JS面向对象编程之封装

2021-10-14 00:19:43

来源：https://segmentfault.com/a/1190000015843072

我们所熟知的面向对象语言如 C++、Java 都有类的的概念，类是实例的类型模板，比如Student表示学生这种类型，而不表示任何具体的某个学生，而实例就是根据这个类型创建的一个具体的对象，比如zhangsan、lisi，由类生成对象体现了抽象模板到具体化的过程，这叫做基于类的面向对象方式，而 JavaScript 没有类的概念，是基于原型的面向对象方式（虽然 Es6 增加了 class，实质是对原型方式的封装）。总结起来就是以下两点：

  • 在基于类的面向对象方式中，对象（object）依靠类（class）来产生。
  • 在基于原型的面向对象方式中，对象（object）则是依靠构造函数（constructor）和原型（prototype）构造出来的。

面向对象语言的第一个特性毫无疑问是封装，在 JS 中，封装的过程就是把一些属性和方法放到对象中“包裹”起来，那么我们要怎么去封装属性和方法，或者说怎么去创建对象呢（后文统一说创建对象）？下面用逐步推进的方式阐述：

对象字面量 --> 工厂模式 --> 构造函数 --> 原型模式 --> 构造函数+原型模式

对象字面量

JS中创建对象最原始的方式有两种：

function Person(name, age) {

  this.name = name;

  this.age = age;

  this.greeting = function() {

    alert('Hi!');

  };

  // return this;

}

var person1 = new Person("leon", "20");

var person2 = new Person("jack", "21");
  • 对象字面量
var  person = {

    name: "leon",

    age: "20",

    greeting: function() {

      alert('Hi!');

    }

}
  • 为Object实例添加属性方法
var person = new Object();

person.name = "leon";

person.age = "20";

person.greeting = function() {

  alert('Hi!');

};
  • 优点：代码简单
  • 缺点： 创建多个对象会产生大量的代码，编写麻烦，且并没有实例与原型的概念。
  • 解决办法：工厂模式。

工厂模式

工厂模式是编程领域一种广为人知的设计模式，它抽象了创建具体对象的过程。JS 中创建一个函数，把创建新对象、添加对象属性、返回对象的过程放到这个函数中，用户只需调用函数来生成对象而无需关注对象创建细节，这叫工厂模式：

function createPerson(name, age) {

  var person = new Object();

  person.name = name;

  person.age = age;

  person.greeting = function() {

    alert('Hi!');

  };

  return person;

}

var person1 = createPerson("leon", "20");
  • 优点：工厂模式解决了对象字面量创建对象代码重复问题，创建相似对象可以使用同一API。
  • 缺点：因为是调用函创建对象，无法识别对象的类型。
  • 解决办法：构造函数

构造函数

JS 中构造函数与其他函数的唯一区别，就在于调用它的方式不同。任何函数，只要通过new 操作符来调用，那它就可以作为构造函数。来看下面的例子：

function Person(name, age) {

  this.name = name;

  this.age = age;

  this.greeting = function() {

    alert('Hi!');

  };

  // return this;

}

var person1 = new Person("leon", "20");

var person2 = new Person("jack", "21");

通过构造函数new一个实例经历了四步：

  1. 创建一个新对象；
  2. 将构造函数内的this绑定到新对象上；
  3. 为新对象添加属性和方法；
  4. 返回新对象（JS 引擎会默认添加 return this;）。

而通过构造函数创建的对象都有一个constructor属性，它是一个指向构造函数本身的指针，因此就可以检测对象的类型啦。：

alert(person1.constructor === Person) //true

alert(person1 instanceof Person) // true

但是仍然存在问题：

alert(person1.greeting == person2.greeting) //false

同一个构造函数中定义了greeting()，而不同实例上的同名函数却是不相等的，意味着这两个同名函数的内存空间不一致，也就是构造函数中的方法要在每个实例上重新创建一次。这显然是不划算的。

  • 优点：解决了类似对象创建问题，且可以检测对象类型。
  • 缺点：构造函数方法要在每个实例上新建一次。
  • 解决办法：原型模式。

原型模式

终于讲到了原型模式，JS 中每个构造函数都有一个prototype属性，这个属性是一个指针，指向原型对象，而这个原型对象包含了这个构造函数所有实例共享的属性和方法。而实例对象中有一个proto属性，它指向原型对象，也就是构造函数.prototype == 原型对象 == 对象._proto_，那么对象就可以获取到原型对象中的属性和方法啦。同时，所有对象中都有一个constructor属性，原型对象的constructor指向其对应的构造函数。

使用原型，就意味着我们可以把希望实例共享的属性和方法放到原型对象中去，而不是放在构造函数中，这样每一次通过构造函数new一个实例，原型对象中定义的方法都不会重新创建一次。来看下面的例子：

function Person() {

}

Person.prototype.name = "leon";

Person.prototype.age = "20";

Person.prototype.greeting = function() {

  alert('Hi!');

};

var person1 = new Person();

var person2 = new Person();

alert(person1.name); //"leon"

alert(person2.name); //"leon"

alert(person1.greeting == person2.greeting); //true
  • 优点：与单纯使用构造函数不一样，原型对象中的方法不会在实例中重新创建一次，节约内存。
  • 缺点：使用空构造函数，实例 person1 和 person2 的 name都一样了，我们显然不希望所有实例属性方法都一样，它们还是要有自己独有的属性方法。并且如果原型中对象中有引用类型值，实例中获得的都是该值的引用，意味着一个实例修改了这个值，其他实例中的值都会相应改变。
  • 解决办法：构造函数+原型模式组合使用。

另外 JS 中还定义了一些与原型相关的属性，这里罗列一下：

  • Object.getPrototypeOf()，取得实例的原型对象。
Object.getPrototypeOf(person1);
  • isPrototypeOf()，判断是不是一个实例的原型对象。
Person.prototype.isPrototypeOf(person1);
  • hasOwnProperty()，检测一个属性是否存在于实例中
person1.hasOwnProperty("name");
  • in，判断一个属性是否存在于实例和原型中。
"name" in person1;

构造函数+原型模式

最后一种方式就是组合使用构造函数和原型模式，构造函数用于定义实例属性，而共享属性和方法定义在原型对象中。这样每个实例都有自己独有的属性，同时又有对共享方法的引用，节省内存。

function Person(name, age) {

  this.name = name;

  this.age = age;

}

Person.prototype = {

  constructor: Person,

  nationality: "China",

  greeting: function() {

    alert(this.name);

  }

}

var person1 = new Person("leon", "20");

var person2 = new Person("jack", "21");

alert(person1.greeting == person2.greeting) //true

上面代码中用对象字面量的形式重写了原型对象，这样相当于创建了一个新的对象，那么它的constructor属性就会指向Object，这里为了让它继续指向构造函数，显示的写上了constructor: Person

这种构造函数与原型模式混成的模式，是目前在 JS 中使用最为广泛的一种创建对象的方法。

我们所熟知的面向对象语言如 C++、Java 都有类的的概念，类是实例的类型模板，比如Student表示学生这种类型，而不表示任何具体的某个学生，而实例就是根据这个类型创建的一个具体的对象，比如zhangsan、lisi，由类生成对象体现了抽象模板到具体化的过程，这叫做基于类的面向对象方式，而 JavaScript 没有类的概念，是基于原型的面向对象方式（虽然 Es6 增加了 class，实质是对原型方式的封装）。总结起来就是以下两点：

  • 在基于类的面向对象方式中，对象（object）依靠类（class）来产生。
  • 在基于原型的面向对象方式中，对象（object）则是依靠构造函数（constructor）和原型（prototype）构造出来的。

面向对象语言的第一个特性毫无疑问是封装，在 JS 中，封装的过程就是把一些属性和方法放到对象中“包裹”起来，那么我们要怎么去封装属性和方法，或者说怎么去创建对象呢（后文统一说创建对象）？下面用逐步推进的方式阐述：

对象字面量 --> 工厂模式 --> 构造函数 --> 原型模式 --> 构造函数+原型模式

对象字面量

JS中创建对象最原始的方式有两种：

  • 对象字面量
var  person = {

    name: "leon",

    age: "20",

    greeting: function() {

      alert('Hi!');

    }

}
  • 为Object实例添加属性方法
var person = new Object();

person.name = "leon";

person.age = "20";

person.greeting = function() {

  alert('Hi!');

};
  • 优点：代码简单
  • 缺点： 创建多个对象会产生大量的代码，编写麻烦，且并没有实例与原型的概念。
  • 解决办法：工厂模式。

工厂模式

工厂模式是编程领域一种广为人知的设计模式，它抽象了创建具体对象的过程。JS 中创建一个函数，把创建新对象、添加对象属性、返回对象的过程放到这个函数中，用户只需调用函数来生成对象而无需关注对象创建细节，这叫工厂模式：

function createPerson(name, age) {

  var person = new Object();

  person.name = name;

  person.age = age;

  person.greeting = function() {

    alert('Hi!');

  };

  return person;

}

var person1 = createPerson("leon", "20");
  • 优点：工厂模式解决了对象字面量创建对象代码重复问题，创建相似对象可以使用同一API。
  • 缺点：因为是调用函创建对象，无法识别对象的类型。
  • 解决办法：构造函数

构造函数

JS 中构造函数与其他函数的唯一区别，就在于调用它的方式不同。任何函数，只要通过new 操作符来调用，那它就可以作为构造函数。来看下面的例子：

function Person(name, age) {

  this.name = name;

  this.age = age;

  this.greeting = function() {

    alert('Hi!');

  };

  // return this;

}

var person1 = new Person("leon", "20");

var person2 = new Person("jack", "21");

通过构造函数new一个实例经历了四步：

  1. 创建一个新对象；
  2. 将构造函数内的this绑定到新对象上；
  3. 为新对象添加属性和方法；
  4. 返回新对象（JS 引擎会默认添加 return this;）。

而通过构造函数创建的对象都有一个constructor属性，它是一个指向构造函数本身的指针，因此就可以检测对象的类型啦。：

alert(person1.constructor === Person) //true

alert(person1 instanceof Person) // true

但是仍然存在问题：

alert(person1.greeting == person2.greeting) //false

同一个构造函数中定义了greeting()，而不同实例上的同名函数却是不相等的，意味着这两个同名函数的内存空间不一致，也就是构造函数中的方法要在每个实例上重新创建一次。这显然是不划算的。

  • 优点：解决了类似对象创建问题，且可以检测对象类型。
  • 缺点：构造函数方法要在每个实例上新建一次。
  • 解决办法：原型模式。

原型模式

终于讲到了原型模式，JS 中每个构造函数都有一个prototype属性，这个属性是一个指针，指向原型对象，而这个原型对象包含了这个构造函数所有实例共享的属性和方法。而实例对象中有一个proto属性，它指向原型对象，也就是构造函数.prototype == 原型对象 == 对象._proto_，那么对象就可以获取到原型对象中的属性和方法啦。同时，所有对象中都有一个constructor属性，原型对象的constructor指向其对应的构造函数。

使用原型，就意味着我们可以把希望实例共享的属性和方法放到原型对象中去，而不是放在构造函数中，这样每一次通过构造函数new一个实例，原型对象中定义的方法都不会重新创建一次。来看下面的例子：

function Person() {

}

Person.prototype.name = "leon";

Person.prototype.age = "20";

Person.prototype.greeting = function() {

  alert('Hi!');

};

var person1 = new Person();

var person2 = new Person();

alert(person1.name); //"leon"

alert(person2.name); //"leon"

alert(person1.greeting == person2.greeting); //true
  • 优点：与单纯使用构造函数不一样，原型对象中的方法不会在实例中重新创建一次，节约内存。
  • 缺点：使用空构造函数，实例 person1 和 person2 的 name都一样了，我们显然不希望所有实例属性方法都一样，它们还是要有自己独有的属性方法。并且如果原型中对象中有引用类型值，实例中获得的都是该值的引用，意味着一个实例修改了这个值，其他实例中的值都会相应改变。
  • 解决办法：构造函数+原型模式组合使用。

另外 JS 中还定义了一些与原型相关的属性，这里罗列一下：

  • Object.getPrototypeOf()，取得实例的原型对象。
Object.getPrototypeOf(person1);
  • isPrototypeOf()，判断是不是一个实例的原型对象。
Person.prototype.isPrototypeOf(person1);
  • hasOwnProperty()，检测一个属性是否存在于实例中
person1.hasOwnProperty("name");
  • in，判断一个属性是否存在于实例和原型中。
"name" in person1;

构造函数+原型模式

最后一种方式就是组合使用构造函数和原型模式，构造函数用于定义实例属性，而共享属性和方法定义在原型对象中。这样每个实例都有自己独有的属性，同时又有对共享方法的引用，节省内存。

function Person(name, age) {

  this.name = name;

  this.age = age;

}

Person.prototype = {

  constructor: Person,

  nationality: "China",

  greeting: function() {

    alert(this.name);

  }

}

var person1 = new Person("leon", "20");

var person2 = new Person("jack", "21");

alert(person1.greeting == person2.greeting) //true

上面代码中用对象字面量的形式重写了原型对象，这样相当于创建了一个新的对象，那么它的constructor属性就会指向Object，这里为了让它继续指向构造函数，显示的写上了constructor: Person

这种构造函数与原型模式混成的模式，是目前在 JS 中使用最为广泛的一种创建对象的方法。

个人理解：

//个性化属性

function Person(code_id, link, selector) {

    this.code_id = code_id;

    this.link = link;

    this.selector = selector;

}

//公共属性（写法一）

function setWidth(w) {

    Person.prototype.w = w;

}

function setHeight(h) {

    Person.prototype.h = h;

}

//公共属性（写法二，只能用一次）

Person.prototype = {

  constructor: Person,

  nationality: "China",

  greeting: function() {

    alert(this.name);

  }

}

意味着这两个同名函数的内存空间一致，也就是构造函数中的方法要在每个实例上没有重新创建一次。

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