物件導向JavaScript入門——來自Mozilla的官網教程

 

儘管物件導向JavaScript與其他語言相比之下存在差異，並由此引發了一些爭論，但毋庸置疑，JavaScript具有強大的物件導向編程能力。本文先從介紹物件導向編程開始，然後回顧JavaScript物件模型，最後示範JavaScript中的物件導向編程概念。

目錄

JavaScript回顧
物件導向編程
專用術語
基於原型的編程
JavaScript物件導向編程
5.1. 核心對象
5.2. 自訂對象
5.2.1. 類
5.2.2. 對象（類執行個體）
5.2.3. 建構函式
5.2.4. 屬性（對象屬性）
5.2.5. 方法
5.2.6. 繼承
5.2.7. 封裝
5.2.8. 抽象
5.2.9. 多態
提示
參考文獻

儘管物件導向JavaScript與其他語言相比之下存在差異，並由此引發了一些爭論，但毋庸置疑，JavaScript具有強大的物件導向編程能力。

本文先從介紹物件導向編程開始，然後回顧JavaScript物件模型，最後示範JavaScript中的物件導向編程概念。
JavaScript回顧

如果你對諸如變數（variables）、類型（types）、函數（functions）、以及範圍（scope）等JavaScript概念覺得心裡沒底，那麼你可以閱讀重新介紹JavaScript中的這些主題。你還可以查閱JavaScript 1.5核心指南
物件導向編程

物件導向編程是一種編程範式（paradigm），即使用抽象來建立基於真實世界的模型。它使用了幾種以前建立的範式技術，包括模組化（modularity）、多態（polymorphism）、和封裝（encapsulation）。今天，許多流行的程式設計語言（比如Java、JavaScript、C#、C++、Python、PHP、Ruby、以及Objective-C）都支援物件導向編程（OOP）。

物件導向編程可視為使用協作對象集合來進行軟體設計，這與傳統觀點相反，傳統觀點把程式視為函數集合，或者簡化為電腦指令列表。在物件導向編程中，每個對象都具有以下能力：接收訊息、處理資料、以及給其他對象發送訊息。每個對象都可以視為一個獨立的具有不同角色或責任的小機器。

物件導向編程旨在為編程提升更大的靈活性和可維護性，並在大規模軟體工程中廣泛流行。由於其非常重視模組化，因此物件導向代碼旨在讓開發更簡單、稍後理解起來更容易，而且相對於較少採用模組化的編程方法，使得對於複雜情況及步驟的分析、編碼和理解更加直接。[2]
專用術語

類（Class）
~ 定義對象的特徵（characteristics）。
對象（Object）
~ 類的執行個體（Instance）。
屬性（Property）
~ 某一對象特徵（characteristic），例如顏色。
方法（Method）
~ 某種對象能力，例如行走。
建構函式（Constructor）
~ 執行個體化（instantiation）時所調用的方法。
繼承（Inheritance）
~ 一個類可以繼承來自另一個類的特徵。
封裝（Encapsulation）
~ 一個類只定義該對象的特徵，一個方法只定義該方法如何執行。
抽象（Abstraction）
~ 將某一對象的複雜繼承、方法、屬性結合在一起，而且必須能夠類比某一現實模型。
多態（Polymorphism）
~ 不同類可能會定義相同的方法或屬性。

對於物件導向編程的進一步描述，參閱維基百科的物件導向編程詞條。
基於原型的編程

基於原型的編程（Prototype-based programming）是一種物件導向編程風格，其中類（classes）並不存在，並且行為重用（在基於類的語言中稱為繼承）是通過粉飾充當原型的現存對象來完成的。這種模式也稱為無類的（class-less）、面向原型的（prototype-oriented）、或基於執行個體（instance-based）的編程。

關於基於原型語言的最初（且非常規範的）樣本就是由David Ungar和Randall Smith開發的Self程式設計語言。然而，這種無類編程風格最近越來越受歡迎，並且已被一些程式設計語言採用，例如avaScript、Cecil、NewtonScript、Io、MOO、REBOL、Kevo、Squeak（當使用Viewer架構來操縱Morphic組件時）、及其他幾種語言。[2]
JavaScript物件導向編程
核心對象（Core Objects）

JavaScript有幾個包含在其核心中的對象；例如，Math、Object、Array、以及String等對象。下面的樣本示範了如何使用Math對象的random()方法擷取隨機數。

alert(Math.random());

提示：本例和所有其他樣本都假設已在全域範圍內定義了函數名alert（正如包含在web瀏覽器中的alert一樣）。alert函數實際上不是JavaScript本身的一部分。

JavaScript核心對象列表，參閱JavaScript 1.5核心參考：全域對象（Global Objects）。

JavaScript中的每個對象都是一個Object對象的執行個體，並因此繼承其所有屬性和方法。
自訂對象（Custom Objects）
類（The Class）

JavaScript是基於原型的語言，其中不包含可在如 C++或Java中找到的類聲明（class statement）。有時這會讓一些習慣於具有類聲明語言（languages with a class statement）的程式員感到困惑。不過，JavaScript用函數（functions）作為類。定義一個類簡單到就是定義一個函數。在下例中，我們定義了名為Person（人）的新類。

function Person() { }

對象（類執行個體）（The Object (Class Instance)）

要建立obj對象的一個新執行個體，我們使用語句new obj，同時將結果（其類型是obj）賦給某個變數（variable），以便稍後訪問。

在下例中，我們首先定義名為Person的類，然後建立兩個執行個體（person1和person2）。

function Person() { }
var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

還可參閱新的執行個體化替代方法Object.create。

建構函式（The Constructor）

當執行個體化時（建立對象執行個體的瞬間）是會調用建構函式。建構函式是類的一個方法。而在JavaScript中，會函數（function）作為作為該對象的建構函式；因此，也就無需顯式定義一個建構函式方法。類中聲明的每個行為在執行個體化時都會執行。

建構函式用於設定對象屬性或調用方法為使用該對象做準備。本文稍後會介紹，通過使用一種不同的文法來添加類方法及其定義 。

在下例中，當執行個體化Person時，Person類的建構函式會顯示一個警告框。

function Person() {
alert(‘Person instantiated’);
}

var person1 = new Person();
var person2 = new Person();

屬性（對象屬性）（The Property (object attribute)）

屬性是包含在類中的變數；每個對象執行個體都有這些屬性。屬性應設定在類（函數）的原型（prototype）屬性中，以便繼承正常工作。

在類中操作屬性是通過this關鍵字實現的，this引用當前對象。在類外部存取（讀或寫）某個屬性要通過以下文法：InstanceName.Property；這與C++、Java、以及其他一些語言所用文法相同。（在類內部使用this.Property的文法來擷取或設定屬性值）。

在下例中，我們為Person類定義gender（性別）屬性，然後在初始化時定義該屬性。

function Person(gender) {
this.gender = gender;
alert(‘Person instantiated’);
}

var person1 = new Person(‘Male’); // Male: 男
var person2 = new Person(‘Female’); // Female: 女

//顯示person1的性別
alert(‘person1 is a ‘ + person1.gender); // person1 is a Male

方法（The methods）

方法遵循與屬性相同的邏輯；區別在於它們是函數而且被定義為函數。調用方法與訪問屬性相似，不過你要在方法名末尾添加()，可能會有參數（arguments）。定義一個方法，就是為該類prototype屬性上的某個命名屬性指定一個函數；函數被分配到的那個名稱就是在對象上調用該方法的名稱。

在下例中，我們為Person類定義並使用sayHello()方法。

function Person(gender) {
this.gender = gender;
alert(‘Person instantiated’);
}

Person.prototype.sayHello = function()
{
alert (‘hello’);
};

var person1 = new Person(‘Male’);
var person2 = new Person(‘Female’);

// 調用Person的sayHello方法。
person1.sayHello(); // hello

在JavaScript中，方法是作為屬性被綁定到某個類/對象的普通函數對象，這意味著，可以“脫離上下文（out of the context）”來調用它們。考慮如下範例程式碼：

function Person(gender) {
this.gender = gender;
}

Person.prototype.sayGender = function()
{
alert(this.gender);
};

var person1 = new Person(‘Male’);
var genderTeller = person1.sayGender;

person1.sayGender(); // alerts ‘Male’
genderTeller(); // alerts undefined
alert(genderTeller === person1.sayGender); // alerts true
alert(genderTeller === Person.prototype.sayGender); // alerts true

此樣本一次示範了多個概念。這表明，在JavaScript中沒有“基於對象的方法（per-object methods）”，因為該方法的所有引用都指向完全相同的函數，即我們起初在原型上定義的那個函數。當某個函數被作為方法（或確切地說是屬性）調用時，JavaScript會將當前的“物件內容（object context）”“綁定”到特定的“this”變數。這與調用該函數對象的“call”方法等效，如下所示：

genderTeller.call(person1); //alerts ‘Male’

更多相關資訊，請參閱Function.call和Function.apply

繼承（Inheritance）

繼承是一種方法，用於建立作為一個或多個類專用版本的類。（JavaScript僅支援單類繼承）。這個專用類通常被稱為子類（child），而其他類通常被稱為父類（parent）。在JavaScript中，你要完成繼承，需將父類的執行個體賦給子類，然後將子類特化（specializing）。

提示：由於JavaScript不檢測的子類的prototype.constructor（原型的建構函式），參閱Core JavaScript 1.5核心參考：Global Objects:Object:prototype屬性，因此我們必須手動指定該值。

在下例中，我們定義Student類作為Person的子類。然後我們重新定義sayHello()方法，並添加sayGoodBye()方法。

// 定義Person類
function Person() {}

Person.prototype.walk = function(){
alert (‘I am walking!’);
};
Person.prototype.sayHello = function(){
alert (‘hello’);
};

// 定義Student類
function Student() {
// 調用父類建構函式
Person.call(this);
}

// 繼承Person
Student.prototype = new Person();

// 修正建構函式指標，由於它指向Person
Student.prototype.constructor = Student;

// 替換sayHello方法
Student.prototype.sayHello = function(){
alert(‘hi, I am a student’);
}

// 添加sayGoodBye方法
Student.prototype.sayGoodBye = function(){
alert(‘goodBye’);
}

var student1 = new Student();
student1.sayHello();
student1.walk();
student1.sayGoodBye();

// 檢驗繼承
alert(student1 instanceof Person); // true
alert(student1 instanceof Student); // true

封裝

在上例中，Student無須知曉Person類的walk()方法是如何?的，但仍可使用該方法；Student類無須顯式定義該方法，除非我們想改變它。這稱為封裝（encapsulation），這樣每個類繼承其父類的方法，並且只需定義它所希望改變的東西。
抽象

抽象是一種機制（mechanism），允許對處理中的問題的當前部分進行建模。這可以通過繼承（特化）或組合（composition）來實現。JavaScript通過繼承實現特化（specialization），通過讓類執行個體成為其他對象的屬性值實現組合。

JavaScript的Function類繼承自Object類（這說明模型的特化），並且Function.prototype屬性是Object的執行個體（這說明了組合）。

var foo = function(){};
alert( ‘foo is a Function: ‘ + (foo instanceof Function) );
alert( ‘foo.prototype is an Object: ‘ + (foo.prototype instanceof Object) );

多態

就像所有的方法和屬性被定義在原型屬性內部一樣，不同的類可以定義具有相同名稱的方法；方法的範圍限於定義它們的類之內。這僅當兩個類之間沒有父子關係（當一個類沒有從繼承鏈中的其他類繼承時）時才為真。
提示

本文中所提出的物件導向編程實現技術不僅適用於JavaScript，因為就如何進行物件導向編程而言，這是非常靈活的。

同樣，這裡展示的技術既沒有使用任何語言技巧（language hacks），也沒有模仿其他語言的對象理論實現。

在JavaScript中，還有其他更進階的物件導向編程的技術，但是那些內容已超出了這篇介紹性文章的範圍。
參考文獻

Mozilla。“JavaScript 1.5核心指南”,

http://developer.mozilla.org/en/docs/Core_JavaScript_1.5_Guide

維基百科。“物件導向編程”，http://en.wikipedia.org/wiki/Object-oriented_programming