JavaScript 中的构造函数

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JavaScript 中的构造函数

典型的面向对象编程语言(比如C++和Java),存在“类”(class)这个概念。所谓“类”就是对象的模板,对象就是“类”的实例。但是,在JavaScript语言的对象体系,不是基于“类”的,而是基于构造函数(constructor)和原型链(prototype)。

以下的内容会分为如下细节:

1.对象的概念

2.构造函数

3.new 命令

  3.1:基本原理

  3.2:基本用法

1.对象的概念

  “面向对象编程”(Object Oriented Programming,缩写为OOP)是目前主流的编程范式。它的核心思想是将真实世界中各种复杂的关系,抽象为一个个对象,然后由对象之间的分工与合作,完成对真实世界的模拟。

  在Javascript的重要数据类型-对象这篇文章中,提到了js中对象的一些基本知识,比如说对象的创建,对象的引用,对象的属性等等。如果没有掌握对象的基础知识,请移步Javascript的重要数据类型-对象

  在有了对象的基础知识之后,对js中对象做一个简单的总结。如下:

  a:对象是单个实物的抽象。

  b:对象是一个容器,封装了‘属性’和‘方法’。

  一本书、一辆汽车、一个人都可以是“对象”。当实物被抽象成“对象”,实物之间的关系就变成了“对象”之间的关系,从而就可以模拟现实情况,针对“对象”进行编程。

  所谓属性,就是对象的一种状态;所谓方法,就是对象的一种行为。

  比如说,可以把动物抽象为animal对象,属性记录的就是哪一种动物,以及该动物的大小和颜色等。方法表示该动物的某种行为(奔跑,猎食,交配,休息等等)。

2.构造函数

  ‘面向对象编程’的第一步,就是要生成对象。而js中面向对象编程是基于构造函数(constructor)和原型链(prototype)的。

  前面说过,“对象”是单个实物的抽象。通常需要一个模板,表示某一类实物的共同特征,然后“对象”根据这个模板生成。

  js语言中使用构造函数(constructor)作为对象的模板。所谓构造函数,就是提供一个生成对象的模板,并描述对象的基本结构的函数。一个构造函数,可以生成多个对象,每个对象都有相同的结构。

  看一下构造函数的基本结构。

1     var Keith = function() {
2         this.height = 180;
3     };
4     //两种写法相同。
5     function Keith() {
6         this.height = 180;
7     }复制代码

  上面代码中,Keith就是构造函数,它提供模板,用来生成对象实例。为了与普通函数区别,构造函数名字的第一个字母通常大写。

  构造函数的三大特点:

  a:构造函数的函数名的第一个字母通常大写。

  b:函数体内使用this关键字,代表所要生成的对象实例。

  c:生成对象的时候,必须使用new命令来调用构造函数。

3.new 命令

  3.1:基本原理

  new命令的作用,就是执行一个构造函数,并且返回一个对象实例。使用new命令时,它后面的函数调用就不是正常的调用,而是依次执行下面的步骤。

  a:创建一个空对象,作为将要返回的对象实例。

  b:将空对象的原型指向了构造函数的prototype属性。

  c:将空对象赋值给构造函数内部的this关键字。

  d:开始执行构造函数内部的代码。

  也就是说,构造函数内部,this指向的是一个新生成的空对象,所有针对this的操作,都会发生在这个空对象上。构造函数之所谓构造函数,意思是这个函数的目的就是操作一个空对象(即this对象),将其构造为需要的样子。

  以上是new命令的基本原理,这个很重要。以下会用具体实例来验证该原理的过程。

  3.2:基本用法

  new命令的作用,就是调用一个构造函数,并且返回一个对象实例。

1     function Keith() {
2         this.height = 180;
3     }
4 
5     var boy = new Keith();
6     console.log(boy.height);  //180复制代码

  上面代码中通过new命令,让构造函数Keith生成一个对象实例,并赋值给全局变量boy。这个新生成的对象实例,从构造函数Keith中继承了height属性。也就说明了这个对象实例是没有height属性的。在new命令执行时,就代表了新生成的对象实例boy。this.height表示对象实例有一个height属性,它的值是180。

  使用new命令时,根据需要,构造函数也可以接受参数。

 1     function Person(name, height) {
 2         this.name = name;
 3         this.height = height;
 4     }
 5 
 6     var boy = new Person('Keith', 180);
 7     console.log(boy.name); //'Keith'
 8     console.log(boy.height); //180
 9 
10     var girl = new Person('Samsara', 160);
11     console.log(girl.name); //'Samsara'
12     console.log(girl.height); //160复制代码

  用以上的一个例子,来对构造函数的特点和new基本原理进行一个梳理。

  上面代码中,首先,我们创建了一个构造函数Person,传入了两个参数name和height。构造函数Person内部使用了this关键字来指向将要生成的对象实例。

  然后,我们使用new命令来创建了两个对象实例boy和girl。

  当我们使用new来调用构造函数时,new命令会创建一个空对象boy,作为将要返回的实例对象。接着,这个空对象的原型会指向构造函数Person的prototype属性。也就是boy.prototype===Person.prototype的。要注意的是空对象指向构造函数Person的prototype属性,而不是指向构造函数本身。然后,我们将这个空对象赋值给构造函数内部的this关键字。也就是说,让构造函数内部的this关键字指向一个对象实例。最后,开始执行构造函数内部代码。

  因为对象实例boy和girl是没有name和height属性的,所以对象实例中的两个属性都是继承自构造函数Person中的。这也就说明了构造函数是生成对象的函数,是给对象提供模板的函数。

  一个问题,如果我们忘记使用new命令来调用构造函数,直接调用构造函数了,会发生什么?

  这种情况下,构造函数就变成了普通函数,并不会生成实例对象。而且由于后面会说到的原因,this这时代表全局对象,将造成一些意想不到的结果。

1     function Keith() {
2         this.height = 180;
3     }
4 
5     var person = Keith();
6     console.log(person.height); //TypeError: person is undefined
7     console.log(window.height); //180复制代码

  上面代码中,当在调用构造函数Keith时,忘记加上new命令。结果是this指向了全局作用域,height也就变成了全局变量。而变量person变成了undefined。

  因此,应该非常小心,避免出现不使用new命令、直接调用构造函数的情况。

  为了保证构造函数必须与new命令一起使用,一个解决办法是,在构造函数内部使用严格模式,即第一行加上use strict

1     function Person(name, height) {
2         'use strict';
3         this.name = name;
4         this.height = height;
5     }
6     var boy = Person();
7     console.log(boy) //TypeError: name is undefined复制代码

  上面代码的Person为构造函数,use strict命令保证了该函数在严格模式下运行。由于在严格模式中,函数内部的this不能指向全局对象。如果指向了全局,this默认等于undefined,导致不加new调用会报错(JavaScript不允许对undefined添加属性)。

  另一个解决办法,是在构造函数内部判断是否使用new命令,如果发现没有使用,则直接返回一个实例对象。

1     function Person(name, height) {
2     if (!(this instanceof Person)) {
3             return new Person(name, height);
4         }
5         this.name = name;
6         this.height = height;
7     }
8     var boy = Person('Keith');
9     console.log(boy.name) //'Keith'复制代码

  上面代码中的构造函数,不管加不加new命令,都会得到同样的结果。

  如果构造函数内部有return语句,而且return后面跟着一个复杂数据类型(对象,数组等),new命令会返回return语句指定的对象;如果return语句后面跟着一个简单数据类型(字符串,布尔值,数字等),则会忽略return语句,返回this对象。

 1     function Keith() {
 2         this.height = 180;
 3         return {
 4             height: 200
 5         };
 6     }
 7     var boy = new Keith();
 8     console.log(boy.height); //200
 9 
10     function Keith() {
11         this.height = 100;
12         return 200;
13     }
14     var boy = new Keith();
15     console.log(boy.height); //100复制代码

  另一方面,如果对普通函数(内部没有this关键字的函数)使用new命令,则会返回一个空对象。

1     function Keith() {
2         return 'this is a message';
3     }
4     var boy = new Keith();
5     console.log(boy); // Keith {}复制代码

  上面代码中,对普通函数Keith使用new命令,会创建一个空对象。这是因为new命令总是返回一个对象,要么是实例对象,要么是return语句指定的对象或数组。本例中,return语句返回的是字符串,所以new命令就忽略了该语句。

完。

感谢大家的阅读。

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