重学JavaScript【对象的结构、创建和继承关系】

简介: 重学JavaScript 篇的目的是回顾基础,方便学习框架和源码的时候可以快速定位知识点,查漏补缺,所有文章都同步在 公众号(道道里的前端栈) 和 github 上。

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理解对象


一般来说,创建一个对象通常是创建Object实例,然后再给它添加属性和方法:

let obj = new Object();
obj.name = "abc";
obj.say = function(){
  console.log(this.name);
}

上面的例子中,say方法会显示abc,在最早期的JavaScript开发者就频繁使用这种方式创建新对象,之后,对象字面量变成了主流:

let obj = {
  name: "abc",
  say: function(){
    console.log(this.name)
  }
}


属性的类型

属性的类型定义规范中说明,类型是用两个中括号把特性的名称括起来的,比如:[[Enumerable]]。

属性分为两种:数据属性访问器属性

数据属性

数据属性包含了一个保存数据值的位置,数据属性有四个特性来说明这个位置的值:

  • [[Configurable]]
    表示属性是否可以通过 delete 删除并且重新定义,默认为true
  • [[Enumerable]]
    表示属性是否可以通过for...in循环访问,也就是是否可枚举,默认为true
  • [[Writable]]
    表示属性是否可以被修改,默认为true
  • [[Value]]
    表示属性的值,默认为undefined
举个例子:
let obj = {
  name: "abc"
}

上面obj的 [[value]] 就是abc,[[Configurable]]、[[Enumerable]]、[[Writable]]都是true,如果想改变这三个属性,就必须使用 Object.defineProperty() 方法,该方法接收三个参数,要改变的对象,属性名称和一个描述符对象:

let obj = {};
Object.defineProperty(obj, "name", {
  writable: false,
  value: "abc"
});
obj.name; // "abc"
obj.name = "123";
obj.name;  // "abc"

上面我肯可以看出obj的writable是false,也就是不可以被修改,所以就算赋值了123,它也还是原来的值,如果是严格模式,赋值123就会报错。

再来看:

Object.defineProperty(obj, "name", {
  configurable: false,
  value: "abc"
});
obj.name; // "abc"
delete obj.name;
obj.name;  // "abc"

配置了 configurable 为 false 之后,name属性就删不掉了。**此外一个属性被定义为不可配置后,就不能再变回可配置了!**如果再次调用 Object.defineProperty() 来修改任何非 writable 属性就会报错!

Object.defineProperty(obj, "name", {
  configurable: false,
  value: "abc"
});
//下面的会报错
Object.defineProperty(obj, "name", {
  configurable: true,
  value: "abc"
});

在调用 Object.defineProperty() 时,configurable、enumerable 和 writable 的值如果不指定,则都默认为 false。多数情况下,可能都不需要 Object.defineProperty()提供的这些强大的设置,但要理解 JavaScript 对象,就要理解这些概念。

访问器属性

访问器属性不包含数据值,它包含一个 getter(获取)setter(设置) 函数,在读取访问器属性时,会调用这两个函数,一个是读取值,一个是设置新值。访问器也有四个特性:

  • [[Configurable]]
    和数据属性里的一样,表示是否可以通过 delete 来删除并重新定义,默认为true
  • [[Enumerable]]
    和数据属性里的一样,表示属性是否可以通过for...in循环访问,默认为true
  • [[Get]]
    读取属性时调用,默认为 undefined
  • [[Set]]
    设置属性时调用,默认为 undefined

访问器属性是不可以直接定义的,也得用 Object.defineProperty()

let obj = {};
Object.defineProperty(obj, name, {
  name: {
    value: "abc"
  },
  get(){
    return this.name
  },
  set(newValue){
    this.name = "123"
  }
});
obj.name = "xyz";
obj.name; // xyz

那知道了对象里的属性可以设置之后,如何知道当前对象里的这些属性是什么值呢?


读取属性的特性

可以使用 Object.getOwnPropertyDescriptor() 方法来获取指定属性的值,会返回一个对象:

let obj = {};
// defineProperties 可以定义多个属性
Object.defineProperties(obj, {
  name_: {
    value: "abc"
  },
  age: {
    value: 20
  },
  name: {
    get: function(){
      return this.name_
    },
    set: function(newValue){
      this.name_ = newValue
    }
  }
});
//获取
let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, "name_");
// {configurable: false, enumerable: false, value: "abc", writable: false}
let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, "name");
// {configurable: false, enumerable: false, get: f(), set: f(newValue)}

在ECMAScript2017新增了一个方法:Object.getOwnPropertyDescriptors(),比上面的方法多一个s,可以获取所有属性的描述,上面的例子会返回:

/*{
  name:{
    configurable: false
    enumerable: false
    get: ƒ ()
    set: ƒ (newValue)
  },
  age: {
    configurable: false
    enumerable: false
    value: 20
    writable: false
  },
  name_: {
    configurable: false
    enumerable: false
    value: "abc"
    writable: false
  }
}
*/


合并对象

在ECMAScript6中,添加了 Object.assign() 方法,可以把两个对象合并成一个,它接收一个目标对象和一个或多个源对象作为参数,它的过程如下:

  1. 将源对象中可枚举和自有属性复制到目标对象中,可枚举就是 Object.propertyIsEnumerable() 返回是true的,自有属性就是 Object.hasOwnProperty() 返回true的。
  2. 只复制以字符串和符号为键的属性
  3. 对于每个符合条件的属性,会使用源对象上的 [[Get]] 取得值,使用 [[Set]] 设置值
let obj1 = {a: 1},
  obj2 = {b: 2},
  obj3 = {a: 5},
  dest = {};
let result = Object.assign(dest, obj1, obj2, obj3);
console.log(result); // {a: 5, b: 2}
console.log(dest); // {a: 5, b: 2}
console.log(result === dest) // true

Object.assign 修改了目标对象!而且有多个源对象的情况下并且有相同的键,后面会覆盖前面的!Object.assign 其实就是对每个源对象进行了浅复制!


相等判定

在ECMAScript6新增了 Object.is() 方法,判断两个值是否为同一个值,如果满足下列条件就相等:

  • 都是 undefined
  • 都是 null
  • 都是 true 或者 false
  • 字符串长度、字符和顺序相同
  • 对象同一个引用
  • 都是数字且
  • 都是 +0
  • 都是 -0
  • 都是 NaN
  • 或都是非零且非NaN,且为同一个值

它和 === 的区别是:三等运算符将数字 -0 和 +0 视为相等,而将 Number.NaN 与 NaN 视为不相等。

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优化

ECMAScript6为定义和操作对象做了很多优化,以下是常用的三点:

  1. 属性值简写
    相同的属性名可以直接使用
let name = "abc";
let obj = {
  name
}
  1. 可计算属性
    如果对象里没有定义某个属性,是不可以用中括号操作的,只能先声明再使用
const name = "abc";
let obj = {};
obj[name] = "123"
  1. 有了可计算属性,可以这样写:
const name = "abc";
let obj = {
  [name]: "123"
};
  1. 甚至塞入一个方法:
function getKey(key){
  return `key是:${key}`;
}
const name = "abc";
let obj = {
  [getKey(name)]: "123"
}
  1. 简写方法名
    不需要写 function,直接连起来写:
let obj = {
  say(){}
}
  1. 也可以和可计算属性一起使用:
let key = "name";
let obj = {
  [key](name){}
}
  1. 对象解构

简单说就是可以把对象里的内容单独拿出来使用,如果没有就是undefined,但是可以赋默认值使用:

let obj = {
  name: "abc",
  age: 20
}
let {name, age, say, sex="male"} = obj;
name // "abc"
age // 20
say // undefined
sex // male

也有一些特殊的解构,比如嵌套解构和部分解构。

嵌套结构

let person = { 
 name: 'Matt', 
 age: 27, 
 job: { 
 title: 'Software engineer' 
 } 
}; 
let personCopy = {}; 
({ 
 name: personCopy.name, 
 age: personCopy.age, 
 job: personCopy.job 
} = person);

因为一个对象的引用被赋值给 personCopy,所以修改 person.job 对象的属性也会影响 personCopy

person.job.title = 'Hacker' 
console.log(person); 
// { name: 'Matt', age: 27, job: { title: 'Hacker' } } 
console.log(personCopy); 
// { name: 'Matt', age: 27, job: { title: 'Hacker' } }

嵌套结构可以读取多层内部的属性

let person = { 
 name: 'Matt', 
 age: 27, 
 job: { 
 title: 'Software engineer' 
 } 
}; 
// 声明 title 变量并将 person.job.title 的值赋给它
let { job: { title } } = person; 
console.log(title); // Software engineer

部分解构

如果一个解构涉及了多个赋值,开始的赋值成功,后面的赋值出错,那么整个解构会完成一部分:

let person = { 
 name: 'Matt', 
 age: 27 
}; 
let personName, personBar, personAge; 
try { 
 // person.foo 是 undefined,因此会抛出错误
 ({name: personName, foo: { bar: personBar }, age: personAge} = person); 
} catch(e) {} 
console.log(personName, personBar, personAge); 
// Matt, undefined, undefined


创建对象


从上面的代码可以看出来,对象创建的方式有:Object构造函数 和 对象字面量,但是这两个有个很明显的不足:创建具有同样接口的多个对象需要很多重复代码。为了解决这一点,创建对象较好的方式有三种:工厂模式构造函数模式原型模式


工厂模式

工厂模式属于一种设计模式,体现在很多语言里,在JavaScript中,利用工厂模式创建可以这样:

function createObj(name, age, sex){
  let o = new Object();
  o.name = name;
  o.age = age;
  o.sex = sex;
  return 0;
}
let obj1 = createObj("abc", 20, "male");

通过一个工厂函数内部构建,传入需要的值就可以创建出来。


构造函数模式

除了原生的构造函数之外,我们可以自定义构造函数,比如:

function CreateObj(name, age, sex){
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.sex = sex;
}
let obj1 = new CreateObj("abc", 20, "male");

从代码可以看出来它和工厂模式的区别:

  1. 没有显式地创建对象,也就是没有使用 new Object()
  2. 对象的属性和方法赋值给了 this
  3. 不用return

obj1实例是通过 new 操作符创建的,它的内部逻辑大致为:

  1. 内存中创建一个对象
  2. 对象内部的 [[Prototype]] 被赋值为构造函数的 prototype 属性
  3. 构造函数内部的 this 指向了新对象
  4. 执行构造函数内部代码
  5. 如果构造函数返回了非空对象,则返回该对象,否则返回刚创建的新对象

可以通过 constructor 来确定obj1的构造函数就是 CreateObj,也可以用 instanceof,instanceof 用来检测构造函数的prototype是否出现在某个实例对象上:

obj1.constructor == CreateObj; //true
obj1 instanceof Object; // true
obj1 instanceof CreateObj; // true

构造函数要注意亮点:

  1. 构造函数本身也是函数,如果不用 new 的话,生成的实例就会指向window,因为默认全局对象就是window。
  2. 如果一个构造函数声明了两个实例,那么这两个实例是互不影响的,二者是不同的,就算调用构造函数的内部方法,也是同名不相等。如果两个实例要做相同的事情,就没必要声明两次内部方法,因为每调用一次实例就会调用一次内部方法来构建,所以这种情况可以把内部方法转移到构造函数的外面:
function CreateObj(name){
  this.name = name;
  this.say = say;
}
function say(){
  console.log(this.name)
}
// say方法就可以定义在外面,创建的实例就会共享外面的say方法,而内部的say只是一个指向外部say的指针
  1. 但是这样又会有一个新的问题,如果有很多个方法呢,都要定义在外部么?原型模式就是解决这个问题的。


原型模式

先简单来说一下关键点:每个函数都会创建一个 prototype 属性,这个属性是一个对象,包含了实例共享的属性和方法,也就是说 prototype 就是调用构造函数创建出来的对象。好处是在原型对象定义的属性和方法可以被实例共享。这样的话,在上面的构造函数模式里,赋值给实例的值,可以直接赋值到原型行上,上面的代码用原型模式是这样的:

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype.name = "abc";
CreateObj.prototype.say = function(){
  console.log(this.name);
}
let obj1 = new CreateObj();
let obj2 = new CreateObj();
obj1.say == obj2.say; // true

为什么obj1和obj2 **共享 **原型上的方法和属性呢?

什么是原型

一个函数被创建,它就会创建一个指向原型对象的 prototype 属性,而所有原型对象都有一个叫做 constructor 的属性,constructor会指回构造函数。

按照这样的规定,可以得出 CreateObj(构造函数).prototype(原型).constructor(构造器) === CreateObj(构造函数),构造函数的原型对象就是 CreateObj.prototype。

重点来了!

在自定义构造函数时(CreateObj),原型对象默认只会获得 constructor 属性,其他所有方法都继承于Object。每次调用构造函数创建一个新的实例,实例的内部 [[prototype]] 就会被赋值为构造函数(CreateObj)的原型对象。实际情况下在对象上暴露的是__proto__

我们再来捋一遍原型干了什么事情:

// 首先有一个构造函数
let CreateObj = function(){}
// CreateObj被创建之后,它就有了一个原型对象
CreateObj.prototype; // { constructor: f CreateObj(),  __proto__: Object}
// 构造函数有一个prototype属性引用了原型对象,原型对象有一个constructor属性引用了这个构造函数
// 也就是说 构造函数 和 构造函数.prototype.constructor 是一样的,二者循环引用
Create.prototype.constructor === CreateObj; // true
// 此时构造函数的原型链是指向Object的原型对象的,Object的原型链最终指向了null
CreateObj.prototype.__proto__ === Object.prototype; // true
CreateObj.prototype.__proto__.constructor === Object; // true
CreateObj.prototype.__proto__.__proto__ === null; // true
// 这时候我们创建一个实例
let obj1 = new CreateObj();
// 此时,实例和原型对象关系为
obj1.__proto__ === CreateObj.prototype;
// 这样。实例、原型对象。构造函数就都对上了号了
// 也可以说:如果A.__proto__ === B.prototype,那么A就是B的实例

如果此刻还不相信实例在原型对象上,可以通过 isPrototypeOf 来判断,它的意思测试一个对象是否在另一个对象的原型链上:

CreateObj.prototype.isPrototypeOf(obj1); // true

还有一种方式:Object.getPrototypeOf() ,它的意思是返回某个对象的原型:

Object.getPrototypeOf(obj1) === CreateObj.prototype; // true

原型的层级关系

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype.name = "123";
let obj1 = new CreateObj();
let obj2 = new CreateObj();
obj1.name = "abc";
console.log(obj1.name); // abc
console.log(obj2.name); // 123

从上面可以看出来,对象寻找某个属性的时候(例子上就是name),如果实例上没有,就会去原型对象上查找,如果实例上有,就返回实例上的。

那如果删掉实例上的属性呢?

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype.name = "123";
let obj1 = new CreateObj();
obj1.name = "abc";
delete obj1.name;
console.log(obj1.name); // 123

可以看出来obj1返回的是原型对象上的name了。

那如何判断name是实例上的还是原型对象上的呢?hasOwnProperty() 就是干这个的,如果属性在实例上就返回true:

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype.name = "123";
let obj1 = new CreateObj();
obj1.hasOwnProperty("name"); // false
obj1.name = "abc";
obj1.hasOwnProperty("name"); // true

那不管是原型上也好,实例上也好,就只想知道name有没有在obj1上怎么实现呢?in操作符 !

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype.name = "123";
let obj1 = new CreateObj();
"name" in obj1 // true
obj1.name = "abc";
"name" in obj1 // true

再来看一个可能会用到的例子:

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype.name = "123";
CreateObj.prototype.age = 20;
CreateObj.prototype.sex = "male";
let keys = Object.keys(CreateObj.prototype);
console.log(keys); // name, age. sex
let obj1 = new CreateObj();
obj1.name = "X";
obj1.age = 50;
let o1Keys = Object.keys(obj1);
console.log(o1Keys); // name, age

上面可以看到,获取原型对象的键和获取实例的键是不一样的,各自是各自的。如果想列出所有实例的属性,可以通过Object.getOwnPropertyNames() 来获取:

Object.getOwnPropertyNames(CreateObj.prototype); 
// [constructor, name, age, sex]

原型的特殊语法

从上面的许多例子可以看到,每次添加一个属性或者方法,都得用 构造函数.prototype 的方式重写一次,很麻烦,所以有更好的写法推荐:

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype = {
  name: "abc",
  age: 50
}

这个例子里,原型对象指向了一个新的对象,这样会引发一个问题:constructor指向了Object构造函数,解决它的办法是:自定义constructor要指向的构造函数

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype = {
  constructor: CreateObj,
  name: "abc",
  age: 50
}

这样就把指向的问题改过来了,但是细节来了,这样的 constructor 会创建一个 [[Enumerable]] 为true的属性,而原生的 constructor 默认是不可枚举的,所以,得用到上面说过的 Object.defindProperty 来初始化为false:

let CreateObj = function(){};
CreateObj.prototype = {
  name: "abc",
  age: 50
}
Object.defineProperty(CreateObj.prototype, "constructor", {
  enumerable: false,
  value: CreateObj
})


继承


原型链

通过原型模式,我们知道了构造函数、原型和实例的关系:构造函数(CreateObj) 有一个原型(CreateObj.prototype),原型有一个constructor属性指回构造函数(CreateObj),实例(obj1)有一个内部指针指向原型:

CreateObj.prototype.constructor === CreateObj;
obj1.__proto__ === CreateObj.prototype;

如果原型(CreateObj.prototype)是另一个类型的实例呢?

let OtherObj = function(){};
let other = new OtherObj();
CreateObj.prototype = other

这就意味着:

CreateObj.prototype.__proto__ ===  OtherObj.prototype;
CreateObj.prototype.constructor == OtherObj;

如果把 CreateObj.prototype 看做一个实例对象,那么实例的 proto 就等于了另一个构造函数的原型,

如果把 CreateObj 单独看做一个构造函数,一开始 Createobj的 prototype 的 constructor 等于 CreateObj 自己,现在它等于 另一个构造函数了。

此时,CreateObj 继承于 OtherObj 了,因为我们把构造函数的原型,当成了一个实例来看待。

这样就构成了一条链:原型链!

如果想改变这条原型链,只需要把 CreateObj.prototype 赋值给其他实例就可以了,就相当于 CreateObj.prototype 这个大实例的 proto 指向了另一个构造函数的原型。

但是原型链也有缺点,还记得说过一句话么:原型中包含的引用值会在所有实例之间共享!所以属性一般都会在构造函数里,而不在原型上。

还有另一个缺点就是,子类型实例化时不能给父类型的构造函数传参数,也就是说 obj1 不能传参给 OtherObj传递参数。


对象伪装

前面说了一大堆,其实 CreateObj 是自己,OtherObj也是自己,它们只是有一个原型链关系绑定而已,如果在 CreateObj 里面,把它的 this 指向 OtherObj,那么……对!CreateObj 就可以使用 OtherObj 里面的东西了!

经典继承

function OtherObj(name){
  this.name = name;
}
function CreateObj(){
  OtherObj.call(this, "abc")
}
let obj1 = new CreateObj();
obj1.name // "abc"

官方叫:盗用构造函数

当然解决了引用的问题之后,新的问题来了:OtherObj 里要创建好多方法,而且只能在 OtherObj 中定义方法。

组合继承

function OtherObj(name){
  this.name = name;
}
OtherObj.prototype.sayName = function(){
  console.log(this.name)
}
function CreateObj(name, age){
  //继承了属性
  OtherObj.call(this, name);
  this.age = age;
}
//继承了原型链上的方法
CreateObj.prototype = new OtherObj();
CreateObj.prototype.sayAge = function(){
  console.log(this.age);
}
let obj1 = CreateObj("abc", 20);
obj1.sayName(); // abc
obj1.sayAge(); // 20

综合了原型链和经典继承,使用原型链继承原型上的属性和方法,改变this指向继承实例属性,这样每个实例就都有自己的属性并且共享相同的方法了。

寄生组合继承

function OtherObj(name){
  this.name = name;
}
OtherObj.prototype.sayName = function(){
  console.log(this.name);
}
function CreateObj(name, age){
  OtherObj.call(this, name);
  this.age = age;
}
CreateObj.prototype = new OtherObj();
CreateObj.prototype.constructor = CreateObj;
CreateObj.prototype.sayAge = function(){
  console.log(this.age)
}

这种方式和组合继承很类似,差别就在于:CreateObj.prototype.constructor = CreateObj。

组合继承的 CreateObj 的原型的构造器指向了 OtherObj,而寄生组合继承指向了 CreateObj 自己,这样相当于 OtherObj 没有给 CreateObj 的原型赋值,而是用了一个 OtherObj 的副本,只改变了原型,其他自己还是自己的。

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