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【转载】Javascript原型继承-学习笔记

时间:2016-10-31 00:35:10      阅读:308      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:编程   厦门   prototype   表示   简单   为什么   运算   设计思想   animal   

阮一峰这篇文章写的很好

http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/06/designing_ideas_of_inheritance_mechanism_in_javascript.html

笔记如下:

一直很难理解Javascript语言的继承机制。
它没有"子类"和"父类"的概念,也没有"类"(class)和"实例"(instance)的区分,全靠一种很奇特的"原型链"(prototype chain)模式,来实现继承。
读到法国程序员Vjeux的解释,才恍然大悟,完全明白了Javascript为什么这样设计。

一、从古代说起

Javascript里面所有的数据类型都是对象(object),这一点与Java非常相似。但是,他随即就遇到了一个难题,到底要不要设计"继承"机制呢?

二、Brendan Eich的选择

Brendan Eich最后还是设计了"继承"。
但是,他不打算引入"类"(class)的概念,因为一旦有了"类",Javascript就是一种完整的面向对象编程语言了,
这好像有点太正式了,而且增加了初学者的入门难度。 C
++和Java使用new命令时,都会调用"类"的构造函数(constructor)。他就做了一个简化的设计,在Javascript语言中,new命令后面跟的不是类,
而是构造函数。 例来说,现在有一个叫做DOG的构造函数,表示狗对象的原型。   function DOG(name){     
this.name = name;   } 对这个构造函数使用new,就会生成一个狗对象的实例。   var dogA = new DOG(‘大毛‘);   alert(dogA.name); // 大毛

三、new运算符的缺点

用构造函数生成实例对象,有一个缺点,那就是无法共享属性和方法。每一个实例对象,都有自己的属性和方法的副本。这不仅无法做到数据共享,也是极大的资源浪费。

四、prototype属性的引入

Brendan Eich决定为构造函数设置一个prototype属性。

这个属性包含一个对象(以下简称"prototype对象"),所有实例对象需要共享的属性和方法,都放在这个对象里面;那些不需要共享的属性和方法,就放在构造函数里面。

实例对象一旦创建,将自动引用prototype对象的属性和方法。也就是说,实例对象的属性和方法,分成两种,一种是本地的,另一种是引用的。

属性放在prototype对象里,是两个实例对象共享的。只要修改了prototype对象,就会同时影响到两个实例对象。

 

五、总结 

由于所有的实例对象共享同一个prototype对象,那么从外界看起来,prototype对象就好像是实例对象的原型,而实例对象则好像"继承"了prototype对象一样。

这就是Javascript继承机制的设计思想。下面三篇文章,介绍了继承机制的具体应用方法:

  * 《Javascript面向对象编程(一):封装》

  * 《Javascript面向对象编程(二):构造函数的继承》

  * 《Javascript面向对象编程(三):非构造函数的继承》

笔记如下:

一. 封装

为了解决从原型对象生成实例的问题,Javascript提供了一个构造函数(Constructor)模式。

所谓"构造函数",其实就是一个普通函数,但是内部使用了this变量

对构造函数使用new运算符,就能生成实例,并且this变量会绑定在实例对象上。

function Cat(name,color){
    this.name=name;
    this.color=color;
  }

var cat1 = new Cat("大毛","黄色");
  var cat2 = new Cat("二毛","黑色");
  alert(cat1.name); // 大毛
  alert(cat1.color); // 黄色

Javascript还提供了一个instanceof运算符,验证原型对象与实例对象之间的关系。

alert(cat1 instanceof Cat); //true
alert(cat2 instanceof Cat); //true

构造函数模式的问题

构造函数方法很好用,但是存在一个浪费内存的问题。那就是对于每一个实例对象,type属性和eat()方法都是一模一样的内容,每一次生成一个实例,都必须为重复的内容,多占用一些内存。这样既不环保,也缺乏效率。

Prototype模式

Javascript规定,每一个构造函数都有一个prototype属性,指向另一个对象。这个对象的所有属性和方法,都会被构造函数的实例继承。

这意味着,我们可以把那些不变的属性和方法,直接定义在prototype对象上。

这时所有实例的type属性和eat()方法,其实都是同一个内存地址,指向prototype对象,因此就提高了运行效率。

  function Cat(name,color){
    this.name = name;
    this.color = color;
  }
  Cat.prototype.type = "猫科动物";
  Cat.prototype.eat = function(){alert("吃老鼠")};

还有一种写法:

function DOG(name){
    this.name = name;
  }
  DOG.prototype = { species : ‘犬科‘ };

  var dogA = new DOG(‘大毛‘);
  var dogB = new DOG(‘二毛‘);

  alert(dogA.species); // 犬科
  alert(dogB.species); // 犬科

Prototype模式的验证方法

为了配合prototype属性,Javascript定义了一些辅助方法,帮助我们使用它。

isPrototypeOf()

这个方法用来判断,某个proptotype对象和某个实例之间的关系。

alert(Cat.prototype.isPrototypeOf(cat1)); //true

hasOwnProperty()

每个实例对象都有一个hasOwnProperty()方法,用来判断某一个属性到底是本地属性,还是继承自prototype对象的属性。

alert(cat1.hasOwnProperty("name")); // true

alert(cat1.hasOwnProperty("type")); // false

in运算符

in运算符可以用来判断,某个实例是否含有某个属性,不管是不是本地属性。

alert("name" in cat1); // true

in运算符还可以用来遍历某个对象的所有属性。

for(var prop in cat1) { alert("cat1["+prop+"]="+cat1[prop]); }

 

二. 构造函数的继承

要介绍的是,对象之间的"继承"的五种方法

一、 构造函数绑定

第一种方法也是最简单的方法,使用call或apply方法,将父对象的构造函数绑定在子对象上,即在子对象构造函数中加一行:

function Cat(name,color){
    Animal.apply(this, arguments);
    this.name = name;
    this.color = color;
  }
  var cat1 = new Cat("大毛","黄色");
  alert(cat1.species); // 动物

二、 prototype模式

第二种方法更常见,使用prototype属性。

如果"猫"的prototype对象,指向一个Animal的实例,那么所有"猫"的实例,就能继承Animal了。

Cat.prototype = new Animal();
  Cat.prototype.constructor = Cat;
  var cat1 = new Cat("大毛","黄色");
  alert(cat1.species); // 动物

代码的第一行,我们将Cat的prototype对象指向一个Animal的实例。
  Cat.prototype = new Animal();

它相当于完全删除了prototype 对象原先的值,然后赋予一个新值。
但是,第二行又是什么意思呢?
  Cat.prototype.constructor = Cat;

原来,任何一个prototype对象都有一个constructor属性,指向它的构造函数。如果没有"Cat.prototype = new Animal();"这一行,
Cat.prototype.constructor是指向Cat的;加了这一行以后,Cat.prototype.constructor指向Animal。   alert(Cat.prototype.constructor
== Animal); //true 更重要的是,每一个实例也有一个constructor属性,默认调用prototype对象的constructor属性。   alert(cat1.constructor == Cat.prototype.constructor); // true 因此,在运行"Cat.prototype = new Animal();"这一行之后,cat1.constructor也指向Animal!   alert(cat1.constructor == Animal); // true 这显然会导致继承链的紊乱(cat1明明是用构造函数Cat生成的),因此我们必须手动纠正,将Cat.prototype对象的constructor值改为Cat。
这就是第二行的意思。 这是很重要的一点,编程时务必要遵守。下文都遵循这一点,即如果替换了prototype对象,   o.prototype
= {}; 那么,下一步必然是为新的prototype对象加上constructor属性,并将这个属性指回原来的构造函数。   o.prototype.constructor = o;

三、 直接继承prototype

第三种方法是对第二种方法的改进。由于Animal对象中,不变的属性都可以直接写入Animal.prototype。所以,我们也可以让Cat()跳过 Animal(),直接继承Animal.prototype。

现在,我们先将Animal对象改写:
  function Animal(){ }
  Animal.prototype.species = "动物";

然后,将Cat的prototype对象,然后指向Animal的prototype对象,这样就完成了继承。
  Cat.prototype = Animal.prototype;
  Cat.prototype.constructor = Cat;
  var cat1 = new Cat("大毛","黄色");
  alert(cat1.species); // 动物

与前一种方法相比,这样做的优点是效率比较高(不用执行和建立Animal的实例了),比较省内存。缺点是 Cat.prototype和Animal.prototype现在指向了同一个对象,那么任何对Cat.prototype的修改,都会反映到Animal.prototype。

所以,上面这一段代码其实是有问题的。请看第二行
  Cat.prototype.constructor = Cat;

这一句实际上把Animal.prototype对象的constructor属性也改掉了!
  alert(Animal.prototype.constructor); // Cat

四、 利用空对象作为中介

由于"直接继承prototype"存在上述的缺点,所以就有第四种方法,利用一个空对象作为中介。

  var F = function(){};
  F.prototype = Animal.prototype;
  Cat.prototype = new F();
  Cat.prototype.constructor = Cat;
F是空对象,所以几乎不占内存。这时,修改Cat的prototype对象,就不会影响到Animal的prototype对象。   alert(Animal.prototype.constructor);
// Animal

封装成一个函数:

function extend(Child, Parent) {

    var F = function(){};
    F.prototype = Parent.prototype;
    Child.prototype = new F();
    Child.prototype.constructor = Child;
    Child.uber = Parent.prototype;
  }

使用的时候,方法如下
  extend(Cat,Animal);
  var cat1 = new Cat("大毛","黄色");
  alert(cat1.species); // 动物

这个extend函数,就是YUI库如何实现继承的方法

另外,说明一点,函数体最后一行 Child.uber = Parent.prototype; 意思是为子对象设一个uber属性,这个属性直接指向父对象的prototype属性。(uber是一个德语词,意思是"向上"、"上一层"。)这等于在子对象上打开一条通道,可以直接调用父对象的方法。这一行放在这里,只是为了实现继承的完备性,纯属备用性质。

 

五、 拷贝继承

可以换一种思路,纯粹采用"拷贝"方法实现继承。

写一个函数,实现属性拷贝的目的。

function extend2(Child, Parent) {
    var p = Parent.prototype;
    var c = Child.prototype;
    for (var i in p) {
      c[i] = p[i];
      }
    c.uber = p;
  }

使用的时候,这样写:

extend2(Cat, Animal);
  var cat1 = new Cat("大毛","黄色");
  alert(cat1.species); // 动物

 

三. 非构造函数的继承

这个系列的第一部分介绍了"封装",第二部分介绍了使用构造函数实现"继承"。

一、什么是"非构造函数"的继承?

比如,现在有一个对象,叫做"中国人"。
  var Chinese = {
    nation:‘中国‘
  };
还有一个对象,叫做"医生"。
  var Doctor ={
    career:‘医生‘
  }
请问怎样才能让"医生"去继承"中国人",也就是说,我怎样才能生成一个"中国医生"的对象?

这里要注意,这两个对象都是普通对象,不是构造函数,无法使用构造函数方法实现"继承"

二、object()方法

一个object()函数,可以做到这一点。

  function object(o) {
    function F() {}
    F.prototype = o;
    return new F();
  }
这个object()函数,其实只做一件事,就是把子对象的prototype属性,指向父对象,从而使得子对象与父对象连在一起。

使用的时候,第一步先在父对象的基础上,生成子对象:
  var Doctor = object(Chinese);

然后,再加上子对象本身的属性:
  Doctor.career = ‘医生‘;

这时,子对象已经继承了父对象的属性了。
  alert(Doctor.nation); //中国

三、浅拷贝

除了使用"prototype链"以外,还有另一种思路:把父对象的属性,全部拷贝给子对象,也能实现继承。

下面这个函数,就是在做拷贝:
  function extendCopy(p) {
    var c = {};
    for (var i in p) { 
      c[i] = p[i];
    }
    c.uber = p;
    return c;
  }
使用的时候,这样写:
var Doctor = extendCopy(Chinese);
  Doctor.career = ‘医生‘;
  alert(Doctor.nation); // 中国

但是,这样的拷贝有一个问题。那就是,如果父对象的属性等于数组或另一个对象,那么实际上,子对象获得的只是一个内存地址,而不是真正拷贝,因此存在父对象被篡改的可能。

四、深拷贝

所谓"深拷贝",就是能够实现真正意义上的数组和对象的拷贝。它的实现并不难,只要递归调用"浅拷贝"就行了。

function deepCopy(p, c) {
    var c = c || {};
    for (var i in p) {
      if (typeof p[i] === ‘object‘) {
        c[i] = (p[i].constructor === Array) ? [] : {};
        deepCopy(p[i], c[i]);
      } else {
         c[i] = p[i];
      }
    }
    return c;
  }

使用的时候这样写:

var Doctor = deepCopy(Chinese);

现在,给父对象加一个属性,值为数组。然后,在子对象上修改这个属性:
  Chinese.birthPlaces = [‘北京‘,‘上海‘,‘香港‘];
  Doctor.birthPlaces.push(‘厦门‘);

这时,父对象就不会受到影响了。

alert(Doctor.birthPlaces); //北京, 上海, 香港, 厦门

alert(Chinese.birthPlaces); //北京, 上海, 香港

目前,jQuery库使用的就是这种继承方法

(完)

 

【转载】Javascript原型继承-学习笔记

标签:编程   厦门   prototype   表示   简单   为什么   运算   设计思想   animal   

原文地址:http://www.cnblogs.com/charlesblc/p/6014457.html

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