JavaScript学习笔记（十六）——面向对象编程

在学习廖雪峰前辈的JavaScript教程中，遇到了一些需要注意的点，因此作为学习笔记列出来，提醒自己注意！

如果大家有需要，欢迎访问前辈的博客https://www.liaoxuefeng.com/学习。

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面向对象编程

JavaScript的所有数据都可以看成对象，但是，如果我们仅仅使用 Number 、 Array 、 string 以及基本的 {...} 定义的对象，这也不能称为面向对象编程。

总所周知，面向对象有两个基本概念：

1. 类：类是对象的类型模板，例如，定义 Student 类来表示学生，类本身是一种类型， Student 表示学生类型，但不表示任何具体的某个学生；

2. 实例：实例是根据类创建的对象，例如，根据 Student 类可以创建出 xiaoming 、 xiaohong 、 xiaojun 等多个实例，每个实例表示一个具体的学生，他们全都属于 Student 类型。

类和实例是大多数面向对象编程语言的基本概念。

但是，在JavaScript中，面向对象的概念并非如此：JavaScript中不区分类和实例的概念，而是通过原型（prototype）来实现面向对象编程。

原型是指当我们想要创建 xiaoming 这个具体的学生时，我们并没有一个 Student 类型可用。那怎么办？恰好有这么一个现成的对象：

var robot = {
    name: 'Robot',
    height: 1.6,
    run: function () {
        console.log(this.name + ' is running...');
    }
};

我们看这个 robot 对象有名字，有身高，还会跑，有点像小明，干脆就根据它来“创建”小明得了！

于是我们把它改名为 Student ，然后创建出 xiaoming ：

var Student = {
    name: 'Robot',
    height: 1.2,
    run: function () {
        console.log(this.name + ' is running...');
    }
};

var xiaoming = {
    name: '小明'
};

xiaoming.__proto__ = Student;

注意最后一行代码把 xiaoming 的原型指向了对象 Student ，看上去 xiaoming 仿佛是从 Student 继承下来的：

xiaoming.name; // '小明'
xiaoming.run(); // 小明 is running...

xiaoming 有自己的 name 属性，但并没有定义 run() 方法。不过，由于小明是从 Student 继承而来，只要 Student 有 run() 方法， xiaoming 也可以调用：

JavaScript的原型链和Java的Class区别就在，它没有“Class”的概念，所有对象都是实例，所谓继承关系不过是把一个对象的原型指向另一个对象而已。

如果你把 xiaoming 的原型指向其他对象：

var Bird = {
    fly: function () {
        console.log(this.name + ' is flying...');
    }
};

xiaoming.__proto__ = Bird;

现在 xiaoming 已经无法 run() 了，他已经变成了一只鸟：

xiaoming.fly(); // 小明 is flying...

在JavaScrip代码运行时期，你可以把 xiaoming 从 Student 变成 Bird ，或者变成任何对象。

请注意，上述代码仅用于演示目的。在编写JavaScript代码时，不要直接用 obj.__proto__ 去改变一个对象的原型，并且，低版本的IE也无法使用 __proto__ 。 Object.create() 方法可以传入一个原型对象，并创建一个基于该原型的新对象，但是新对象什么属性都没有，因此，我们可以编写一个函数来创建 xiaoming ：

// 原型对象:
var Student = {
    name: 'Robot',
    height: 1.2,
    run: function () {
        console.log(this.name + ' is running...');
    }
};

function createStudent(name) {
    // 基于Student原型创建一个新对象:
    var s = Object.create(Student);
    // 初始化新对象:
    s.name = name;
    return s;
}

var xiaoming = createStudent('小明');
xiaoming.run(); // 小明 is running...

这是创建原型继承的一种方法。

创建对象

JavaScript对每个创建的对象都会设置一个原型，指向它的原型对象。

当我们用 obj.xxx 访问一个对象的属性时，JavaScript引擎先在当前对象上查找该属性，如果没有找到，就到其原型对象上找，如果还没有找到，就一直上溯到 Object.prototype 对象，最后，如果还没有找到，就只能返回 undefined 。

比如，我们创建一个 Array 对象，

var arr = [1, 2, 3];

其原型链如下图：

arr ----> Array.prototype ----> Object.prototype ----> null

 Array.prototype 定义了 indexOf() 、 shift() 等方法，因此你可以在所有的 Array 对象上直接调用这些方法。

当我们创建一个函数时，

function foo() {
    return 0;
}

函数也是一个对象，它的原型链是：

foo ----> Function.prototype ----> Object.prototype ----> null

由于 Function.prototype 定义了 apply() 等方法，因此，所有函数都可以调用 apply() 方法。

注意，如果原型链很长，那么访问一个对象的属性就会因为花更多的时间查找而变得更慢，因此要注意原型链的长度。

构造函数

除了直接用 { ... } 创建一个对象外，JavaScript还可以用一种构造函数的方法来创建对象。它的用法是，先定义一个构造函数：

function Student(name) {
    this.name = name;
    this.hello = function () {
        alert('Hello, ' + this.name + '!');
    }
}

这是一个普通函数，但是在JavaScript中，可以用关键字 new 来调用这个函数，并返回一个对象：

var xiaoming = new Student('小明');
xiaoming.name; // '小明'
xiaoming.hello(); // Hello, 小明!

注意，如果不写 new ，这就是一个普通函数，它返回 undefined 。但是，如果写了 new ，它就变成了一个构造函数，它绑定的 this 指向新创建的对象，并默认返回 this ，也就是说，不需要在最后写 return this; 。

新创建的 xiaoming 的原型链是：

xiaoming ----> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null

也就是说， xiaoming 的原型指向函数 Student 的原型。如果你又创建了 xiaohong 、 xiaojun ，那么这些对象的原型与 xiaoming 是一样的：

xiaoming ↘
xiaohong -> Student.prototype ----> Object.prototype ----> null
xiaojun  ↗

用 new Student() 创建的对象还从原型上获得了一个 constructor 属性，它指向函数 Student 本身：

xiaoming.constructor === Student.prototype.constructor; // true
Student.prototype.constructor === Student; // true

Object.getPrototypeOf(xiaoming) === Student.prototype; // true

xiaoming instanceof Student; // true

红色箭头是原型链。注意， Student.prototype 指向的对象就是 xiaoming 、 xiaohong 的原型对象，这个原型对象自己还有个属性 constructor ，指向 Student 函数本身。

另外，函数 Student 恰好有个属性 prototype 指向 xiaoming 、 xiaohong 的原型对象，但是 xiaoming 、 xiaohong 这些对象可没有 prototype 这个属性，不过可以用 __proto__ 这个非标准用法来查看。

现在我们就认为 xiaoming 、 xiaohong 这些对象“继承”自 Student 。

不过还有一个小问题，注意观察：

xiaoming.name; // '小明'
xiaohong.name; // '小红'
xiaoming.hello; // function: Student.hello()
xiaohong.hello; // function: Student.hello()
xiaoming.hello === xiaohong.hello; // false

xiaoming 和 xiaohong各自的 name 不同，这是对的，否则我们无法区分谁是谁了。

xiaoming和 xiaohong各自的 hello 是一个函数，但它们是两个不同的函数，虽然函数名称和代码都是相同的！

如果我们通过 new Student() 创建了很多对象，这些对象的 hello 函数实际上只需要共享同一个函数就可以了，这样可以节省很多内存。

要让创建的对象共享一个 hello 函数，根据对象的属性查找原则，我们只要把 hello 函数移动到xiaoming、 xiaohong这些对象共同的原型上就可以了，也就是 Student.prototype：

修改代码如下：

function Student(name) {
    this.name = name;
}

Student.prototype.hello = function () {
    alert('Hello, ' + this.name + '!');
};

用 new 创建基于原型的JavaScript的对象就是这么简单！

忘记写new怎么办

如果一个函数被定义为用于创建对象的构造函数，但是调用时忘记了写 new 怎么办？

在strict模式下， this.name = name 将报错，因为 this 绑定为 undefined ，在非strict模式下， this.name = name 不报错，因为 this 绑定为 window ，于是无意间创建了全局变量 name ，并且返回 undefined ，这个结果更糟糕。

所以，调用构造函数千万不要忘记写 new 。为了区分普通函数和构造函数，按照约定，构造函数首字母应当大写，而普通函数首字母应当小写，这样，一些语法检查工具如jslint将可以帮你检测到漏写的 new 。

最后，我们还可以编写一个 createStudent() 函数，在内部封装所有的 new操作。一个常用的编程模式像这样：

function Student(props) {
    this.name = props.name || '匿名'; // 默认值为'匿名'
    this.grade = props.grade || 1; // 默认值为1
}

Student.prototype.hello = function () {
    alert('Hello, ' + this.name + '!');
};

function createStudent(props) {
    return new Student(props || {})
}

这个 createStudent() 函数有几个巨大的优点：一是不需要 new 来调用，二是参数非常灵活，可以不传，也可以这么传：

var xiaoming = createStudent({
    name: '小明'
});

xiaoming.grade; // 1

如果创建的对象有很多属性，我们只需要传递需要的某些属性，剩下的属性可以用默认值。由于参数是一个Object，我们无需记忆参数的顺序。如果恰好从 JSON 拿到了一个对象，就可以直接创建出 xiaoming 。