JavaScript实验:类(Class)

在JavaScript中,可以使用类(Class)来实现面向对象编程(Object Oriented Programming)。不过,JavaScript中的类与Java中的有所不同,其相应的定义和使用也不一样。

JavaScript中类的定义

在JavaScript中,所有从同一个原型对象(prototype)处衍生出来的对象组成了一个类;也就是说,JavaScript中的类是一个对象集合的概念,如果两个对象它们的prototype相同,那么它们就属于同一个类;JavaScript中的类甚至都不需要类名。以下面的代码为例:

var p = {x:42};  
var a = Object.create(p);  
var b = Object.create(p);  
console.log(a === b);//false  
console.log(Object.getPrototypeOf(a) === Object.getPrototypeOf(b));//true  

在上述例子中,对象a和b拥有相同的原型对象(prototype) p,因此a和b属于同一个类(虽然这个类都没有类名),它们从原型对象p处继承了值为42的属性x。

从这个例子中可以看到,原型对象的作用就相当于模板,可以由之衍生/创建出多个对象,其地位与Java语言中的类代码(Class code)相同,是JavaScript中类定义的核心。以下这个例子中的原型对象就呈现出更像类代码的样子:

var p = {  
    INCREMENT_BY : 1,
    increment : function(x){
        return x + this.INCREMENT_BY;
    }
}
var a = Object.create(p);  
var b = Object.create(p);  
console.log(a.increment(7));//8  
console.log(b.increment(9));//10  

上述例子中,原型对象p定义了一个值为1的property (INCREMENT_BY)和一个名为increment的函数;对象a和b从p这个模板处获取了INCREMENT_BYincrement函数。当调用对象a或b的increment函数时,JavaScript会试图获取a或b的INCREMENT_BY值(this.INCREMENT_BY);由于INCREMENT_BY是从p中获取的,因此其值都是1 -- 从模板中获取的,值都相同的变量,类似于Java中的静态类变量(static variable),因此上面的例子中对INCREMENT_BY变量命名时使用了全大写字符。

在上面的例子中,所有从模板p处创建出来的对象(属于同一个类的这些对象),其属性和行为都是一模一样的。但实际上对于同一个类的不同对象,它们除了拥有类所定义的属性/行为以外,往往具有一些自身所特有的属性与行为。因此,如果需要将prototype这个模板当作类来使用的话,就必须对每一个从中衍生出来的对象进行一定的定制:

var p = {  
    INCREMENT_BY : 1,
    increment : function(x){
        return x + this.INCREMENT_BY + this.custom_increment_by;
    }
}
var a = Object.create(p);  
var b = Object.create(p);  
a.custom_increment_by = 0;  
b.custom_increment_by = 1;  
console.log(a.increment(7));//8  
console.log(b.increment(9));//11  

在这个例子中,从模板p处创建出来的对象a和b拥有一个彼此间值不一定相等的变量custom_increment_by,而它们的increment()函数这个行为的最终结果则与custom_increment_by的值相关。一般来说,对新建对象进行定制化的工作往往放在统一的函数中进行:

var p = {  
    INCREMENT_BY : 1,
    increment : function(x){
        return x + this.INCREMENT_BY + this.custom_increment_by;
    }
}
function getIncrementalClassObject(customIncrementByValue){  
    var incrementalObj = Object.create(p);
    incrementalObj.custom_increment_by = customIncrementByValue;
    return incrementalObj;
}
var a = getIncrementalClassObject(0);  
var b = getIncrementalClassObject(1);  
console.log(a.increment(7));//8  
console.log(b.increment(9));//11  

如此,便通过原型对象p和getIncrementalClassObject()函数完成了一个类的定义:可以通过调用getIncrementalClassObject()函数来获取原型对象都是p的对象,而在调用getIncrementalClassObject()函数过程中可以对这些新建对象进行一定的定制化。值得注意的是,此时这个已经定义了的类还没有类名,为了方便描述,姑且称之为Incremental。

回顾getIncrementalClassObject()函数中所做的工作,可以看到从Incremental这个类中创建新的对象所经历的过程如下:

  1. 创建一个空对象,并将其原型对象定义为p。
  2. 根据不同的参数值,对这个新建的空对象进行定制。
  3. 返回已经定制完成的新对象。

在JavaScript中,可以通过使用Constructor(构造函数)来快速地完成上述类的定义以及新对象的创建。

JavaScript中的Constructor(构造函数)

从上述Incremental类这个例子中可以看到,定义新的类需要两部分代码:创建原型对象作为模板、创建自定义函数对新对象进行初始化;而从类中创建新的对象则经历了三个过程:指定新对象的原型对象、定制/初始化新对象、返回这个新对象。在JavaScript中,这一切都可以通过Constructor(构造函数)来完成。

JavaScript中的Constructor是一个函数(function),承担对新对象进行初始化的职责;而这个Constructor函数的prototype则作为模板用于创建新对象。仍以上述Incremental类为例,用Constructor来重写代码后是这样的:

function Incremental(customIncrementByValue){  
     this.custom_increment_by = customIncrementByValue;
}
Incremental.prototype = {  
     INCREMENT_BY : 1,
     increment : function(x){
        return x + this.INCREMENT_BY + this.custom_increment_by;
    }
}

var a = new Incremental(0);  
var b = new Incremental(1);  
console.log(a.increment(7));//8  
console.log(b.increment(9));//11  

通过new关键词,使用Constructor函数来创建新对象这一过程,实际上经历了以下几个阶段:

  1. 创建一个新的空对象。
  2. 将这个对象的原型对象指向constructor函数的prototype属性。
  3. 将这个对象作为this参数,执行constructor函数。

这与之前的getIncrementalClassObject()函数中所做的工作是一样的。

类名

在使用Constructor创建对象时,相应的对象也就有了"类名",这可以从instanceof操作符的结果上得到验证:

console.log(a instanceof Incremental);//true  
console.log(b instanceof Incremental);//true  

不过,instanceof操作符并不判断对象是否由Incremental这一构造函数所创建,instanceof操作符只判断对象的原型对象是否为Incremental.prototype。当存在两个prototype一样的构造函数时,instanceof操作符将统一返回true,而不会区分用于创建对象的构造函数到底是哪个。

function Incremental2(customIncrementByValue){  
     this.custom_increment_by = customIncrementByValue + 3;
}
Incremental2.prototype = Incremental.prototype;  
console.log(a instanceof Incremental2);//true  

本文实验代码: http://jsfiddle.net/cshao/BvELf/

Chuan Shao

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