JavaScript面向对象程序设计1

From：豆子空间， http://jbean.javaeye.com/blog/404032

1. 基于对象还是面向对象？

面向对象技术是现代软件开发中的重要技术之一。面向对象变成的好处毋庸置疑，现在的主流语言如Java、C++都是面向对象的。现在的面向对象理论更多的是使用Java或C++进行描述，究其根源，在于这些语言都是传统的面向对象语言，具有面向对象理论所指明的一切特性：类、封装、继承、多态等等。

相比而言，一些动态语言如JavaSript就显得不那么面向对象——至少，在JavaScript中并没有类class这一关键字。但是，在JavaScript中并不是没有类的概念。于是有人说，JavaScript是基于对象的语言，而不是面向对象的语言。

面向对象的语言具有三个特性：封装、继承和多态，三者缺一不可；基于对象的语言通常仅仅是使用对象，其实现的是封装，并没有提供后两种特性。的确，从语法上来说，JavaScript并没有特定的语法或者在语言级别上来实现继承和多态。但是，这并不妨碍我们使用这些特性。这是因为，JavaScript是一种灵活的语言，它是相当的灵活，以至于这些并没有提供的东西，更确切的说，是没有明确的表明的东西，都是可以实现和使用的！那么，你还能说JavaScript是基于对象而不是面向对象的吗？

面向对象也是一种思想，任何语言，包括C语言，同样可以使用面向对象的思想去解决现实生活中的各种问题。到底是基于对象还是面向对象，这些概念让计算机哲学家门去争论吧——相信他们的争论最终也会和先有鸡还是先有蛋的问题一样的结果——我们所要做的，是要使用这种语言提供的机制去解决我们的问题。

2. 为什么要有JavaScript的面向对象编程？

这个问题很严肃——这取决你问题的规模和应用的范围。就像JavaEE和PHP一样：PHP能实现的东西，JavaEE都能实现，那么，为什么还要有PHP？因为JavaEE太复杂了，对于一些简单的系统，根本没有必要是使用它，也就是所谓的“杀鸡焉用牛刀”。

JavaScript主要应用于Web开发中。在传统的Web开发模式中，JavaScript起到的是一些点缀的作用，只完成很有限的功能，例如表单验证等。于是，JavaScript多被当做一种过程性语言使用，很难完成复杂的功能。而今天Web2.0的时代，Ajax大行其道，很多复杂的脚本成为其必须的组成部分。在Ajax应用中利用JavaScript面向对象编程风格，能够使逻辑更加清晰，也更有利于问题的解决。

如果你想用JavaScript编写一个库，比如ExtJS或者YUI，很难想象你的类库不使用面向对象的编程风格——否则的话，无论是对你还是对使用者的智力都将是一个前所未有的考验！或许，自从面向对象思想提出之后，已经很难有类库不使用面向对象的方式实现了，即便是C语言的库诸如gtk+，也是用C语言将面向对象的思想表现的天衣无缝。面向对象的思想对于大型程序的编写和使用具有不可替代的作用。

本系列文章将试图向读者阐述JavaScript的面向对象程序设计。尽管JavaScript中具有很多浏览器相关的概念，如document等内置对象，但是本系列将不涉及这些问题，并且将假设读者已经有JavaScript基础的语法知识等。本系列文章不会从头开始讲述JavaScript的语法，仅仅从纯粹的面向对象角度审视JavaScript，或许，你将会看到一个教程：面向对象程序设计——JavaScript语言描述。这才是本系列文章的目的。

或许你会奇怪，面向对象的程序设计为什么从数组开始讲起？这是因为……其间的种种关系吧……嘿嘿，这里先卖个关子，先来看看我们熟悉的数组在JavaScript里面是什么样子的。

 

1. 创建数组

 

在JavaScript中有很多创建数组的方法。比如使用Array函数。不过这不是现在我们要讲述的。现在我们使用简单的方括号“[]”的办法来创建数组。

 

var objAyyar = []; // 1
var objAyyar = [2]; // 2
var objAyyar = ["a", "b", "c"]; // 3
var objAyyar = [new Date(), 123, "abc"]; // 4

var objAyyar = []; // 1 

var objAyyar = [2]; // 2 

var objAyyar = ["a", "b", "c"]; // 3 

var objAyyar = [new Date(), 123, "abc"]; // 4

 

这里有四个创建数组的语句。下面来一一解释一下：

 

第一句，创建一个空的数组；

 

第二句，创建一个数组，数组元素只有一个2；

 

第三句，创建一个数组，数组的元素分别初始化为"a", "b", "c"；

 

第四句，创建一个数组，其中第一个元素为一个Date类型的对象，第二个元素是数字123，第三个元素是字符串"abc"。

 

回顾一下，在Java或者C++语言中，数组是具有相同的数据类型的元素的集合。比如使用Java语言的下面语句

 

int[] array = new int[10];

int[] array = new int[10];

 

将创建一个能放入10个int类型的元素的数组。数组和其他类型的集合的一个很大的区别是，数组里面只能存放相同数据类型的元素(使用泛型的集合除外)。但是，像上面的第四句，JavaScript的数组怎么能存放不同类型的元素呢？这是因为，JavaScript是弱类型的语言，没有很大的数据类型的差别，所以数组的元素可以放入不同的类型。

 

2. 操作数组

 

数组是元素的有序集合。数组中的元素是有序的，这就可以通过下标访问到数组中的每个元素。而且，JavaScript的数组相当的灵活。当你习惯了Java或者C++的数组之后，或许并不习惯JavaScript的数组。在一定程度上，这种数组可以称为一种动态数组。看这样一段代码：

 

var arr = [1, 2, 3, 4, 5];
alert(arr.length); // 数组长度为5
alert(arr[3]); // arr[3] = 4
arr[9] = 10;    // 改变了数组的长度为10
alert(arr[7]);
alert(arr.length);

var arr = [1, 2, 3, 4, 5];    

alert(arr.length); // 数组长度为5 

alert(arr[3]); // arr[3] = 4 

arr[9] = 10;    // 改变了数组的长度为10 

alert(arr[7]); 

alert(arr.length);

  

首先创建一个数组arr，可以看到它的长度是5，arr[3]是4。这些都是很常见的。那么第三句，arr[9] = 10;就有点意思了——在Java中，这句操作将导致数组越界的异常，在C++中，这种操作是极其危险的。但是在JavaScript中，这样的操作是正常的——你可以动态的改变数组的大小！虽然你在创建数组时并没有这么大的长度，但是，你可以在创建之后指定它！这时的arr.length已经自动的变成10了。那么，arr[7]又会是什么呢？经过运行代码我们会看到，arr[7]是undefined。也就是说，虽然arr[9]有了值，但是其中从arr[5]到arr[8]这几个元素都是未定义的，也就是undefined。如果你问JavaScript怎么不给个初始值？唉，饶了它吧！JavaScript并不知道你想要它初始化成什么值啊！万一错了呢？干脆还是别了吧……

 

var arr = [1, 2, 3, 4, 5];
alert(arr.length); // 数组长度为5
delete arr[3]; // 删掉第4个元素
alert(arr.length); // 长度不变
alert(arr[3]); // arr[3] = undefined
arr.length = 4; // 缩短长度
alert(arr[4]);
arr.length = 10; // 增加长度
alert(arr[6]);

var arr = [1, 2, 3, 4, 5];         

alert(arr.length); // 数组长度为5 

delete arr[3]; // 删掉第4个元素 

alert(arr.length); // 长度不变 

alert(arr[3]); // arr[3] = undefined 

arr.length = 4; // 缩短长度 

alert(arr[4]); 

arr.length = 10; // 增加长度 

alert(arr[6]);

  

上面的代码也很有意思：使用delete操作符可以删除任意一个数组元素，但是长度并不改变。

 

Java的数组也有一个length属性，用来显示数组的长度。JavaScript的数组也有这个属性。但是，和Java不同的是，后者的length属性并不是只读的！你可以任意的设置数组的length属性的值，无论是扩大还是缩小！只是如上面的代码所示，改变了length之后，越界的元素或者以前没有定义的元素都将成为undefined。也就是说，当length大于原始长度时，从原长度到length - 1的元素都将成为undefined；当length小于原始长度时，从length到原长度 - 1的元素也都会清除设置为undefined。

 

3. 非数字的下标？

 

如果动态的length属性还不够灵活的话，那么，JavaScript的数组还有另外的能力。

 

你见到过用字符串做数组下标的吗？Java行吗？C++行吗？JavaScript就行！看看下面的语句：

 

var arr = [1, 2, 3];
alert(arr[1] == arr["1"]);
arr["js"] = 4;
alert(arr["js"]);

var arr = [1, 2, 3]; 

alert(arr[1] == arr["1"]); 

arr["js"] = 4; 

alert(arr["js"]);

  

上面的语句看到，arr[1]和arr["1"]实际是一样的效果！这是怎么回事呢？我们用下面的语句验证一下：

 

alert(1 == "1"); // true
alert(1 === "1"); // false

alert(1 == "1"); // true 

alert(1 === "1"); // false

  

由于JavaScript是弱类型语言，所以在使用变量的时候，JavaScript会尽可能的将它转换成所需要的类型。比如数组下面需要数字，那么提供一个字符串，将会试图把字符串转换成数字。这里的"1"就成功的转换成了数字1，于是这个语句就成立了。这就是使用 == 操作符返回true的原因。而 === 操作符不允许这样的类型转换，所以会返回false。

 

那么，这个arr["js"]怎么也能成立呢？这就不是上面的问题了。也就是说，JavaScript实际是允许将字符串作为数字下标的。这在JavaScript中是完全合法的。

1. 对象

 

对象是面向对象程序设计的基础概念之一，只需看看这个名字就已经知道了。在我们熟悉的面向对象语言中，比如Java或者C++，都有着类似的对象定义方法。比如，我们想定义一个类，名字叫Person，有两个属性：name和age，另外有一个方法，将显示出这个Person对象的名字和年龄，那么我们可以用下面的代码实现：

 

public class Person {
        private String name;
        private int age;

        public String getName() {
                return name;
        }

        public void setName(String name) {
                this.name = name;
        }

        public int getAge() {
                return age;
        }

        public void setAge(int age) {
                this.age = age;
        }

        public void introduction() {
                System.out.println("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age);
        }

        public static void main(String[] args) {
                Person p = new Person();
                p.setName("Tom");
                p.setAge(20);
                p.introduction();
        }
}

public class Person {    

        private String name;    

        private int age;    



        public String getName() {    

                return name;    

        }    



        public void setName(String name) {    

                this.name = name;    

        }    



        public int getAge() {    

                return age;    

        }    



        public void setAge(int age) {    

                this.age = age;    

        }    



        public void introduction() {    

                System.out.println("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age);    

        } 



        public static void main(String[] args) { 

                Person p = new Person(); 

                p.setName("Tom"); 

                p.setAge(20); 

                p.introduction(); 

        } 

}

  

C++的实现也是类似的，这里不再赘述。

 

我们先来看一下这个类的定义：首先声明属性，然后定义属性的getter和setter方法，用来外界访问私有变量，最后定义了它自己的方法。这是一个比较常见的定义方式，以至于以后的很多语言，比如C#，都采用这种定义。

 

那么，什么是对象呢？对象不过是具有特定属性和方法的集合。虽然这并不是一个严格的定义，但是将属性和它的名字(不妨我们把它的方法也看作是它的属性，这并没有什么不同)放在一起，形成一个集合，这就是对象。也就是说，简单来看，对象就是这种具有“键-值”对的形式。

 

2. JavaScript的对象

 

“键-值”对的形式……这个样子看上去是不是有些面熟？Bingo！对了！这不就是数组的形式吗？嗯，恭喜你想到这一点！的确，在JavaScript中，对象的定义就是像数组的定义。下面，我们在JavaScript中对这个Person进行一下定义：

 

var Person = {
        "name": "Tom",
        "age": 20,
        "introduction": function() {
                alert("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age);
        }
};
Person.introduction();

var Person = {    

        "name": "Tom",    

        "age": 20,    

        "introduction": function() {    

                alert("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age);    

        }    

};    

Person.introduction();

  

来看一下这段代码。看上去很像数组的定义，只不过数组一般使用数字类型作为下标，而这里我们使用的是字符串。回想一下，其实在JavaScript中，字符串也是可以作为数组下标的，不是吗？好了，这里我们声明了一个对象Person，它有一个name，还有一个age，而且还有一个方法显示出这两个属性。

 

在JavaScript中，对象就是“键-值”对的形式，具体来说是"string-as-key": object-as-value的形式。也就是说，这个键必须是string类型的，而值可以是任何类型的。那么，方法呢？其实，JavaScript中的function也是一个类型，这个在后面会有描述的，这里仅仅先知道就可以了。这种数学上成为二元组的样式很常见，数组就是这样的，只不过数组的键必须是int。同样，JavaScript的对象也是一个特殊的二元组，只不过键是string类型的。这是不是就像是一种散列？或者说是哈希表？就是这个样子！

 

如果说你觉得每个属性名都要加一个引号觉得很别扭，那么你大可不加！像下面的语句，JavaScript完全认为你的正确的：

 

var Person = {
        name: "Tom",
        age: 20,
        introduction: function() {
                alert("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age);
        }
}
Person.introduction();

var Person = { 

        name: "Tom", 

        age: 20, 

        introduction: function() { 

                alert("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age); 

        } 

} 

Person.introduction();

  

我比较习惯于这种写法，看上去和Java等语言差不多。

 

3. 属性的使用

 

JavaScript中属性的使用或许比较特别。看下面试图使用Person的name属性的四个语句，看上去都差不多，实际上也确实如此：

 

alert(Person.name); // Tom
// alert(Person."name");
alert(Person["name"]); // Tom
alert(Person[name]); // undefined

alert(Person.name); // Tom

// alert(Person."name"); 

alert(Person["name"]); // Tom

alert(Person[name]); // undefined

  

除去注释掉的一句，其他的三个语句都能够通过解释(由于JavaScript是解释型语言，不是编译型的，因此这里不说是编译)，但是只有1、3句能够取出name属性！第一句和Java没有什么区别，后面的两个显得比较特别，第三句看上去像什么？对了！数组元素的访问！这进一步验证了JavaScript中的数组和对象“本是同根生”。那么，第四句呢？当然是返回undefined！因为数组下标必须是数字或者字符串嘛！

 

熟悉Java的话或许会对introduction函数有些疑问。Java程序员不会时时刻刻把this加上，除非哪天心血来潮，才会加上这个this。但是，如果你想在JavaScript中偷懒，去掉this，结果只会是报错。这是怎么回事呢？简单来说，在这里的this关键字是必不可少的！这是JavaScript与其他语言的不同。具体为什么，会在以后的文章中说明，现在只是知道就好了——不要在这里偷懒哦~~

 

4. 更多属性的操作

 

现在对JavaScript对象属性的认识应该在这样一点上：JavaScript的对象就是一个二元组，或者说就是一个散列或哈希表。如果能明白这一点，就不会对下面的操作有所奇怪了：

 

var Person = {}; // 创建一个空对象
Person.name = "Tom"; // 添加一个属性name，并赋值为Tom
Person["age"] = 20; // 用另外的办法新增属性
Person.introduction = function () {
        alert("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age);
};
Person.introduction();
for(var field in Person) { // 使用foreach循环列出对象中所有属性
        alert("field name: " + field + "; value: " + Person[field]);
}
delete Person.name; // 删除name属性
Person.introduction();
alert(name in Person); // 使用in操作符判断属性是否存在

var Person = {}; // 创建一个空对象 

Person.name = "Tom"; // 添加一个属性name，并赋值为Tom 

Person["age"] = 20; // 用另外的办法新增属性 

Person.introduction = function () { 

        alert("My name is " + this.name + ", my age is " + this.age); 

}; 

Person.introduction(); 

for(var field in Person) { // 使用foreach循环列出对象中所有属性 

        alert("field name: " + field + "; value: " + Person[field]); 

} 

delete Person.name; // 删除name属性 

Person.introduction(); 

alert(name in Person); // 使用in操作符判断属性是否存在

  

5. 对象的constructor属性

 

在JavaScript中，每个对象都有一个constructor属性。这个constructor属性用来记录对象初始化时的构造函数名字。例如：

 

var date = new Date();
alert(date.constructor);
alert(date.constructor == "Date"); // false
alert(date.constructor == Date); // true

var date = new Date(); 

alert(date.constructor); 

alert(date.constructor == "Date"); // false 

alert(date.constructor == Date); // true

  

嗯，这个Date是JavaScript的内置对象。这里的代码看上去很平常。不过，如果你要使用自己写的对象，比如前面的Person，就会发现它的constructor对象怎么是Object？这里有两个问题：第一，我们并没有给Person constructor属性，它怎么会有的？第二，这个constructor属性怎么是object，而不是我们的Person呢？

 

对于第一个问题，很明显，是JavaScript给我们加上的。事实上，每个JavaScript对象都会有这样一个属性。那么，它的值又怎么是Object呢？这个问题，在我们说道new这个运算符的时候会给大家说明的。这里请大家注意，本文中的对象其实是指的单独的使用new之后得到的对象。也就是说，那个constructor属性是在new运算符的时候获得的。这就涉及到构造函数了——不过这不是本文的重点，以后再说吧~~ :-)

在很多语言中，函数(Java里面成为方法)和对象时截然不同的两种东西。函数被定义为对象的动作，或者是全局的(像在C++中的main函数一样)。但是在JavaScript中，函数和对象的界限却显得不那么明显。

 

1. 函数的定义

 

JavaScript中有很多种定义函数的方法：

 

function hello() { alert("Hello!"); }
var hello1 = function() { alert("Hello!"); };
var hello2 = new Function("", "alert('Hello!');");
hello();
hello1();
hello2();

function hello() { alert("Hello!"); }

var hello1 = function() { alert("Hello!"); };

var hello2 = new Function("", "alert('Hello!');");

hello();

hello1();

hello2();

 

上面给出了三种JavaScript的函数定义语句。第一句是常见的定义，看上去和Java等语言没有太大的不同。这句是定义了一个具名函数，按照上面的例子，这里的函数定义名字为hello。第二句是将一个匿名函数定义好后赋值给一个变量，于是通过这个变量就可以引用这个匿名函数。这两句看上去效果差不多，但是它们是不一样的：第一句定义的是一个具名函数，第二句定义的是一个匿名函数——尽管你可以通过这个变量引用到这个匿名函数，但实际上它还是匿名的。它们的区别可以由下面的看出：

 

hello();
hello1(); // error
function hello() { alert("Hello!"); }
var hello1 = function() { alert("Hello!"); };

hello();

hello1(); // error

function hello() { alert("Hello!"); }

var hello1 = function() { alert("Hello!"); };

 

具名函数的作用范围是全局的：你可以在定义之前使用这个函数。但是匿名函数的定义是后向的，像C/C++一样，必须在定义之后才能使用。这就是为什么hello可以使用，但是hello1就会有错误。然后试想一下这是为什么呢？JavaScript的解释过程和HTML一样是从上到下的。所以，这里的匿名函数就相当于是一个变量的定义，因此在JavaScript解释器解释执行时并不知道这个变量的定义，因此发生错误。但是，对于函数的定义则是扫描全局。

 

第三个语句就很有意思了。它创建了一个Function类的对象。这个构造函数(姑且这么叫吧)具有两个参数，第一个是函数的参数，第二个是函数体。具体来说，下面的两个函数定义是等价的：

 

function sayHelloTo(name) {
    alert("Hello, " + name);
}
var sayHelloTo1 = new Function("name", "alert('Hello, ' + name)");

function sayHelloTo(name) {

    alert("Hello, " + name);

}

var sayHelloTo1 = new Function("name", "alert('Hello, ' + name)");

 

这种使用Function进行定义的方式并不常见，但是这个语句显示的特性却很有趣：它意味着，你可以使用这种构造函数在运行时动态的构造函数！这是一般的语言没有的特性。

 

2. 函数的参数

 

JavaScript的函数也是相当的灵活，不仅是它的定义方式多种多样，甚至它的参数都有“奇怪”的行为。由于JavaScript是弱类型的语言，因此，它不能对你的函数参数类型做检测，甚至不能保证你传入的参数个数是否和函数定义一致。这就需要有一些特殊的检测。

 

function sum2(a, b) {
    alert(a + b);
}
sum2(1); // NaN
sum2(1, 2); // 3
sum2(1, 3, 5); // 4

function sum2(a, b) {

    alert(a + b);

}

sum2(1); // NaN

sum2(1, 2); // 3

sum2(1, 3, 5); // 4

 

看这个例子，仅仅接受两个参数的函数，在调用时可以有任意个参数！但是，它仅取用符合条件的个数，在这里也就是前两个参数。所以，当你传入一个参数时，JavaScript试图将两个数字加起来，结果第二个参数不存在，因此返回值是NaN。第三种情况，实参个数多于形参个数，此时JavaScript只取前两个参数相加。

 

尽管很不正式，但是可以说，JavaScript的函数参数是不定参数，也就是说，你可以传入任意的参数值。使用JavaScript函数内置的arguments就可以遍历所有传入的参数。比如下面的代码：

 

function sum() {
    var total = 0;
    for(var i = 0; i < arguments.length; i++) {
        total += arguments[i];
    }
    alert(total);
}
sum(1, 2);
sum(1, 2, 3);

function sum() {

    var total = 0;

    for(var i = 0; i < arguments.length; i++) {

        total += arguments[i];

    }

    alert(total);

}

sum(1, 2);

sum(1, 2, 3);

 

arguments的行为很像数组，但它并不是数组。可以使用typeof操作符看一下，也可以调用它的constructor属性。

 

这里有一点需要说明，arguments有个callee属性，可以调用arguments自身所在的函数。也就是说，可以通过这个属性递归调用函数自身。所以，即使是匿名函数，也可以实现递归调用。如：

 

function sum(n) {
    if(n <= 1) {
        return 1;
    }
    return n + arguments.callee(n - 1); // 递归调用自身
}
alert(sum(100));

function sum(n) {

    if(n <= 1) {

        return 1;

    }

    return n + arguments.callee(n - 1); // 递归调用自身

}

alert(sum(100));

 

我觉得大家都会知道这个著名问题的答案的。

 

3. 函数也是对象

 

回想一下上面的第三个语句，它已经强烈暗示了，函数其实也是对象！那么，作为一个对象，函数应该具有对象的一切特性：添加属性、删除属性、作为返回值等等。是的！JavaScript的函数就是这么样的！

 

function hello() {
    alert("Hello!");
}
hello.name = "Tom"; // 添加属性
alert(hello["name"]);
delete hello.name; // 删除属性
alert(hello.name);
// 赋值给变量
var hello1 = function() { alert("hello1"); };
hello1();
// 作为数组元素
function show(x) { alert(x); }
var arr = [show];
arr[0](5);
// 作为函数的参数
function callFunc(func) {
    func();
}
callFunc(function() {
    alert("Inner Function.");
});
// 作为函数的返回值
function show() {
    return function(n) {
        alert("number is " + n);
    };
}
show()(10);

function hello() {

    alert("Hello!");

}

hello.name = "Tom"; // 添加属性

alert(hello["name"]);

delete hello.name; // 删除属性

alert(hello.name);

// 赋值给变量

var hello1 = function() { alert("hello1"); };

hello1();

// 作为数组元素

function show(x) { alert(x); }

var arr = [show];

arr[0](5);

// 作为函数的参数

function callFunc(func) {

    func();

}

callFunc(function() {

    alert("Inner Function.");

});

// 作为函数的返回值

function show() {

    return function(n) {

        alert("number is " + n);

    };

}

show()(10);

 瞧！凡是对象可以做到的，函数统统都能做到！JavaScript中的函数就是对象！

现在我们已经从数组，逐渐开始到对象和函数。这些都是基本概念，后面，我们将对JavaScript的面向对象特性做进一步的介绍。