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JavaScript 面向对象编程之实例对象与 new 命令

2019/07/20 16:31:48 发表 2019/07/20 16:31:48 更新 转载 雨辰 59 0 0

实例对象与 new 命令

JavaScript 语言具有很强的面向对象编程能力，本章介绍 JavaScript 面向对象编程的基础知识。

[TOC]

对象是什么

面向对象编程（Object Oriented Programming，缩写为 OOP）是目前主流的编程范式。它将真实世界各种复杂的关系，抽象为一个个对象，然后由对象之间的分工与合作，完成对真实世界的模拟。

每一个对象都是功能中心，具有明确分工，可以完成接受信息、处理数据、发出信息等任务。对象可以复用，通过继承机制还可以定制。因此，面向对象编程具有灵活、代码可复用、高度模块化等特点，容易维护和开发，比起由一系列函数或指令组成的传统的过程式编程（procedural programming），更适合多人合作的大型软件项目。

那么，“对象”（object）到底是什么？我们从两个层次来理解。

（1）对象是单个实物的抽象。

一本书、一辆汽车、一个人都可以是对象，一个数据库、一张网页、一个与远程服务器的连接也可以是对象。当实物被抽象成对象，实物之间的关系就变成了对象之间的关系，从而就可以模拟现实情况，针对对象进行编程。

（2）对象是一个容器，封装了属性（property）和方法（method）。

属性是对象的状态，方法是对象的行为（完成某种任务）。比如，我们可以把动物抽象为animal对象，使用“属性”记录具体是那一种动物，使用“方法”表示动物的某种行为（奔跑、捕猎、休息等等）。

构造函数

面向对象编程的第一步，就是要生成对象。前面说过，对象是单个实物的抽象。通常需要一个模板，表示某一类实物的共同特征，然后对象根据这个模板生成。

典型的面向对象编程语言（比如 C++ 和 Java），都有“类”（class）这个概念。所谓“类”就是对象的模板，对象就是“类”的实例。但是，JavaScript 语言的对象体系，不是基于“类”的，而是基于构造函数（constructor）和原型链（prototype）。

JavaScript 语言使用构造函数（constructor）作为对象的模板。所谓”构造函数”，就是专门用来生成实例对象的函数。它就是对象的模板，描述实例对象的基本结构。一个构造函数，可以生成多个实例对象，这些实例对象都有相同的结构。

构造函数就是一个普通的函数，但是有自己的特征和用法。

  1. var Vehicle = function () {
  2.   this.price = 1000;
  3. };

上面代码中，Vehicle就是构造函数。为了与普通函数区别，构造函数名字的第一个字母通常大写。

构造函数的特点有两个。

  • 函数体内部使用了this关键字，代表了所要生成的对象实例。
  • 生成对象的时候，必须使用new命令。

下面先介绍new命令。

new 命令

基本用法

new命令的作用，就是执行构造函数，返回一个实例对象。

  1. var Vehicle = function () {
  2.   this.price = 1000;
  3. };
  5. var v = new Vehicle();
  6. v.price // 1000

上面代码通过new命令，让构造函数Vehicle生成一个实例对象，保存在变量v中。这个新生成的实例对象，从构造函数Vehicle得到了price属性。new命令执行时，构造函数内部的this，就代表了新生成的实例对象，this.price表示实例对象有一个price属性，值是1000。

使用new命令时，根据需要，构造函数也可以接受参数。

  1. var Vehicle = function (p) {
  2.   this.price = p;
  3. };
  5. var v = new Vehicle(500);

new命令本身就可以执行构造函数，所以后面的构造函数可以带括号，也可以不带括号。下面两行代码是等价的，但是为了表示这里是函数调用，推荐使用括号。

  1. // 推荐的写法
  2. var v = new Vehicle();
  3. // 不推荐的写法
  4. var v = new Vehicle;

一个很自然的问题是，如果忘了使用new命令，直接调用构造函数会发生什么事？

这种情况下，构造函数就变成了普通函数，并不会生成实例对象。而且由于后面会说到的原因，this这时代表全局对象，将造成一些意想不到的结果。

  1. var Vehicle = function (){
  2.   this.price = 1000;
  3. };
  5. var v = Vehicle();
  6. v // undefined
  7. price // 1000

上面代码中，调用Vehicle构造函数时，忘了加上new命令。结果，变量v变成了undefined，而price属性变成了全局变量。因此，应该非常小心，避免不使用new命令、直接调用构造函数。

为了保证构造函数必须与new命令一起使用，一个解决办法是，构造函数内部使用严格模式，即第一行加上use strict。这样的话，一旦忘了使用new命令，直接调用构造函数就会报错。

  1. function Fubar(foo, bar){
  2.   'use strict';
  3.   this._foo = foo;
  4.   this._bar = bar;
  5. }
  7. Fubar()
  8. // TypeError: Cannot set property '_foo' of undefined

上面代码的Fubar为构造函数，use strict命令保证了该函数在严格模式下运行。由于严格模式中，函数内部的this不能指向全局对象，默认等于undefined，导致不加new调用会报错（JavaScript 不允许对undefined添加属性）。

另一个解决办法，构造函数内部判断是否使用new命令，如果发现没有使用，则直接返回一个实例对象。

  1. function Fubar(foo, bar) {
  2.   if (!(this instanceof Fubar)) {
  3.     return new Fubar(foo, bar);
  4.   }
  6.   this._foo = foo;
  7.   this._bar = bar;
  8. }
  10. Fubar(1, 2)._foo // 1
  11. (new Fubar(1, 2))._foo // 1

上面代码中的构造函数，不管加不加new命令，都会得到同样的结果。

new 命令的原理

使用new命令时，它后面的函数依次执行下面的步骤。

  1. 创建一个空对象，作为将要返回的对象实例。
  2. 将这个空对象的原型，指向构造函数的prototype属性。
  3. 将这个空对象赋值给函数内部的this关键字。
  4. 开始执行构造函数内部的代码。

也就是说，构造函数内部，this指的是一个新生成的空对象，所有针对this的操作，都会发生在这个空对象上。构造函数之所以叫“构造函数”，就是说这个函数的目的，就是操作一个空对象（即this对象），将其“构造”为需要的样子。

如果构造函数内部有return语句，而且return后面跟着一个对象，new命令会返回return语句指定的对象；否则，就会不管return语句，返回this对象。

  1. var Vehicle = function () {
  2.   this.price = 1000;
  3.   return 1000;
  4. };
  6. (new Vehicle()) === 1000
  7. // false

上面代码中，构造函数Vehicle的return语句返回一个数值。这时，new命令就会忽略这个return语句，返回“构造”后的this对象。

但是，如果return语句返回的是一个跟this无关的新对象，new命令会返回这个新对象，而不是this对象。这一点需要特别引起注意。

  1. var Vehicle = function (){
  2.   this.price = 1000;
  3.   return { price: 2000 };
  4. };
  6. (new Vehicle()).price
  7. // 2000

上面代码中，构造函数Vehicle的return语句，返回的是一个新对象。new命令会返回这个对象，而不是this对象。

另一方面，如果对普通函数（内部没有this关键字的函数）使用new命令，则会返回一个空对象。

  1. function getMessage() {
  2.   return 'this is a message';
  3. }
  5. var msg = new getMessage();
  7. msg // {}
  8. typeof msg // "object"

上面代码中，getMessage是一个普通函数，返回一个字符串。对它使用new命令，会得到一个空对象。这是因为new命令总是返回一个对象，要么是实例对象，要么是return语句指定的对象。本例中，return语句返回的是字符串，所以new命令就忽略了该语句。

new命令简化的内部流程，可以用下面的代码表示。

  1. function _new(/* 构造函数 */ constructor, /* 构造函数参数 */ params) {
  2.   // 将 arguments 对象转为数组
  3.   var args = [].slice.call(arguments);
  4.   // 取出构造函数
  5.   var constructor = args.shift();
  6.   // 创建一个空对象，继承构造函数的 prototype 属性
  7.   var context = Object.create(constructor.prototype);
  8.   // 执行构造函数
  9.   var result = constructor.apply(context, args);
  10.   // 如果返回结果是对象，就直接返回，否则返回 context 对象
  11.   return (typeof result === 'object' && result != null) ? result : context;
  12. }
  14. // 实例
  15. var actor = _new(Person, '张三', 28);

new.target

函数内部可以使用new.target属性。如果当前函数是new命令调用，new.target指向当前函数，否则为undefined。

  1. function f() {
  2.   console.log(new.target === f);
  3. }
  5. f() // false
  6. new f() // true

使用这个属性，可以判断函数调用的时候，是否使用new命令。

  1. function f() {
  2.   if (!new.target) {
  3.     throw new Error('请使用 new 命令调用！');
  4.   }
  5.   // ...
  6. }
  8. f() // Uncaught Error: 请使用 new 命令调用！

上面代码中，构造函数f调用时，没有使用new命令，就抛出一个错误。

Object.create() 创建实例对象

构造函数作为模板，可以生成实例对象。但是，有时拿不到构造函数，只能拿到一个现有的对象。我们希望以这个现有的对象作为模板，生成新的实例对象，这时就可以使用Object.create()方法。

  1. var person1 = {
  2.   name: '张三',
  3.   age: 38,
  4.   greeting: function() {
  5.     console.log('Hi! I\'m ' + this.name + '.');
  6.   }
  7. };
  9. var person2 = Object.create(person1);
  11. person2.name // 张三
  12. person2.greeting() // Hi! I'm 张三.

上面代码中，对象person1是person2的模板，后者继承了前者的属性和方法。

Object.create()的详细介绍，请看后面的相关章节。



本文转载自 GitHub 开源项目 wangdoc / javascript-tutorial ，用于个人学习，无任何商业用途，该开源项目由阮一峰发起，在此感谢阮一峰老师的无私奉献。如本文有任何变更或修改，也会积极提交到开源项目做贡献。

（完）