创建对象《JavaScript高级程序设计》

Posted 2021-02-19 依旧那片天

虽然Object构造函数或对象字面量都可以用来创建单个对象，但这些方式有个明显的缺点：使用同一个接口创建很多对象，会产生大量的重复代码。

为解决这个问题，人们开始使用工厂模式的一种变体。

 

工厂模式

工厂模式是软件工程领域一种广为人知的设计模式，这种模式抽象了创建具体对象的过程。

考虑到ES中无法创建类，开发人员就发明了一种函数，用函数来封装以特定接口创建对象的细节。

function createPerson(name, age, job) {
    var o = new Object();
    o.name = name;
    o.age = age;
    o.job = job;
    o.sayName = function() {
        alert(this.name);
    };
    return o;
}
var person1 = createPerson(‘Nicholas‘, 29, ‘Software Engineer‘);
var person2 = createPerson(‘Greg‘, 27, ‘Doctor‘);

函数createPerson()能够根据接受的参数来构建一个包含所有必要信息的Person对象。

可以无数次地调用这个函数，而每次它都会返回一个包含三个属性一个方法的对象。

工厂模式虽然解决了创建多个相似对象的问题，但却没有解决对象识别的问题。

 

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构造函数模式

此外，也可以创建自定义的构造函数，从而定义自定义对象类型的属性和方法。

function Person(name, age, job) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.sayName = function() {
        alert(this.name);
    };
}
var person1 = new Person(‘Nicholas‘, 29, ‘Software Engineer‘);
var person2 = new Person(‘Greg‘, 27, ‘Doctor‘);

• 没有显示地创建对象；
• 直接将属性和方法赋给了this对象；
• 没有return语句。

 

要创建Person的新实例，必须使用new操作符。

以这种方式调用构造函数实际上回经理以下4个步骤：

• 创建一个新对象；
• 将构造函数的作用域赋给新对象（因此this就指向了这个新对象）；
• 执行构造函数中的代码（为这个新对象添加属性）；
• 返回新对象。

 

在前面例子的最后，person1和person2分别保存着Person的一个不同的实例。

这两个对象都有一个constructor属性，该属性指向Person。

 

对象的constructor属性最初是用来标识对象类型的。

但是，提到检测对象类型，还是instanceof操作符要更可靠一些。

我们这个例子中创建的所有对象既是Object的实例，同时也是Person的实例。

 

创建自定义的构造函数意味着将来可以将它的实例标识为一种特定的类型；而这正是构造函数模式胜过工厂模式的地方。

在这个例子中，person1和person2之所以同时是Object的实例，是因为所有对象均继承自Object。

 

将构造函数当作函数

任何函数，只要通过new操作符来调用，那它就可以作为构造函数；而任何函数，如果不通过new操作符来调用，那它跟普通函数也不会有什么两样。

// 当作构造函数使用
var person new Person(‘Nicholas‘, 29, ‘Software Engineer‘);
person.sayName(); // ‘Nicholas‘

// 作为普通函数调用
Person(‘Greg‘, 27, ‘Doctor‘); // 添加到window
window.sayName(); ‘Greg‘

// 在另一个对象的作用域中调用
var o = new Object();
Person.call(o, ‘Kristen‘, 25, ‘Nurse‘);
o.sayName; // ‘Kristen‘

 

构造函数的问题

构造函数模式虽然好用，但也并非没有缺点。

使用构造函数的主要问题，就是每个方法都要在每个实例上重新创建一遍。

在前面的例子中，person1和person2都有一个名为sayName()的方法，但那两个方法不是同一个Function的实例。

不要忘了ES中的函数是对象，因此每定义一个函数，也就是实例化了一个对象。

function Person(name, age, job) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.sayName = new Function() {
        alert(this.name);
    }; // 与声明函数在逻辑上是等价的
}

说明白些，以这种方式创建函数，会导致不同的作用域链和标识符解析，但创建Function新实例的机制仍然是相同的。

因此，不同实例上的同名函数是不相等的。

 

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原型模式

我们创建的每个函数都有一个prototype属性，这个属性时一个指针，指向一个对象，而这个对象的用途是包含可以由特定类型的所有实例共享的属性和方法。

如果按照字面意思来理解，那么prototype就是通过调用构造函数而创建的那个对象实例的原型对象。

使用原型对象的好处是可以让所有对象实例共享它所包含的属性和方法。

function Person() {}
Person.prototype.name = ‘Nicholas‘;
Person.prototype.age= 29;
Person.prototype.name = ‘Software Engineer‘;
Person.prototype.sayName = function() {
    alert(this.name);
};
var person1 = new Person();
person1.sayName(); // ‘Nicholas‘
var person2 = new Person();
person2.sayName(); // ‘Nicholas‘
alert(person1.sayName == Perosn2.sayName); // true

 

理解原型对象

无论什么时候，只要创建了一个新函数，就会根据一组特定的规则为该函数创建一个prototype属性，这个属性指向函数的原型对象。

在默认情况下，所有原型对象都会自动获得一个constructor属性，这个属性包含一个指向prototype属性所在函数的指针。

就拿前面的例子来说，Person.prototype.constructor指向person。

 

（创建的函数都有一个原型，原型能指回函数。）

 

创建了自定义的构造函数之后，其原型对象默认只会取得constructor属性；至于其他方法，都是从Object继承而来的。

当调用构造函数创建一个新实例后，该实例的内部将包含一个指针，指向构造函数的原型对象。

 

虽然在所有实现中都无法访问到[[Prototype]]，但可以通过isPrototypeOf()方法来确定对象之间是否存在这种关系。

alert(Person.prototype.isPrototypeOf(Person1)); // true

 

ES5增加了一个新方法，叫Object.getPrototypeOf()，在所有支持的实现中，这个方法返回[[Prototype]]的值。

alert(Object.getPrototypeOf(person1) == Person.prototype); // true

使用Object.getPrototypeOf()可以方便地取得一个对象的原型，而这在利用原型实现继承的情况下是非常重要的。

 

虽然可以通过对象实例访问保存在原型中的值，但却不能通过对象实例重写原型中的值。

如果我们在实例中添加了一个属性，而该属性与实例原型中的一个属性同名，那我们就在实例中创建该属性，该属性将会屏蔽原型中的那个属性。

 

使用delete操作符则可以完全删除实例属性，从而让我们能够重新访问原型中的属性。

delete person1.name;
alert(person1.name); // ‘Nicholas‘来自原型

 

使用hasOwnProperty()方法可以检测一个属性是存在于实例中，还是存在于原型中。

这个方法只在给定属性存在于对象实例中时，才会返回true。

 

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原型与in操作符

有两种方式使用in操作符：单独使用和在for-in循环中使用。

在单独使用时，in操作符会在通过对象能够访问给定属性时返回true，无论该属性存在于实例中还是原型中。

 

同时使用hasOwnProperty()方法和in操作符，就可以确定该属性到底是存在于对象中，还是存在于原型中：

function hasPrototypeProperty(object, name) {
    return !object.hasOwnProperty(name) & (name in object);
}

因此只要in操作符返回true而hasOwnProperty()返回false，就可以确定属性时原型中的属性。

 

在使用for-in循环时，返回的是所有能够通过对象访问的、可枚举的属性，其中既包括存在于实例中的属性，也包括存在于原型中的属性。

屏蔽了原型中不可枚举属性（即[[Enumerable]]标记的属性）的实例属性也会在for-in循环中返回，因为根据规定，所有开发人员定义的属性都是可枚举的。

 

默认不可枚举的所有属性和方法，包括：hasOwnProperty()、propertyIsEnumerable()、toLocalString()、toString()和valueOf()。

 

要取得对象上所有可枚举的实例属性，可以使用ES5的Object.keys()方法。

这个方法接收一个对象作为参数，返回一个包含所有可枚举属性的字符串数组。

 

如果你想要得到所有实例属性，无论它是否可枚举，都可以使用Object.getOwnPropertyNames()方法。

var keys = Object.getOwnPropertyNames(Person.prototype);
alert(keys); // ‘constructor, name, age, job, sayName‘

 

Object.keys()和Object.getOwnPropertyNames()方法都可以用来替代for-in循环。

 

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更简单的原型语法

function Person() {}
Person.prototype = {
    name: ‘Nicholas‘,
    age: 29,
    job: ‘Software Engineer‘,
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};

而我们在这里使用的语法，本质上完全重写了默认的prototype对象，因此constructor属性也就变成了新对象的constructor属性，指向Object构造函数，不再指向Person函数。

 

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原型的动态性

由于在原型中查找值的过程是一次搜索，因此我们对原型对象所做的任何修改都能够立即从实例上反映出来，即使是先创建了实例后修改原型也照样如此。

var friend = new Person();
Person.prototype.sayHi = function() {
    alert(‘hi‘);
};
friend.sayHi(); //‘hi‘

 

尽管可以随时为原型添加属性和方法，并且修改能够立即在所有对象实例中反映出来，但如果是重写整个原型对象，那么情况就不一样了。（实例找到的是老原型）

 

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原生对象的原型

原型模式的重要性不仅体现在创建自定义类型方面，就连所有原生的引用类型，都是采用这种模式创建的。

所有原生引用类型都在其构造函数的原型上定义了方法。

通过原生对象的原型，不仅可以取得所有默认方法的引用，而且也可以定义新方法。

可以像修改自定义对象的原型一样修改原生对象的原型，因此可以随时添加新方法。

 

给基本包装类型String添加一个名为startsWith()的方法：

String.prototype.startsWith = function(text) {
    return this.indexOf(text) == 0;
};
var msg = ‘Hello world!‘;
alert(msg.startsWith(‘Hello‘)); // true

由于msg是字符串，而且后台会调用String基本包装函数创建这个字符串，因此通过msg就可以调用startsWith()方法。

 

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原型对象的问题

原型模式也不是没有缺点。

首先，它省略了为构造函数传递初始化参数这一环节，结果所有实例在默认情况下都将取得相同的属性值。

原型模式的最大问题是由其共享的本性所导致的。

person1.friends.push(‘Van‘);
alert(person1.friends); // ‘Shelby, Court, Van‘
alert(person2.friends); // ‘Shelby, Court, Van‘

 

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组合使用构造函数模式和原型模式

创建自定义类型的最常见方式，就是组合使用构造函数模式与原型模式。

构造函数模式用于自定义实例属性，而原型模式用于定义方法和共享属性。

结果，每个实例都会有自己的一份实例属性的副本，但同时又共享着对方法的引用，最大限度地节省了内存。

另外，这种混成模式还支持向构造函数传递参数。

function Person(name, age, job) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    this.friends = [‘Shelby‘, ‘Court‘];
}
Person.prototype = {
    constructor: Person,
    sayName: function() {
        alert(this.name);
    }
};

 

这种构造函数与原型混成的模式，是目前ES中使用最广泛、认同度最高的一种创建自定义类型的方法。

可以说，这是用来定义引用类型的一种默认模式。

 

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动态原型模式

有其他OO语言经验的开发人员在看到独立的构造函数和原型时，很可能会感到非常困惑。

动态原型模式正是致力于解决这个问题的一个方案，它把所有信息都封装在了构造函数中，而通过在构造函数中初始化原型，又保持了同时使用构造函数和原型的优点。

换句话说，可以通过检查某个应该存在的方法是否有效，来决定是否需要初始化原型。

function Person(name, age, job) {
    // 属性
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.job = job;
    // 方法
    if (typeof this.sayName != ‘function‘) {
        Person.prototype.sayName = function() {
            alert(this.name);
        };
    }
}

这里只在sayName()方法不存在的情况下，才会将它添加到原型中。

这段代码只会在初次调用构造函数时才会执行。

此后，原型已经完成初始化，不需要再做什么修改了。

使用动态原型模式时，不能使用对象字面量重写原型。

如果在已经创建了实例的情况下重写原型，那么就会切断现有实例与新原型之间的联系。

 

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寄生构造函数模式

通常，在前述的几种模式都不适用的情况下，可以使用寄生构造函数模式。

这种模式的基本思想是创建一个函数，该函数的作用仅仅是封装创建对象的代码，然后再返回新创建的对象；但从表面上看，这个函数又很像是典型的构造函数。

function Person(name, age, job) {
    var o = new Object();
    o.name = name;
    o.age = age;
    o.job = job;
    o.sayName = function() {
        alert(this.name);
    };
    return o;
}
var friend= new Person(‘Nicholas‘, 29, ‘Software Engineer‘);
friend.sayName(); // ‘Nicholas‘

除了使用new操作符并把使用的包装函数叫做构造函数之外，这个模式跟工厂模式其实是一模一样的。

构造函数在不返回值的情况下，默认会返回新对象实例。

而通过在构造函数的末尾添加一个return语句，可以重写调用构造函数时返回的值。

 

这个模式可以在特殊情况下用来为对象创建构造函数。

假设我们想创建一个具有额外方法的特殊数组。

由于不能直接修改Array构造函数，因此可以使用这个模式。

function SpecialArray() {
    // 创建数组
    var values = new Array();
    // 添加值
    values.push.apply(values, arguments);
    // 添加方法
    values.toPopeString = function() {
        return this.join(‘|‘);
    };
    // 返回数组
    return values;
}
var colors = new SpecialArray(‘red‘, ‘blue‘, ‘green‘);
alert(colors.toPipedString()); // ‘red|blue|green‘

 

关于寄生构造函数模式，有一点需要说明：首先，返回的对象与构造函数或者构造函数的原型属性之间没有关系；也就是说，构造函数返回的对象与在构造函数外部创建的对象没有什么不同。

为此，不能依赖instanceof操作符来确定对象类型。

由于存在上述问题，我们建议在可以使用其他模式的情况下，不要使用这种模式。

 

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稳妥构造函数模式

所谓稳妥对象，指的是没有公共属性，而且其方法也不引用this的对象。

稳妥对象最适合在一些安全的环境中，这些环境中或禁止使用this和new，或者在防止数据被其他应用程序改动时使用。

稳妥构造函数遵循与寄生构造函数类似的模式，但有两点不同：一是新创建对象的实例方法不引用this；二是不使用new操作符调用构造函数。

function Person(name, age, job) {
    // 创建要返回的对象
    var o = new Object();
    // 可以在这里定义私有变量和函数
    // 添加方法
    o.sayName = function() {
        alert(name);
    };
    // 返回对象
    return o;
}

var friend = Person(‘Nicholas‘, 29, ‘Software Engineer‘);
friend.sayName(); // ‘Nicholas‘

 

与寄生构造函数模式类似，使用稳妥构造函数模式创建的对象与构造函数之间也没有说明关系，因此instanceof操作符对这种对象也没有意义。

 

isPrototypeOf(obj)	判断是否是对象的原型
hasOwnProperty(name)	判断属性是否是实例的属性
Object.getPrototypeOf(obj)	返回对象的原型
Object.keys(obj)	返回所有可枚举属性的数组
Object.getOwnPropertyNames(obj)	返回所有可枚举或不可枚举属性的数组