JavaScript面向对象旅程

剪不断，理还乱，是离愁。

前面已经提到过新语言开发的两个步骤，分别是：一、定义基本的数据类型，完善结构化编程语言的设计；二、为函数类型绑定this的概念，好在对象的方法中可以引用到对象自身。下面是继续下去的思路，其主体思想是尽可能地引用传统面向对象语言的相关概念（如类、继承等）到新语言中来。

三、让对象属于某个类

这次要引入类的概念来。但是注意的是，还是前面提到过的思路，是让对象看起来属于某个类，而不是真正地构造基于类的种种语义概念。

一般来说，类包括类符号和类模板。最简单的类符号可以是一个字符串属性。比如随便一个对象，它的class属性来指明类名，即调用obj.class返回类名字符串（如"Cat", "Dog"等）。不过麻烦的是类模板。我们要在统一的地方定义类模板，以便于在用统一的模式创建类实例。这样创建的类实例（即对象）才是真正有意义的。因为我们不仅要在类符号上来区别类；更重要的是，要在类行为上来统一类。

这时想到的是函数。因为在JavaScript中，一切对象的创建通过一段代码块来实现的，而函数又能够将这段代码块组合起来。所以，可以让一般的函数作为类模板的定义；进一步地，将它视为构造方法。

一般的函数定义是：

function createStudent(name, age) {
	var student = {};
	student.name = name;
	student.age = age;
	student.toString = function() {
		return this.name + " " + this.age;
	};
	student.class = ‘Student‘;
	return student;
}

这样才能够完整地表现我们之前的一些概念。而且，这种方式没有引入任何新的语言概念。只不过，这种构造方式要完全依赖开发人员去实现。语言本身并不能自动支持其中的任何一个概念。

因此，当时的JavaScript设计者进一步地推动了在语言自身中去自动实现一些概念。分为以下几步：

1. 引入构造函数的概念

上面的createStudent多多少少不是构造函数的样子。像Java和C++那样的面向对象语言，当调用构造函数时，对象已经创建好了。构造函数完成的是一些初始化的工作。根本就不需要像第2行代码那样去显示地创建对象。所以，前面的代码要改写成下面的样子：

function Student(name, age) {
	this.name = name;
	this.age = age;
	this.toString = function() {
		return this.name + " " + this.age;
	};
}

这里主要做了以下几点改动：

1. 函数名不再是createStudent，而是Student，这看起来更像是构造函数的名字。
2. 不再显示地创建对象；而是当函数作为构造函数调用时，会默认构造一个空对象，并能够通过this访问。
3. 函数不再return返回任何对象；而是默认地，应该返回this指向地对象。
4. 不再有任何显示地构造this.class = "Student"之类的语句；而是默认地，这一构建应该在构造过程中自动完成。

只不过，这里说是这样说，要达到这一系列的改动必须要做一些工作。如果还像以前那样调用Student函数时达不到上面提到的四点效果的（说错了，其实第一点效果达到了）。有兴趣的同学可以自己揣摩下。

为达到上面提到的四点效果，JavaScript设计者引入一个新的new语句。它像Java构造对象时那样调用。像下面：

new Student("Sam", 18);

而上面语句实际做的工作，用JavaScript描述大致就是：

var obj = {};
Student.call(obj, "Sam", 18);
obj.i_was_build_by = Student;
return obj；

这里特别注意的是代码的第三行。我们不再是通过增加一个class属性来区分对象的类，而是通过加入一个i_was_build_by属性，它引用了构造函数Student。这个相当于前面的class属性，不过它引用的不是一个单纯的字符串，而是一个函数了。这样也行。我们也可以类似的判断一个对象是否属于某个类：

s instanceof Student //等效于 s.i_was_build_by == Student

我写出这么一个奇葩的名字，是不想误导读者。如果要深追究，JavaScript当中不是通过这种方式来区别对象的，其机制要稍微复杂些，不过大体思想是一致的。

让方法只定义一次

我们看到改动后的代码，其依然有个不足之处。在基于类模板的语言中，方法是属于类的，只需要定义一次。而在我们的版本中，方法是属于对象的，其在每次Student函数调用过程当中都会被定义一次。且不说带来的内存消耗吧。这样离看上去像Java也是差了些。所以这里又要做些改动，使得方法只需要定义一次。

思路就是新创建的对象要保持一个对象引用，这个对象囊括了对象所属类的方法集合。首先，这个引用的名字是prototype；其次，它的来源是构造函数同为名prototype的引用；最后，所有在本对象中找不到的方法，都推到prototype中去查找。例如，我们要把之前的案例像下面这样写：

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

Student.prototype.toString = function() {
	return this.name + " " + this.age;
};

var s = new Student();
//s.prototype == Student.prototype;
//s.toString() == s.prototype.toString.call(s);

解释：Student函数本身有个属性prototype。通过new Student()语句构造的s对象，它的prototype属性指向了函数Student的prototype属性。最后当调用s.toString()时，由于s中不存在toString属性，继而跳到prototype对象中去查找。就好像prototype当中的属性是自己的属性一样。

那么真正地new Student("Sam", 18)语句执行逻辑可以总结如下：

var obj = {};
Student.call(obj, "Sam", 18);
obj.i_was_build_by = Student;
obj.prototype = Student.prototype;
return obj；

通过这种方式，我们可以只需要在prototype处定义方法一次即可；另外，prototype也可以定义类的共有属性。这就是prototype处的作用。下面我们还会看到，通过prototype链的方式，它也开拓了通往继承之门的道路。

四、继承并不神秘，它就是prototype链

真的快要写完了。也许在JavaScript中，最值得着墨的地方就是继承了。不过我写的有些累了，这里不再多提了。

其思路就是扩展prototype下去。我们之前提过，如果一个对象的属性找不到，就会在它的prototype引用中去找；如果在prototype引用中还找不到呢？那么就会在prototype引用的prototype引用中再去找，一直到找到为止或者prototype引用为空。

但这与继承有什么联系呢？事实上，通过巧妙地构造prototype链，就可以实现继承的效果了。不便说了，上例子吧：

function Animal() {}

function Dog() {}

Dog.prototype = new Animal();

这便实现了继承的魔法。乍一看也许没明白，需要拆解开：

let animal = new Animal();
animal.prototype == Animal.prototype;

let Dog.prototype = animal;

let dog = new Dog();
dog.prototype == Dog.prototype == animal;

上面的例子显示了，如果新建一个dog对象，它的prototype对象（暂且取个中间变量）为animal，而animal对象的prototype对象就会回到Animal的prototype中去。对于dog的某个方法调用，它首先在animal中寻找（这个是Dog的prototype）；如果找不到，就会在animal的prototype中寻找（这个是Animal的prototype）。这样，我们不仅可以调用Dog.prototype中定义的方法（这是子类的方法），也可以调用Animal.prototype的方法（这个是继承于父类的方法）。这样操作便实现了继承。

五、总结

JavaScript按照这种思路就创造得差不多了。这种思路差不多就是JavaScript面向对象的一种概述了。而实际上，JavaScript真正地内部机制比起这个要复杂一些；不过我相信它也有自己的考量。总之，JavaScript有着自己的面向对象思想，又要引入传统的基于类模板的面向对象概念进来，就变成了现在这样了。

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标签: JavaScript, 面向对象