JS-4种实现面向对象类的方法

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引入

我们在编写和维护复杂或庞大的代码时,必须使用模块化策略。目前,业界的主流做法就是采用"面向对象编程"。我们把模块中的属性及方法封装起来,日后使用将非常方便,也可以避免繁琐重复的工作。
然而,Javascript与其他语言(如 java)不同,它不支持"类"(class),导致传统的面向对象编程方法无法直接使用。本文总结了Javascript中实现面向对象类的4种方式以及它们的使用方法,供大家学习参考。

1. 传统面向对象

在 ES6中,class (类) 作为对象的模板被引入,可以通过 class 关键字定义类。它可以被看作一个语法糖,让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法。而其本质就是一个函数,就是由ES5里面的语法封装的。

类中所有函数均不需要写function,且多个函数方法之间不需要添加符号分隔;

class Person {
    constructor(name, sex, age) {
    
            this.name = name;
            this.sex = sex;
            this.age = age;
        }
        
        // 类中添加方法
    Say() {
    
        console.log('我叫' + this.name, '性别' + this.sex, '今年' + this.age);
    }
}

// 创建实例对象
var xm = new Person('小明', '男', 19);

// 通过实例调用方法
xm.Say(); // 我叫小明 性别男 今年19

继承:

class Student extends Person {

  // 子类继承父类
  
}

2. 构造函数和原型式面向对象

这是js中经典的方法。它用构造函数模拟"类",在其内部用this关键字指代实例对象。
先编写一个构造函数

function Cat(name, color) {
    // 添加属性
    
    this.name = name;
    
    this.color= color;
  }

增加类的方法,通常在构造函数的prototype对象之上。所有对象的实例可以共享这些方法,相比直接在构造函数上增加方法,在原型prototype上增加方法可以减少内存空间的使用。

  Cat.prototype.sayHi = function() {
  
    console.log('Hi,我是'+this.name);
    
  }

使用new关键字,生成实例对象。

  var miao=new Cat('小猫','白色');
  
  console.log(miao.color);  //白色
  
  miao.sayHi();  //Hi,我是小猫

因为JS中没有class,所有在这个方法中,我们用到的构造函数是一种特殊的函数,主要用于初始化对象,即为对象成员变量赋初始值,它总与new一起使用,他们可把对象中一些公共的属性和方法抽取出来,然后封装到这个函数里面;
另外,注意上面代码的this,被作为类使用的函数里面的this总是指向实例化对象,这里也就是miao

在JS中,使用构造函数时要注意以下两点:

  1. 构造函数用于创建某一类对象,其首字母要大写;
  2. 构造函数要和new一起使用才有意义

new 在执行时会做四件事情:

  1. 在内存中创建一个新的空对象;
  2. 让this指向这个新的对象;
  3. 执行构造函数里面的代码,给这个新对象添加属性和方法;
  4. 返回这个新对象(所以构造函数里面不需要return)

下面来介绍一些这些对象的属性和方法

2.1 prototype

JavaScript 中的对象有一个特殊的 Prototype 内置属性,其实就是对于其他对象的引用。
当我们通过 new 来生成一个类的对象时,prototype对象的属性就会成为实例化对象的属性。

在上面的代码中,我们在cat.prototype上挂载了一个sayHi()方法,在实例化的时候该方法会给到实例对象,也就是它的所有实例共享方法。

2.2__proto__

对象都会有一个属性__proto__指向构造函数的prototype原型对象,之所以我们对象可使用构造函数prototype原型对象的属性和方法,就是因为对象有__proto__原型的存在。

  • __proto__对象原型和原型对象prototype是等价的
  • __proto__对象原型的意义就在于为对象的查找机制提供一个方向,或者说一条路线,但是它是一个非标准属性,因此实际开发中,不可以使用这个属性,它只是内部指向原型对象prototype

QQ图片20220422151758.png

当我们查找一个对象的属性或方法的时候,比如miao.sayHi(),而这个对象中没有定义这个属性或方法,那么对象就会到__proto__上查找,即构造函数的prototype上查找,因为我们把该方法定义在了Cat.prototype上,因次就在这找到了这个方法。

QQ图片20220422151853.png

那么如果在构造函数上的prototype中也找不到这个属性或方法呢?这里对象会继续往Cat.prototype.__proto__上找,这时候就找到了Object.prototype了,而Object.prototype再往上找就没有了,也就是null,这其实就是原型链。

2.3 constructor

对象原型 __proto__ 和构造函数 prototype 原型对象里面都有一个属性 constructor 属性,constructor我们称为构造函数,因为它指回构造函数本身。他主要用于记录该对象引用于哪个构造函数。 如上面的miao对象的constructor指向它的构造函数Cat。不过constructor并不是实例对象本身的属性,这个属性是在原型链上找到的。

QQ图片20220422155420.png

3. Object.create()式面向对象

前一种方法使用起来相对比较麻烦,为了更方便地生成对象,Javascript的国际标准ECMAScript第五版(目前通行的是第三版),提出了一个新的方法Object.create()
用这个方法,"类"就是一个对象,不是函数。

var Cat = {
    name :'miao',
    makeSound:function(){
        console.log('喵喵喵');
    }
}

这里,直接用Object.create()生成实例,不需要用到new。

  var tom = Object.create(Cat);
  
  console.log(tom.name);  // miao
  
  tom.makeSound(); // 喵喵喵

目前,各大浏览器的最新版本(包括IE9)都部署了这个方法。如果遇到老式浏览器,可以用下面的代码自行部署。

if (!Object.create) {

    Object.create = function (o) {
    
       function F() {}
       
      F.prototype = o;
      
      return new F();
      
    };
  }

这种方法比上一种方法简单,但是不能实现私有属性和私有方法,实例对象之间也不能共享数据,类之间的关系不明显,对"类"的模拟也不够全面。

4. 极简面向对象方式

极简面向对象方式是荷兰程序员 Gabor de Mooij 提出的,它是一种比Object.create()更好的新方法,他称这种方法为"极简主义法"(minimalist approach)。

4.1 封装

这种方法不使用thisprototype,代码部署起来非常简单,这大概也是它被叫做"极简主义法"的原因。
首先,它也是用一个对象模拟"类"。在这个类里面,定义一个构造函数 createNew(),用来生成实例。

var Cat = {

    createNew: function(){
      // some code here
    }
  };

然后,在createNew()里面,定义一个实例对象,把这个实例对象作为返回值。

var Cat = {
    createNew: function(){
    
      var cat = {};
      
      cat.name = "大毛";
      
      cat.makeSound = function(){ alert("喵喵喵"); };
      
      return cat;
    }
  };

创建实例对象的时候,我们就可以调用它的createNew()方法,就可以得到实例对象

var cat1 = Cat.createNew();  

cat1.makeSound(); // 喵喵喵

这种方法的好处是,容易理解,结构清晰优雅,符合传统的"面向对象编程"的构造,因此可以方便地部署下面的特性。

4.2 继承

让一个类继承另一个类,实现起来很方便。只要在前者的createNew()方法中,调用后者的createNew()方法即可。
先定义一个Animal类。

var Animal = {
    createNew: function(){
    
      var animal = {};
      
      animal.sleep = function(){ alert("睡懒觉"); };
      
      return animal;
    }
  };

然后,在Cat的createNew()方法中,调用Animal的createNew()方法

    var Cat = {
   createNew: function(){
   
      var cat = Animal.createNew();
      
      cat.name = "大毛";
      
      cat.makeSound = function(){ alert("喵喵喵"); };
      
      return cat;
    }
  };

这样得到的Cat实例,就会同时继承Cat类和Animal类

    var cat1 = Cat.createNew(); 
    
    cat1.makeSound() // 喵喵喵
    
  cat1.sleep(); // 睡懒觉

4.3 私有属性和私有方法

在createNew()方法中,只要不是定义在cat对象上的方法和属性,都是私有的

  var Cat = {
    createNew: function(){
    
       var cat = {};
       
       var sound = "喵喵喵";
       
       cat.makeSound = function(){ alert(sound); };
       
       return cat;
     }
   };

上例的内部变量sound,外部无法读取,只有通过cat的公有方法makeSound()来读取。

   var cat1 = Cat.createNew();

   alert(cat1.sound);  // undefined

4.4 数据共享

有时候,我们需要所有实例对象,能够读写同一项内部数据。这个时候,只要把这个内部数据,封装在类对象的里面、createNew()方法的外面即可

var Cat = {
    sound : "喵喵喵",
    
    createNew: function(){
    
      var cat = {};
      
      cat.makeSound = function(){ alert(Cat.sound); };
      
      cat.changeSound = function(x){ Cat.sound = x; };
      
      return cat;
    }
  };

然后,生成两个实例对象:

    var cat1 = Cat.createNew();
    
  var cat2 = Cat.createNew();
  
  cat1.makeSound(); // 喵喵喵

这时,如果有一个实例对象,修改了共享的数据,另一个实例对象也会受到影响。

    cat2.changeSound("啦啦啦");

  cat1.makeSound(); // 啦啦啦

5. 个人总结

  • 在上面四种实现类(class)的方法中,最后一种极简主义方法比较容易理解且好使用,是比较推荐的。
  • 在ES6中类没有变量提升,所以必须要先定义类,才能通过类实例化对象;
  • 类声明不可以重复。
  • 继承是指若子类有属性和方法,则用子类的属性和方法,若无,则继承父类方法;
  • 类里面共有的属性和方法一定要加this使用;构造函数中的this 指向的是创建的实例对象;谁调用类中的方法,this就指向谁;

6. 相关参考

Javascript定义类(class)的三种方法 - 阮一峰的网络日志 (ruanyifeng.com)