基础之JS面对对象必须掌握（四）

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龙哥手记 发表于 2022/09/17 13:32:48 2022/09/17
【摘要】 《JavaScript》系列，第九篇希望你持续关注哦！

3、构造函数的继承

让一个构造函数继承另一个构造函数，是非常常见的需求。

这可以分成两步实现。第一步是在子类的构造函数中，调用父类的构造函数。

function Sub(value) { // Sub是子类构造函数
  Super.call(this); // Super是父类构造函数，这的this是子类的实例
  this.prop = value;
}

上面代码中，Sub是子类的构造函数，this是子类的实例。在实例上调用父类的构造函数Super，就会让子类实例具有父类实例的属性。

第二步，是让子类的原型指向父类的原型，这样子类就可以继承父类原型。

// 子类的原型指向一个新对象，新对象原型指向父类原型，等于子类原型继承了父类原型，且对子类原型操作不会影响到父类原型
Sub.prototype = Object.create(Super.prototype);
Sub.prototype.constructor = Sub;
Sub.prototype.method = '...';

上面代码中，Sub.prototype是子类的原型，要将它赋值为Object.create(Super.prototype)，而不是直接等于Super.prototype。否则后面两行对Sub.prototype的操作，会连父类的原型Super.prototype一起修改掉。

另外一种写法是Sub.prototype等于一个父类实例。

Sub.prototype = new Super();// 这个写法会继承父类实例的方法，不推荐

上面这种写法也有继承的效果，但是子类会具有父类实例的方法。有时，这可能不是我们需要的，所以不推荐使用这种写法。

举例来说，下面是一个Shape构造函数。

function Shape() {
  this.x = 0;
  this.y = 0;
}

Shape.prototype.move = function (x, y) {
  this.x += x;
  this.y += y;
  console.info('Shape moved.');
};

我们需要让Rectangle构造函数继承Shape。

// 第一步，子类继承父类的实例
function Rectangle() {
  Shape.call(this); // 调用父类构造函数
}
// 另一种写法
function Rectangle() {
  this.base = Shape;
  this.base();
}

// 第二步，子类继承父类的原型
Rectangle.prototype = Object.create(Shape.prototype);
Rectangle.prototype.constructor = Rectangle;

采用这样的写法以后，instanceof运算符会对子类和父类的构造函数，都返回true。

var rect = new Rectangle();

rect instanceof Rectangle  // true
rect instanceof Shape  // true

上面代码中，子类是整体继承父类。有时只需要单个方法的继承，这时可以采用下面的写法。

ClassB.prototype.print = function() {// 单个方法的继承
  ClassA.prototype.print.call(this);// 继承了ClassA的print方法
  // some code
}

上面代码中，子类B的print方法先调用父类A的print方法，再部署自己的代码。这就等于继承了父类A的print方法。

4、多重继承

JavaScript 不提供多重继承功能，即不允许一个对象同时继承多个对象。但是，可以通过变通方法，实现这个功能。

function M1() { // 构造函数M1
  this.hello = 'hello';
}

function M2() { // 构造函数M2
  this.world = 'world';
}

function S() { // 子类构造函数S
  M1.call(this);
  M2.call(this);
}

// 继承 M1
S.prototype = Object.create(M1.prototype);
// 继承链上加入 M2
Object.assign(S.prototype, M2.prototype);

// 指定构造函数
S.prototype.constructor = S;

var s = new S();
s.hello // 'hello'
s.world // 'world'

上面代码中，子类S同时继承了父类M1和M2。这种模式又称为 Mixin（混入）。

5、模块

随着网站逐渐变成“互联网应用程序”，嵌入网页的 JavaScript 代码越来越庞大，越来越复杂。网页越来越像桌面程序，需要一个团队分工协作、进度管理、单元测试等等……开发者必须使用软件工程的方法，管理网页的业务逻辑。

JavaScript 模块化编程，已经成为一个迫切的需求。理想情况下，开发者只需要实现核心的业务逻辑，其他都可以加载别人已经写好的模块。

但是，JavaScript 不是一种模块化编程语言，ES6 才开始支持“类”和“模块”。下面介绍传统的做法，如何利用对象实现模块的效果。

（1）基本的实现方法

模块是实现特定功能的一组属性和方法的封装。

简单的做法是把模块写成一个对象，所有的模块成员都放到这个对象里面。

var module1 = new Object({
　_count : 0,
　m1 : function (){
　　//...
　},
　m2 : function (){
  　//...
　}
});

上面的函数m1和m2，都封装在module1对象里。使用的时候，就是调用这个对象的属性。

// 使用
module1.m1();

但是，这样的写法会暴露所有模块成员，内部状态可以被外部改写。比如，外部代码可以直接改变内部计数器的值。

module1._count = 5;

（2）封装私有变量：

（2-1）构造函数的写法

我们可以利用构造函数，封装私有变量。

function StringBuilder() {
  var buffer = []; // 模块的私有变量

  this.add = function (str) {
     buffer.push(str);
  };

  this.toString = function () {
    return buffer.join('');
  };

}

上面代码中，buffer是模块的私有变量。一旦生成实例对象，外部是无法直接访问buffer的。但是，这种方法将私有变量封装在构造函数中，导致构造函数与实例对象是一体的，总是存在于内存之中，无法在使用完成后清除。这意味着，构造函数有双重作用，既用来塑造实例对象，又用来保存实例对象的数据，违背了构造函数与实例对象在数据上相分离的原则（即实例对象的数据，不应该保存在实例对象以外）。同时，非常耗费内存。

function StringBuilder() {
  this._buffer = [];
}

StringBuilder.prototype = {
  constructor: StringBuilder,
  add: function (str) {
    this._buffer.push(str);
  },
  toString: function () {
    return this._buffer.join('');
  }
};

这种方法将私有变量放入实例对象中，好处是看上去更自然，但是它的私有变量可以从外部读写，不是很安全。

（2-2）立即执行函数的写法

另一种做法是使用“立即执行函数”（Immediately-Invoked Function Expression，IIFE），将相关的属性和方法封装在一个函数作用域里面，可以达到不暴露私有成员的目的。

var module1 = (function () {
　var _count = 0;
　var m1 = function () {
　  //...
　};
　var m2 = function () {
　　//...
　};
　return {
　　m1 : m1,
　　m2 : m2
　};
})();

使用上面的写法，外部代码无法读取内部的_count变量。

console.info(module1._count); //undefined

上面的module1就是 JavaScript 模块的基本写法。下面，再对这种写法进行加工。

（3）模块的放大模式（向模块添加新方法）

如果一个模块很大，必须分成几个部分，或者一个模块需要继承另一个模块，这时就有必要采用“放大模式”（augmentation）。

var module1 = (function (mod){
　mod.m3 = function () {
　　//...
　};
　return mod;
})(module1);

上面的代码为module1模块添加了一个新方法m3()，然后返回新的module1模块。

在浏览器环境中，模块的各个部分通常都是从网上获取的，有时无法知道哪个部分会先加载。如果采用上面的写法，第一个执行的部分有可能加载一个不存在空对象，这时就要采用"宽放大模式"（Loose augmentation）。

var module1 = (function (mod) {
　//...
　return mod;
})(window.module1 || {});

与"放大模式"相比，“宽放大模式”就是“立即执行函数”的参数可以是空对象。

（4）输入全局变量（保证独立性）

独立性是模块的重要特点，模块内部最好不与程序的其他部分直接交互。

为了在模块内部调用全局变量，必须显式地将其他变量输入模块。

var module1 = (function ($, YAHOO) {
　//...
})(jQuery, YAHOO); // 向模块内部传入全局变量

上面的module1模块需要使用 jQuery 库和 YUI 库，就把这两个库（其实是两个模块）当作参数输入module1。这样做除了保证模块的独立性，还使得模块之间的依赖关系变得明显。

立即执行函数还可以起到命名空间的作用。

(function($, window, document) {

  function go(num) {
  }

  function handleEvents() {
  }

  function initialize() {
  }

  function dieCarouselDie() {
  }

  //attach to the global scope
  window.finalCarousel = { // 对外暴露接口
    init : initialize,
    destroy : dieCarouselDie
  }

})( jQuery, window, document );

上面代码中，finalCarousel对象输出到全局，对外暴露init和destroy接口，内部方法go、handleEvents、initialize、dieCarouselDie都是外部无法调用的。

四、Object 对象的相关方法

JavaScript 在Object对象上面，提供了很多相关方法，处理面向对象编程的相关操作。本章介绍这些方法。

1、Object.getPrototypeOf() 获取原型对象

Object.getPrototypeOf方法返回参数对象的原型。这是获取原型对象的标准方法。

var F = function () {};
var f = new F();
Object.getPrototypeOf(f) === F.prototype // true

上面代码中，实例对象f的原型是F.prototype。

下面是几种特殊对象的原型。

// 空对象的原型是 Object.prototype
Object.getPrototypeOf({}) === Object.prototype // true

// Object.prototype 的原型是 null
Object.getPrototypeOf(Object.prototype) === null // true

// 函数的原型是 Function.prototype
function f() {}
Object.getPrototypeOf(f) === Function.prototype // true

2、Object.setPrototypeOf() 设置原型对象

Object.setPrototypeOf方法为参数对象设置原型，返回该参数对象。它接受两个参数，第一个是现有对象，第二个是原型对象。

var a = {};
var b = {x: 1};
Object.setPrototypeOf(a, b);

Object.getPrototypeOf(a) === b // true
a.x // 1  a对象共享b对象的属性

上面代码中，Object.setPrototypeOf方法将对象a的原型，设置为对象b，因此a可以共享b的属性。

使用Object.setPrototypeOf方法模拟new命令
var F = function () {
  this.foo = 'bar';
};

var f = new F();
// 等同于
var f = Object.setPrototypeOf({}, F.prototype); // 模拟new命令
F.call(f);

上面代码中，new命令新建实例对象，其实可以分成两步。第一步，将一个空对象的原型设为构造函数的prototype属性（上例是F.prototype）；第二步，将构造函数内部的this绑定这个空对象，然后执行构造函数，使得定义在this上面的方法和属性（上例是this.foo），都转移到这个空对象上。

3、 Object.create() 创建实例对象，指向目标对象的原型

生成实例对象的常用方法是，使用new命令让构造函数返回一个实例。但是很多时候，只能拿到一个实例对象，它可能根本不是由构建函数生成的，那么能不能从一个实例对象，生成另一个实例对象呢？

JavaScript 提供了Object.create方法，用来满足这种需求。**该方法接受一个对象作为参数，然后以它为原型，返回一个实例对象。**该实例完全继承原型对象的属性。

// 原型对象
var A = {
  print: function () {
    console.log('hello');
  }
};

// 实例对象
var B = Object.create(A); // 以A为原型，创建了B实例对象，使B继承了A的属性

Object.getPrototypeOf(B) === A // true
B.print() // hello
B.print === A.print // true

上面代码中，Object.create方法以A对象为原型，生成了B对象。B继承了A的所有属性和方法。

实际上，Object.create方法可以用下面的代码代替。

内部实现原理
if (typeof Object.create !== 'function') {
  Object.create = function (obj) { // 模拟Object.create方法
    function F() {} // 创建一个空构造函数F
    F.prototype = obj; // 让F的原型 指向参数obj（obj为传入的原型对象）
    return new F(); // 返回一个F的实例
  };
}

上面代码表明，Object.create方法的实质是新建一个空的构造函数F，然后让F.prototype属性指向参数对象obj，最后返回一个F的实例，从而实现让该实例继承obj的属性。

下面三种方式生成的新对象是等价的。

var obj1 = Object.create({});
var obj2 = Object.create(Object.prototype);
var obj3 = new Object();

如果想要生成一个不继承任何属性（比如没有toString和valueOf方法）的对象，可以将Object.create的参数设为null。

var obj = Object.create(null); // 不继承Object的toString和valueOf方法的一个对象

obj.valueOf()
// TypeError: Object [object Object] has no method 'valueOf'

上面代码中，对象obj的原型是null，它就不具备一些定义在Object.prototype对象上面的属性，比如valueOf方法。

使用Object.create方法的时候，必须提供对象原型，即参数不能为空，或者不是对象，否则会报错。

Object.create()
// TypeError: Object prototype may only be an Object or null
Object.create(123)
// TypeError: Object prototype may only be an Object or null

Object.create方法生成的新对象，动态继承了原型。在原型上添加或修改任何方法，会立刻反映在新对象之上。

var obj1 = { p: 1 };
var obj2 = Object.create(obj1);

obj1.p = 2;
obj2.p // 2  obj2的原型指向obj1，当访问obj2上的p属性时，js引擎会先在obj2本身上找，没找到会去原型上找

上面代码中，修改对象原型obj1会影响到实例对象obj2。

除了对象的原型，Object.create方法还可以接受第二个参数。该参数是一个属性描述对象，它所描述的对象属性，会添加到实例对象，作为该对象自身的属性。

var obj = Object.create({}, {
  p1: { // p1为添加到obj实例对象自身的属性
    value: 123,
    enumerable: true,
    configurable: true,
    writable: true,
  },
  p2: {
    value: 'abc',
    enumerable: true,
    configurable: true,
    writable: true,
  }
});

// 等同于
var obj = Object.create({});
obj.p1 = 123;
obj.p2 = 'abc';

Object.create方法生成的对象，继承了它的原型对象的构造函数。

function A() {}
var a = new A();
var b = Object.create(a);

b.constructor === A // true
b instanceof A // true

上面代码中，b对象的原型是a对象，因此继承了a对象的构造函数A。

4、Object.prototype.isPrototypeOf()判断某个对象是否为参数对象的原型

实例对象的isPrototypeOf方法，用来判断该对象是否为参数对象的原型。

var o1 = {};
var o2 = Object.create(o1);
var o3 = Object.create(o2);

o2.isPrototypeOf(o3) // true  判断o2是否为o3的原型
o1.isPrototypeOf(o3) // true  判断o1是否为o3的原型

上面代码中，o1和o2都是o3的原型。这表明只要实例对象处在参数对象的原型链上，isPrototypeOf方法都返回true。

Object.prototype.isPrototypeOf({}) // true
Object.prototype.isPrototypeOf([]) // true
Object.prototype.isPrototypeOf(/xyz/) // true
Object.prototype.isPrototypeOf(Object.create(null)) // false

上面代码中，由于Object.prototype处于原型链的最顶端，所以对各种实例都返回true，只有直接继承自null的对象除外。

5、Object.prototype.__proto__ 返回该对象的原型，可读写

实例对象的__proto__属性（前后各两个下划线），返回该对象的原型。该属性可读写。

var obj = Object.create({x:1}) // 创建实例对象obj，其原型指定为{x:1}
obj.__proto__ // {x: 1}  实例对象obj的__proto__属性，返回obj的原型
Object.getPrototypeOf(obj) // {x: 1}

上面代码通过Object.create创建实例对象obj，指定其原型为{x:1}，访问obj对象的__proto__属性，返回其原型。

var obj = {};
var p = {};

obj.__proto__ = p; // 原型属性可读写
Object.getPrototypeOf(obj) === p // true
obj.__proto__ === Object.getPrototypeOf(obj) //true

上面代码通过__proto__属性，将p对象设为obj对象的原型。

根据语言标准，__proto__属性只有浏览器才需要部署，其他环境可以没有这个属性。它前后的两根下划线，表明它本质是一个内部属性，不应该对使用者暴露。因此，应该尽量少用这个属性，而是用Object.getPrototypeOf()和Object.setPrototypeOf()，进行原型对象的读写操作。

原型链可以用__proto__很直观地表示。

var A = {
  name: '张三'
};
var B = {
  name: '李四'
};

var proto = {
  print: function () {
    console.log(this.name);
  }
};

A.__proto__ = proto; // 将A的原型指向proto对象
B.__proto__ = proto; // 将B的原型指向proto对象

// 共享print方法，都是在调用proto对象内的print方法
A.print() // 张三
B.print() // 李四

A.print === B.print // true
A.print === proto.print // true
B.print === proto.print // true

上面代码中，A对象和B对象的原型都是proto对象，它们都共享proto对象的print方法。也就是说，A和B的print方法，都是在调用proto对象的print方法。

6、获取原型对象方法的比较

如前所述，__proto__属性指向当前对象的原型对象，即构造函数的prototype属性。

var obj = new Object();

obj.__proto__ === Object.prototype
// true
obj.__proto__ === obj.constructor.prototype
// true

上面代码首先新建了一个对象obj，它的__proto__属性，指向构造函数（Object或obj.constructor）的prototype属性。

因此，获取实例对象obj的原型对象，有三种方法。

  • obj.__proto__
  • obj.constructor.prototype
  • Object.getPrototypeOf(obj)

上面三种方法之中，前两种都不是很可靠。__proto__属性只有浏览器才需要部署，其他环境可以不部署。而obj.constructor.prototype在手动改变原型对象时，可能会失效。

var P = function () {};
var p = new P();

var C = function () {};
C.prototype = p;
var c = new C();

c.constructor.prototype === p // false

上面代码中，构造函数C的原型对象被改成了p，但是实例对象的c.constructor.prototype却没有指向p。所以，在改变原型对象时，一般要同时设置constructor属性。

C.prototype = p;
C.prototype.constructor = C; // 如在构造函数的继承中就使用到这个操作

var c = new C();
c.constructor.prototype === p // true

因此，推荐使用第三种Object.getPrototypeOf方法，获取原型对象。

7、Object.getOwnPropertyNames()

Object.getOwnPropertyNames方法返回一个数组，成员是参数对象本身的所有属性的键名，不包含继承的属性键名。

Object.getOwnPropertyNames(Date)
// ["parse", "arguments", "UTC", "caller", "name", "prototype", "now", "length"]

上面代码中，Object.getOwnPropertyNames方法返回Date所有自身的属性名。

对象本身的属性之中，有的是可以遍历的（enumerable），有的是不可以遍历的。Object.getOwnPropertyNames方法返回所有键名，不管是否可以遍历。只获取那些可以遍历的属性，使用Object.keys方法。

Object.keys(Date) // []

上面代码表明，Date对象所有自身的属性，都是不可以遍历的。

8、Object.prototype.hasOwnProperty()

对象实例的hasOwnProperty方法返回一个布尔值，用于判断某个属性定义在对象自身，还是定义在原型链上。

Date.hasOwnProperty('length') // true
Date.hasOwnProperty('toString') // false

上面代码表明，Date.length（构造函数Date可以接受多少个参数）是Date自身的属性，Date.toString是继承的属性。

另外，hasOwnProperty方法是 JavaScript 之中唯一一个处理对象属性时，不会遍历原型链的方法。

9、in 运算符和 for…in 循环

in运算符返回一个布尔值，表示一个对象是否具有某个属性。它不区分该属性是对象自身的属性，还是继承的属性。

'length' in Date // true
'toString' in Date // true

in运算符常用于检查一个属性是否存在。

获得对象的所有可遍历属性（不管是自身的还是继承的），可以使用for...in循环。

var o1 = { p1: 123 };

var o2 = Object.create(o1, { // o2的原型指向o1，并且在o2上定义一个属性p2
  p2: { value: "abc", enumerable: true }
});

for (p in o2) {
  console.info(p);
}
// p2  
// p1    继承的属性

上面代码中，对象o2的p2属性是自身的，p1属性是继承的。这两个属性都会被for...in循环遍历。

为了在for...in循环中获得对象自身的属性，可以采用hasOwnProperty方法判断一下。

for ( var name in object ) {
  if ( object.hasOwnProperty(name) ) { // 过滤掉非自身的属性
    /* loop code */
  }
}

获得对象的所有属性（不管是自身的还是继承的，也不管是否可枚举），可以使用下面的函数。

function inheritedPropertyNames(obj) {
  var props = {};
  while(obj) {
     // 获取obj对象的所有属性，包括不可枚举的，
    Object.getOwnPropertyNames(obj).forEach(function(p) {
      props[p] = true;
    });
    obj = Object.getPrototypeOf(obj); // 获取对象的原型
  }
    console.log(props)
  return Object.getOwnPropertyNames(props);
}

上面代码依次获取obj对象的每一级原型对象“自身”的属性，从而获取obj对象的“所有”属性，不管是否可遍历。

下面是一个例子，列出Date对象的所有属性。

inheritedPropertyNames(Date)
// [
//  "caller",
//  "constructor",
//  "toString",
//  "UTC",
//  ...
// ]

10、对象的拷贝

如果要拷贝一个对象，需要做到下面两件事情。

  • 确保拷贝后的对象，与原对象具有同样的原型。
  • 确保拷贝后的对象，与原对象具有同样的实例属性。

下面就是根据上面两点，实现的对象拷贝函数。

function copyObject(orig) { // 拷贝对象函数
    // 创建一个新对象，新对象的原型指向旧对象的原型
  var copy = Object.create(Object.getPrototypeOf(orig)); 
  copyOwnPropertiesFrom(copy, orig);
  return copy;
}

function copyOwnPropertiesFrom(target, source) { // 拷贝旧对象的实例属性
  Object
    .getOwnPropertyNames(source)
    .forEach(function (propKey) {
      // 获取每个属性的 属性描述对象
      var desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, propKey);
      // 定义属性，给target对象定义propKey属性，其属性描述对象是desc
      Object.defineProperty(target, propKey, desc);
    });
  return target;
}

另一种更简单的写法，是利用 ES2017 才引入标准的Object.getOwnPropertyDescriptors方法。

function copyObject(orig) {
  return Object.create(
    Object.getPrototypeOf(orig),
    Object.getOwnPropertyDescriptors(orig)
  );
}

五、严格模式

除了正常的运行模式，JavaScript 还有第二种运行模式：严格模式（strict mode）。顾名思义，这种模式采用更加严格的 JavaScript 语法。

同样的代码，在正常模式和严格模式中，可能会有不一样的运行结果。一些在正常模式下可以运行的语句，在严格模式下将不能运行。

1、设计目的

早期的 JavaScript 语言有很多设计不合理的地方，但是为了兼容以前的代码，又不能改变老的语法，只能不断添加新的语法，引导程序员使用新语法。

严格模式是从 ES5 进入标准的，主要目的有以下几个。

  • 明确禁止一些不合理、不严谨的语法，减少 JavaScript 语言的一些怪异行为。
  • 增加更多报错的场合，消除代码运行的一些不安全之处，保证代码运行的安全。
  • 提高编译器效率，增加运行速度。
  • 为未来新版本的 JavaScript 语法做好铺垫。

总之，严格模式体现了 JavaScript 更合理、更安全、更严谨的发展方向。

2、启用方法

'use strict';

更多关于严格模式内容：https://wangdoc.com/javascript/oop/strict.html

文档

学习文档：https://wangdoc.com/javascript/

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