前言
在学习JS的面对对象的时候遇到一些疑惑,原因在于事先学习过C#的面对对象,因此在学习JS面对对象时候总喜欢把二者放在一起参考学习,因此经常会有疑惑,因为二者的面对对象相差很大。在网上找过很多资料看过很多观点之后,来写一写自己的理解吧。
很多人说JavaScript并非“面向对象的语言”,而是“基于对象的语言”,甚至东哥也是这样给我解惑的,但是我在问 “如何定义面向对象和基于对象” 时,东哥给我的回复我觉的并不能打消我的疑惑。
JavaScript标准对基于对象的定义的具体内容是:“语言和宿主的基础设施由对象来提供,并且JavaScript程序即是一系列互相通讯的对象集合”。我觉得这里并不是表达弱化的面向对象的意思,反而是表达对象对于语言的重要性。
什么是面对对象
Object(对象)在英文中,是一切事物的总称,和面向对象编程的抽象思维有互通之处。
在《面向对象分析与设计》Grady Booch总结为,从人类的认知角度来说,对象应该是下列事物之一:
- 一个可以触摸或者可以看见的东西;
- 人的智力可以理解的东西;
- 可以指导思考或行动(进行想象或施加动作)的东西。
有了对象的自然定义后,我们就可以描述编程语言中的对象了。在不同的编程语言中,设计者也利用各种不同的语言特性来抽象描述对象,最为常见的就是使用“类”的方式来描述对象,如Java、C#等。
JavaScript的面对对象
而 JavaScript 早年却选择了一个更为冷门的方式:原型。同时因为一些公司政治原因,JavaScript推出之时受管理层之命被要求模仿Java,因此,JavaScript创始人Brendan Eich在“原型运行时”的基础上引入了new、this等语言特性,使之“看起来更像Java”。
在 ES6 之前,大量的 JavaScript 程序员试图在原型体系的基础上,把JavaScript变得更像是基于类的编程。
如果从运行时角度来谈论对象,就是在讨论JavaScript实际运行中的模型,这是由于任何代码执行都必定绕不开运行时的对象模型。幸运的是,从运行时的角度看,可以不必受到“基于类”的困扰,这是因为任何语言运行时类的概念都是被弱化的。
JavaScript 对象的特征
如果看了Grandy Booch《面向对象分析与设计》从而了解了对象的本质特征,那么对象有一下几个特点:
- 对象具有唯一标识性:即使完全相同的两个对象,也并非同一个对象。
- 对象有状态:对象具有状态,同一对象可能处于不同状态之下。
- 对象具有行为:即对象的状态,可能因为它的行为产生变迁。
对象具有唯一标识性,各种语言的对象唯一标识性都是用内存地址来体现的, 对象具有唯一标识的内存地址,所以具有唯一的标识。因此任何不同的JavaScript对象其实是互不相等的。如下面代码中,,o1和o2初看是两个一模一样的对象,但是打印出来的结果却是false。
1 | var o1 = { a: 1 }; |
关于对象的第二个和第三个特征“状态和行为”,C# 中则称它们为“属性”和“方法”。但是,在 JavaScript中,将状态和行为统一抽象为“属性”,考虑到 JavaScript 中将函数设计成一种特殊对象,所以 JavaScript中的行为和状态都能用属性来抽象。
如下面这段代码,就展示了普通属性和函数作为属性的一个例子,其中o是对象,d是一个属性,而函数f也是一个属性,尽管写法不太相同,但是对JavaScript来说,d和f就是两个普通属性。
1 | var o = { |
总结一句话来看,在JavaScript中,对象的状态和行为其实都被抽象为了属性,尽管设计思路和C#、Java有一定差别,但是二者都很好地表现了对象的基本特征:标识性、状态和行为。
JavaScript对象特色
在实现了对象基本特征的基础上,JavaScript中对象独有的特色是:对象具有高度的动态性,这是因为JavaScript赋予了使用者在运行时为对象添改状态和行为的能力。因此,JavaScript对象的具体设计:具有高度动态性的属性集合。
比如,JavaScript 允许运行时向对象添加属性,这就跟绝大多数基于类的、静态的对象设计完全不同。
下面这段代码就展示了运行时如何向一个对象添加属性,一开始我定义了一个对象o,定义完成之后,再添加它的属性b,这样操作是完全没问题的。
1 | var o = { a: 1 }; |
为了提高抽象能力,JavaScript的属性被设计成比别的语言更加复杂的形式,它提供了数据属性和访问器属性(getter/setter)两类。
JavaScript对象的两类属性
对JavaScript来说,属性并非只是简单的名称和值,JavaScript用一组特征(attribute)来描述属性(property)。
先来说第一类属性,数据属性。它比较接近于其它语言的属性概念。数据属性具有四个特征。
- value:就是属性的值。
- writable:决定属性能否被赋值。
- enumerable:决定for in能否枚举该属性。
- configurable:决定该属性能否被删除或者改变特征值。
在大多数情况下,我们只关心数据属性的值即可。
第二类属性是访问器(getter/setter)属性,它也有四个特征。
- getter:函数或undefined,在取属性值时被调用。
- setter:函数或undefined,在设置属性值时被调用。
- enumerable:决定for in能否枚举该属性。
- configurable:决定该属性能否被删除或者改变特征值。
访问器属性使得属性在读和写时执行代码,它允许使用者在写和读属性时,得到完全不同的值,它可以视为一种函数的语法糖。
我们通常用于定义属性的代码会产生数据属性,其中的writable、enumerable、configurable都默认为true。我们可以使用内置函数 Object.getOwnPropertyDescripter来查看,如以下代码所示:
1 | var o = { a: 1 }; |
我们在这里使用了两种语法来定义属性,定义完属性后,我们用JavaScript的API来查看这个属性,我们可以发现,这样定义出来的属性都是数据属性,writeable、enumerable、configurable都是默认值为true。
如果我们要想改变属性的特征,或者定义访问器属性,我们可以使用 Object.defineProperty,示例如下:
1 | var o = { a: 1 }; |
这里我们使用了Object.defineProperty来定义属性,这样定义属性可以改变属性的writable和enumerable。
我们同样用Object.getOwnPropertyDescriptor来查看,发现确实改变了writable和enumerable特征。因为writable特征为false,所以我们重新对b赋值,b的值不会发生变化。
在创建对象时,也可以使用 get 和 set 关键字来创建访问器属性,代码如下所示:
1 | var o = { get a() { return 1 } }; |
访问器属性跟数据属性不同,每次访问属性都会执行getter或者setter函数。这里我们的getter函数返回了1,所以o.a每次都得到1。
这样,我们就理解了,实际上JavaScript 对象的运行时是一个“属性的集合”,属性以字符串或者Symbol为key,以数据属性特征值或者访问器属性特征值为value。
对象是一个属性的索引结构(索引结构是一类常见的数据结构,我们可以把它理解为一个能够以比较快的速度用key来查找value的字典)。我们以上面的对象o为例,你可以想象一下“a”是key。
{writable:true,value:1,configurable:true,enumerable:true}
是value。以前写的JS数据类型已经介绍了Symbol类型,能够以Symbol为属性名,这也是JavaScript对象的一个特色。
总结
追本溯源,以面对对象的基本原则和面对对象的基本特征来看,JavaScript只是与主流的Java、C++等面对对象语言采用了不同的设计思路,这样的对象系统设计虽然特别,但是JavaScript提供了完全运行时的对象系统,这使得它可以模仿多数面向对象编程范式,所以它也是正统的面向对象语言。
如果想完全理解JavaScript对象,不能以Java、C#这些“基于类的面向对象”相关的知识,回到人类对对象的朴素认知和面向对象的语言无关基础理论,我们就能够理解JavaScript面向对象设计的思路。