学会了面向对象，还怕没有对象？

2019-09-27 本文已影响0人视觉派Pie

面向对象是一种编程思想，我们通过类（构造函数）和对象实现的面向对象编程，满足下述三个特定：封装、继承和多态。

封装

封装创建对象的函数

封装即把实现一个功能的代码封装到一个函数中，以后实现这个功能，只需要执行该函数即可。实现低耦合，高内聚。

现在我们把属性和方法封装成一个对象：

        //创建一个对象
        var person = new Object();
        //添加属性和方法
        person.name = "钢铁侠";
        person.sex = "男";
        person.showName = function(){
            alert("我的名字叫" + this.name);//我的名字叫钢铁侠
        }
        person.showSex = function(){
            alert("我的性别是" + this.sex);//我的性别是男
        }
        person.showName();
        person.showSex();

如果我们想创建一个不同性别不同姓名的对象，就需要再写一遍上述代码：

        //创建一个对象
        var person2 = new Object();
        //添加属性和方法
        person2.name = "猩红女巫";
        person2.sex = "女";
        person2.showName = function(){
            alert("我的名字叫" + this.name);//我的名字叫猩红女巫
        }
        person2.showSex = function(){
            alert("我的性别是" + this.sex);//我的性别是女
        }
        person2.showName();
        person2.showSex();

如果我们想要创建多个对象的话，写起来就非常麻烦，所以要去封装创建对象的函数解决代码重复的问题。

        function createPerson(name, sex){
            var person = new Object();
            person.name = name;
            person.sex = sex;
            person.showName = function(){
                alert("我叫" + this.name);
            }
            person.showSex = function(){
                alert("我是" + this.sex + "的");
            }
            return person;
        }

然后生成实例对象，就等于是在调用函数：

        var p1 = createPerson("钢铁侠", "男");
        p1.showName();//我叫钢铁侠
        p1.showSex();//我是男的

        var p2 = createPerson("猩红女巫", "女");
        p2.showName();//我叫猩红女巫
        p2.showSex();//我是女的

上述过程可以类比为开工厂生产酸奶：第一步：需要原料；第二步：加工酸奶；第三步：出厂售卖；我们通过var声明空对象的这一步就相当于第一步原料，添加属性和函数就相当于第二步加工，通过return返回对象就相当于第三步出厂。这种符合上述1、2、3步骤的函数叫做工厂函数，这种设计函数的思路，叫做工厂设计模式。

通过new调用函数

官方函数创建对象的方法是通过new的方法，当我们不使用new创建对象的时候，函数内部的this会指向窗口。

        function show(){
            alert(this);//[object Window]
        }
        show();

所以当我们在函数内部给this.name赋值为xxxx时，可以通过window.name输出xxxx，因为如果这个函数没有主人的话它的主人就是window对象。

        function show(){
            alert(this);//[object Window]
            this.name = "xxxx";
        }
        show();
        alert(window.name);//xxxx

但是如果这个函数通过new运算符去调用，那么这个函数中的this，就会指向新创建的对象。

        function show(){
            alert(this);//[object Object]
        }
        var obj = new show();

当我们通过new运算符去调用函数的时候，它首部和尾部会自动的生成以下两步：1、原料操作：强制改变this指向this = new Object(); 3、出厂操作：将this返回return this;。

        function show(){
            // this = new Object();
            alert(this);//[object Object]
            this.name = "xxxx";
            // return this;
        }
        var obj = new show();
        alert(obj.name);//xxxx

所以现在我们改造一下之前创建的函数，调用的时候全部都通过new去调用，并且将函数中的person改成this。

        function createPerson(name, sex){
            this.name = name;
            this.sex = sex;
            this.showName = function(){
                alert("我叫" + this.name);
            }
            this.showSex = function(){
                alert("我是" + this.sex + "的");
            }
        }
        var p1 = new createPerson("钢铁侠", "男");
        p1.showName();//我叫钢铁侠
        p1.showSex();//我是男的

        var p2 = new createPerson("猩红女巫", "女");
        p2.showName();//我叫猩红女巫
        p2.showSex();//我是女的

构造函数

我们把这种可以创建对象的函数，叫做构造函数。（功能就是用来构造对象）

        function Person(name, sex){
            this.name = name;
            this.sex = sex;
        }

为了和别的函数，进行区分，我们把构造函数首字母大写。官方的构造函数：Array、Object、Date。

我们通过typeof可以看到官方通过new创建的Object、Array、Date本质上都是function函数。而且所有被该函数，创建的对象，对象的方法都是一套，arr1.push === arr2.push返回值是true。

        var arr = new Array();
        var obj = new Object();
        var d = new Date();
        alert(typeof Array);//类型 function函数

但是通过调用函数生成的对象方法，彼此之间没有联系，不能反映出它们是同一个原型对象的实例。alert(p1.showName === p2.showName);返回值为false。

        var arr1 = new Array(10, 20, 30);
        var arr2 = new Array(40, 50, 60);
        alert(arr1.push === arr2.push); //true

我们声明两个数组

        var arr1 = [10, 20, 30, 40, 50];
        var arr2 = [60, 70, 80, 90, 100];

给数组添加求和的函数

        arr1.sum = function(){
            var res = 0;
            for(var i = 0; i < this.length; i++){
                res += this[i];
            }
            return res;
        }

调用arr1.sum可以输出arr1的和为150，但是调用arr2.sum会系统报错，提示arr1.sum不是一个函数。因为arr1和arr2是单独的两个对象，给arr1添加一个方法，arr2并不会拥有这个方法。所以我们之前通过new调用函数生成对象后，他们的方法是相互独立的。

alert(arr1.sum == arr2.sum);//false

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。

原型prototype

prototype对象的引入：所有实例对象需要共享的属性和方法，都放在这个对象中，那些不需要共享的属性和方法，就放在构造函数中。以此来模拟类。

所以想让arr2也拥有求和函数就需要再重新写一个arr2.sum，这样就会造成浪费，我们想让对象共用一个方法，这时候就需要引入原型prototype。在JS中一切皆对象，函数也是对象。每一个被创建的函数，都有一个官方内置的属性，叫做prototype(原型)对象，我们输出一下show.protoype，得到结果[object Object]。

        function show(){
        }
        alert(show.protoype);//[object Object]

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。

如果，我们想要让该函数创建出来的对象，公用一套函数，那么我们应该将这套函数，添加该函数的prototype原型。所以我们如果想让两个数组都拥有求和的方法，就需要将这个方法添加在Array的原型上。

        Array.prototype.sum = function(){
            var res = 0;
            for(var i = 0; i < this.length; i++){
                res += this[i];
            }
            return res;
        }

现在arr1和arr2都可以使用这个函数，并且arr1.sum == arr2.sum，他们使用的这个函数都是原型上的同一个方法。

        alert(arr1.sum());//150
        alert(arr2.sum());//400
        alert(arr1.sum == arr2.sum);//true

我们可以通过混合法，让用户自定义构造函数，封装一个可以创建对象的函数，并且调用的是同一个方法。

        function Person(name, sex){
            //this = new Object();
            this.name = name;
            this.sex = sex;
            //return this;
        }

        //函数，必须，添加在这个函数的prototype原型
        Person.prototype.showName = function(){
            alert("我叫" + this.name);
        }
        Person.prototype.showSex = function(){
            alert("我是" + this.sex + "的");
        }
        var p1 = new Person("钢铁侠", '男');
        var p2 = new Person("猩红女巫", "女");

        p1.showName();//我叫钢铁侠
        p1.showSex();//我是男的
        p2.showName();//我叫猩红女巫
        p2.showSex();//我是女的

        alert(p1.showName == p2.showName); //true

面向对象编程案例

现在我们要测试100辆不同品牌的汽车，记录他们在道路上行驶的性能指数。

创建一个可以构造各式各样车的构造函数

        function Car(type, name, speed){
            this.type = type;
            this.name = name;
            this.speed = speed;
        }

在Car的原型上添加功能：让车跑在路上，计算时速。

        Car.prototype.run = function(road){
            alert(`一辆${this.type}品牌的${this.name}系列，时速为${this.speed}km/h的车，跑在长度为${road.length}km的${road.name}，最终的成绩是${road.length / this.speed}小时`);
        }

创建一个可以构造各式各样马路的构造函数

        function Road(name, length){
            this.name = name;
            this.length = length;
        }

添加第一个测试用例car1：

        var kuahaidaqiao = new Road("跨海大桥", 1000);
        var car1 = new Car("大众", "PASSAT", 100);
        car1.run(kuahaidaqiao);//一辆大众品牌的PASSAT系列，时速为100km/h的车，跑在长度为1000km的跨海大桥，最终的成绩是10小时

这就是面向对象编程，只写一遍代码，之后再要创建对象，只需要调用封装好的函数。类和对象是面向对象编程的两个语法，是面向对象实现的基础，但是在JS中没有类的概念，一切皆对象，所有的实例都是由Object构造函数构造出来的。所以当我们有类的需求的时候，我们自创了一个构造函数，来替代类的存在，所以构造函数的本质就是类。

Prototype模式的验证方法

为了配合prototype属性，Javascript定义了一些关键字，帮助我们使用它。

instanceof

格式：对象 instanceof 构造函数

功能：判断这个对象是否是后面这个构造函数构造的。如果是，返回true；否则，返回false。
```
     alert(car1 instanceof Car);//true
     alert(car1 instanceof Road);//false
     alert(car1 instanceof Object);//true
```
isPrototypeOf()

格式：构造函数.prototype.isPrototypeOf(对象)

功能：判断某个proptotype对象是否拥有某个实例，如果是，返回true；否则，返回false。
```
     alert(Car.prototype.isPrototypeOf(car1)); //true
     alert(Road.prototype.isPrototypeOf(kuahaidaqiao)); //true
```
hasOwnProperty()

格式：对象.hasOwnProperty("属性")

功能：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。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。
```
     Car.prototype.color = "white";
     alert(car1.hasOwnProperty("name")) //true
     alert(car1.hasOwnProperty("color")) //false
```
in运算符

格式："属性"in对象

功能：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("type" in car1); // true
     alert("length" in car1); // false
```
in运算符还可以用来遍历某个对象的所有属性，包括添加在它身上的方法。
```
for(var prop in car1) { alert("car1["+prop+"]="+car1[prop]); } 
```

ECMA6语法糖 class类

ES6提供了简单的定义类的语法糖class

构造函数的写法：

        function Iphone(size, color){
            this.size = size;
            this.color = color;
        }

        Iphone.prototype.show = function(){
            alert(`您选择了一部${this.color}颜色的,内存大小是${this.size}GB的手机`);
        }

        var iphone1 = new Iphone(64, "玫瑰金");
        iphone1.show();//您选择了一部玫瑰金颜色的,内存大小是64GB的手机

类的写法：

        class Iphone{
            constructor(size, color){
                this.size = size;
                this.color = color;
            }
            show(){
                alert(`您选择了一部${this.color}颜色的,内存大小是${this.size}GB的手机`);
            }
        }

        var iphone2 = new Iphone(256, "黑色");
        iphone2.show();//您选择了一部黑色颜色的,内存大小是256GB的手机

继承

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。

继承一方面是为了实现面向对象，另一方面为了帮助大家更高效的编写代码，可以让一个构造函数继承另一个构造函数中的属性和方法。

首先我们定义一个People类

        function Person(name, sex){
            this.name = name;
            this.sex = sex;
        }
        Person.prototype.showName = function(){
            alert("我叫" + this.name);
        }
        Person.prototype.showSex = function(){
            alert("我是" + this.sex);
        }

现在我们要在Person类的基础上创建一个Worker类，拥有Person类的全部属性和方法，同时添加它自己的属性job，我们可以通过以下几种方法实现继承。

        function Person(name, sex){
            this.name = name;
            this.sex = sex;
        }
        Person.prototype.showName = function(){
            alert("我叫" + this.name);
        }
        Person.prototype.showSex = function(){
            alert("我是" + this.sex);
        }

call/apply

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，这种继承Person的方式叫做构造函数的伪装，因为Person对象原本应该只为new的Person对象服务，但是它现在还可以被Worker对象使用。

        function Worker(name, sex, job){
            //继承Person的属性
            Person.call(this, name, sex); 
            this.job = job;//添加自己的属性
        }
        var w1 = new Worker("小明", "男", "程序员");

call和apply的区别在于参数形式不同，call(obj, pra, pra)后面是单个参数。apply(obj, [args])后面是数组，作用都是强制改变this的指向。

        function Worker(name, sex, job){
            //继承Person的属性
            //构造函数的伪装
            Person.apply(this, arguments);
            this.job = job;
        }

现在Worker想继承Person上的方法，Person方法都放在prototype中，prototype本质是对象，存储的是引用数据类型，所以我们不能直接将父级的方法赋值给子，继承只能是单向的，子继承父，但是不能影响父。

每一个构造函数身上都会有一个prototype原型，我们可以将Person身上的prototype遍历，在遍历的过程中将Person身上的函数取出，放入Worker的prototype中，这样它们就不会互相影响了。

        for(var i in Person.prototype){
            Worker.prototype[i] = Person.prototype[i];
        }

同时通过prototype来拓展自己的方法

        Worker.prototype.showJob = function(){
            alert("我是干" + this.job + "工作的");
        }

直接调用父级的构造函数继承

第二种方法更常见，使用prototype属性。如果"Worker"的prototype对象，指向一个Person的实例，那么所有"Worker"的实例，就能继承Person了。

Worker.prototype = new Person();

每一个prototype对象都有一个constructor属性，指向它的构造函数。如果没有"Worker.prototype = new Person();"这一行，Worker.prototype.constructor是指向Worker的；加了这一行以后，Worker.prototype.constructor指向Person。

alert(Worker.prototype.constructor == Person) //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。因此，在运行"Worker.prototype = new Person();"这一行之后，w1.constructor也指向Person。

        var w1 = new Worker("小明", "男", "程序员");
        alert(w1.constructor == Worker.prototype.constructor) //true
        alert(w1.constructor == Person.prototype.constructor) //true
        alert(w1.constructor == Person) //true

这显然会导致继承链的紊乱（w1明明是用构造函数Worker生成的），因此我们必须手动纠正，将Worker.prototype对象的constructor值改为Worker。这是很重要的一点，编程时务必要遵守。

        Worker.prototype.constructor = Worker
        alert(w1.constructor == Worker.prototype.constructor) //true
        alert(w1.constructor == Person.prototype.constructor) //false
        alert(w1.constructor == Person) //false

Object.create()拷贝继承

上面是采用prototype对象，实现继承。我们也可以换一种思路，纯粹采用"拷贝"方法实现继承。简单说，如果把父对象的所有属性和方法，拷贝进子对象。Object.create()类似于数组中的concat方法，可以创建一个新对象。这样就可以将父对象的prototype对象中的属性，一一拷贝给Child对象的prototype对象。

        //拷贝原有对象,创建新对象
        Worker.prototype = Object.create(Person.prototype);

多态

创建一个父亲的构造函数

    function Father(name, sex, age){
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }
    Father.prototype.sing = function(){
        alert(`父亲的民歌唱得非常好`);
    }

再创建一个儿子构造函数，继承父亲的属性和方法

    function Son(name, sex, age, degree){
        //构造函数的伪装
        Father.call(this,name, sex, age);

        //拓展自己的属性
        this.degree = degree;

    }

    //继承方法
    //原型链
    for(var i in Father.prototype[i]){
        Son.prototype[i] = Father.prototype[i];
    }

通过new创建一个儿子对象，执行son1.sing()调用父亲原型上的方法。

    var son1 = new Son("小明", "男", 20, "本科");
    son1.sing();//父亲的民歌唱得非常好

现在我们重写父级继承的函数

    Son.prototype.sing = function(){
        alert(`唱摇滚`);
    }

再次调用son1.sing()，执行的是son1自己添加的sing方法。

    var son1 = new Son("小明", "男", 20, "本科");
    son1.sing();/唱摇滚

对于父亲自身的sing方法没有影响，在子级重写的方法只在子级生效。

    var f2 = new Father("大明", "男", 40);
    f2.sing();//父亲的民歌唱得非常好

现在我们再来看继承和多态的概念，其实它们都是继承某一部分，是同一件事情的两个侧重。继承侧重于从父级继承到属性和方法，而多态侧重于自己拓展的属性和方法，也就是重写的内容。简单来说凡是跟父级一样的部分叫继承，不一样的部分叫多态。

注意：虽然Son继承了Father的属性和方法，但是通过Son构造函数new出来的对象不属于Father。

    alert(son1 instanceof Son) //true
    alert(f2 instanceof Father) //true
    alert(son1 instanceof Father) //false
    alert(son1 instanceof Object) //true

同样的案例使用ECMA6 class类的方法来实现继承和多态，对比原来的方法更简单，更形象。

        class Father{
            constructor(name, sex, age){
                this.name = name;
                this.sex = sex;
                this.age = age;
            }

            //声明方法
            sing(){
                alert("会唱民歌");
            }
        }

        /*
            继承Father创建一个子类Son
            通过extends继承
        */
    
        class Son extends Father{
            constructor(name, sex, age, degree){
                super(name, sex, age);
            }
            sing(){
                alert("唱摇滚");
            }
        }

        var son1 = new Son("小明", "男", 30, "本科");
        alert(son1.name);//小明
        son1.sing();//唱摇滚

        var f1 = new Father("大明", "男", 40);
        alert(f1.name);//大明
        f1.sing();//会唱民歌

原型链

在javascript中，每个对象都有一个指向它的原型(prototype)对象的内部链接。每个原型对象又有自己的原型，直到某个对象的原型为null为止，组成这条链的最后一环。

在构造函数有一个prototype的属性，通过构造函数构造出来的对象有_ _proto _ _属性，指向构造该对象的构造函数的原型，它还有一个名字叫魔术变量。

也就是说通过Son构造函数构造出来的对象son1的_ _proto _ _完全等于Son的原型prototype。

alert(son1.__proto__ === Son.prototype);//true
alert(f2.__proto__ === Father.prototype);//true

这也就解释了为什么通过同一个构造函数构造出来的对象，使用的都是同一套函数，因为通过该构造函数构造出来所有对象的_ _proto _ _就指向该构造函数的原型。