(); // "Hello, I'm Janet. I'm studying Applied Physics." student1.walk(); // "I am walking!" student1.sayGoodBye(); // "Goodbye!" // Check that instanceof works correctly console.log(student1 instanceof Person); // true console.log(student1 instanceof Student); // true
對於 「 Student.prototype = Object.create(Person.prototype); 」 這一行,在不支援 Object.create 方法的老 JavaScript 引擎中,可以使用一個 "polyfill"(又名"shim",檢視文章連結),或者使用一個 function 來獲得相同的返回值,就像下面:
function createObject(proto) { function ctor() { } ctor.prototype = proto; return new ctor(); } // Usage: Student.prototype = createObject(Person.prototype);
更多相關資訊請參考 Object.create,連線中還有一個老JavaScript引擎的相容方案(shim)。
封裝
在上一個例子中,Student類雖然不需要知道Person類的walk()方法是如何實現的,但是仍然可以使用這個方法;Student類不需要明確地定義這個方法,除非我們想改變它。 這就叫做封裝,對於所有繼承自父類別的方法,只需要在子類中定義那些你想改變的即可。
抽象
抽象是允許模擬工作問題中通用部分的一種機制。這可以通過繼承(具體化)或組合來實現。
JavaScript通過繼承實現具體化,通過讓類的範例是其他物件的屬性值來實現組合。
JavaScript Function 類繼承自Object類(這是典型的具體化) 。Function.prototype的屬性是一個Object範例(這是典型的組合)。
var foo = function(){}; console.log( 'foo is a Function: ' + (foo instanceof Function) ); // logs "foo is a Function: true" console.log( 'foo.prototype is an Object: ' + (foo.prototype instanceof Object) ); // logs "foo.prototype is an Object: true"
多型
就像所有定義在原型屬性內部的方法和屬性一樣,不同的類可以定義具有相同名稱的方法;方法是作用於所在的類中。並且這僅在兩個類不是父子關係時成立(繼承鏈中,一個類不是繼承自其他類)。
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