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深入理解JavaScript中实例对象和new命令

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对象是什么

面向对象编程(Object Oriented Programming,缩写为OOP)是目前主流的编程范式。它将真实世界各种复杂的关系,抽象为一个个对象,然后由对象之间的分工与合作,完成对真实世界的模拟。

每一个对象都是功能中心,具有明确分工,可以完成接收信息、处理数据、发出信息等任务。对象可以复用,通过继承机制还可以定制。因此,面向对象编程具有灵活、代码可复用、高度模块化等特点,容易维护和开发,比起由一系列函数或指令组成的传统的过程式编程(procedural programming),更适合多人合作的大型软件项目。

那么,“对象”(object)到底是什么?我们从两个层次来理解。

(1)对象是单个实物的抽象

一本书、一辆汽车、一个人都可以是对象,一个数据库、一张网页、一个与远程服务器的连接也可以是对象。当实物被抽象成对象,实物之间的关系就变成了对象之间的关系,从而就可以模拟现实情况,针对对象进行编程。

(2)对象是一个容器,封装了属性(property)和方法(method)

属性是对象的状态,方法是对象的行为(完成某种任务)。比如,我们可以把动物抽象为animal对象,使用“属性”记录具体是哪一种动物,使用“方法”表示动物的某种行为(奔跑、捕猎、休息等等)。

构造函数

面向对象编程的第一步,就是要生成对象。对象是单个实物的抽象。通常需要一个模版,表示某一类实物的共同特征,然后对象根据这个模版生成。

典型的面向对象编程语言(比如 C++ 和 Java),都有“类”(class)这个概念。所谓“类”就是对象的模板,对象就是“类”的实例。但是,JavaScript 语言的对象体系,不是基于“类”的,而是基于构造函数(constructor)和原型链(prototype)。

JavaScript 语言使用构造函数(constructor)作为对象的模板。所谓”构造函数”,就是专门用来生成实例对象的函数。它就是对象的模板,描述实例对象的基本结构。一个构造函数,可以生成多个实例对象,这些实例对象都有相同的结构。

构造函数就是一个普通的函数,但是有自己的特征和用法。

var Vehicle = function(){
    this.price = 1000;
};    

上面代码中,Vehicle就是构造函数。为了与普通函数区别,构造函数名字的第一个字母通常大写。

构造函数的特点有两个。

下面介绍new命令。

new命令

基本用法

new命令的作用,就是执行构造函数,返回一个实例对象。

var Vehicle = function(){
    this.price = 1000;
};

var v = new Vehicle();
v.price //1000

上面代码通过new命令,让构造函数Vehicle生成一个实例对象,保存在变量v中。这个新生成的实例对象,从构造函数Vehicle得到了price属性。new命令执行时,构造函数内部的this,就代表了新生成的实例对象,this.price表示实例对象有一个price属性,值是1000。

使用new命令时,根据需要,构造函数也可以接受参数。

var Vehicle = function(p){
    this.price = p;
};

var v = new Vehicle(500);

new命令本身就可以执行构造函数,所以后面的构造函数可以带括号,也可以不带括号。下面两行代码是等价的,但是为了表示这里是函数调用,推荐使用括号。

//推荐的写法
var v = new Vehicle();
//不推荐的写法
var v = new Vehicle;

一个很自然的问题是,如果忘了使用new命令,直接调用构造函数会发生什么事?

这种情况下,构造函数就变成了普通函数,并不会生成实例对象。而且由于后面会说到的原因,this这时代表全局对象,将造成一些意想不到的结果。

var Vehicle = function(){
    this.price = 1000;
};

var v = Vehicle();
v //undefined
price //1000

上面代码中,调用Vehicle构造函数时,忘了加上new命令。结果,变量v变成了undefined,而price属性变成了全局变量。因此,应该非常小心,避免不使用new命令、直接调用构造函数。

为了保证构造函数必须与new命令一起使用,一个解决办法是,构造函数内部使用严格模式,即第一行加上use strict。这样的话,一旦忘了使用new命令,直接调用构造函数就会报错。

function Fubar(foo,bar){
    'use strict';
    this._foo = foo;
    this._bar = bar;
}

Fubar()
//TypeError:Cannot set property '_foo' of undefined

上面代码的Fubar为构造函数,use strict命令保证了该函数在严格模式下运行。由于严格模式中,函数内部的this不能指向全局对象,默认等于undefined,导致不加new调用会报错(JavaScript 不允许对undefined添加属性)。

另一个解决办法,构造函数内部判断是否使用new命令,如果发现没有使用,则直接返回一个实例对象。

function Fubar(foo, bar) {  
    if (!(this instanceof Fubar)) {    
        return new Fubar(foo, bar);  
    }  
    this._foo = foo;  
    this._bar = bar;
}
Fubar(1, 2)._foo // 1
(new Fubar(1, 2))._foo // 1

上面代码中的构造函数,不管加不加new命令,都会得到同样的结果。

new命令的原理

使用new命令时,它后面的函数依次执行下面的步骤。

也就是说,构造函数内部,this指的是一个新生成的空对象,所有针对this的操作,都会发生在这个空对象上。构造函数之所以叫“构造函数”,就是说这个函数的目的,就是操作一个空对象(即this对象),将其“构造”为需要的样子。

如果构造函数内部有return语句,而且return后面跟着一个对象,new命令会返回return语句指定的对象;否则,就会不管return语句,返回this对象。

var Vehicle = function () {  
    this.price = 1000;  
    return 1000;
};
(new Vehicle()) === 1000
// false

上面代码中,构造函数Vehiclereturn语句返回一个数值。这时,new命令就会忽略这个return语句,返回“构造”后的this对象。

但是,如果return语句返回的是一个跟this无关的新对象,new命令会返回这个新对象,而不是this对象。这一点需要特别引起注意。

var Vehicle = function (){  
    this.price = 1000;  
    return { price: 2000 };
};
(new Vehicle()).price
// 2000

上面代码中,构造函数Vehiclereturn语句,返回的是一个新对象。new命令会返回这个对象,而不是this对象。

另一方面,如果对普通函数(内部没有this关键字的函数)使用new命令,则会返回一个空对象。

function getMessage() {  
    return 'this is a message';
} 
var msg = new getMessage();
msg // {}
typeof msg // "object"

上面代码中,getMessage是一个普通函数,返回一个字符串。对它使用new命令,会得到一个空对象。这是因为new命令总是返回一个对象,要么是实例对象,要么是return语句指定的对象。本例中,return语句返回的是字符串,所以new命令就忽略了该语句。

new命令简化的内部流程,可以用下面的代码表示。

function _new(/* 构造函数 */ constructor, /* 构造函数参数 */ params)
    //将arguments对象转为数组
    var args = [].slice.call(arguments);
    //取出构造函数
    var constructor = args.shift();
    //创建一个空对象,继承构造函数的prototype属性
    var context = Object.creat(constructor.prototype);
    //执行构造函数
    var result = constructor.apply(context.args);
    //如果返回结果是对象,就直接返回,否则返回context对象
    return(typeof result === 'object' && result != null)?result : context;
}

//实例
var actor = _new(Person,'张三',28);

new.target

函数内部可以使用new.target属性。如果当前函数是new命令调用,new.target指向当前函数,否则为undefined

function f(){
    console.log(new.target === f);
}

f() //false
new f() //true

使用这个属性,可以判断函数调用的时候,是否使用new命令。

function f() {
    if (!new.target) {
        throw new Error('请使用 new 命令调用!');
    }
    // ...
}

f() // Uncaught Error: 请使用 new 命令调用!

上面代码中,构造函数f调用时,没有使用new命令,就抛出一个错误。

Object.create()创建实例对象

构造函数作为模板,可以生成实例对象。但是,有时拿不到构造函数,只能拿到一个现有的对象。我们希望以这个现有的对象作为模板,生成新的实例对象,这时就可以使用Object.create()方法。

var person1 = {
    name: '张三',
    age: 38,
    greeting: function() {
        console.log('Hi! I am'  + this.name + '.');
    }
};

var person2 = Object.create(person1);

person2.name // 张三
person2.greeting() // Hi! I am 张三.

上面代码中,对象person1person2的模板,后者继承了前者的属性和方法

总结

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