JavaScript 构造函数与 new 命令
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虽然不同于传统的面向对象编程语言,但是JavaScript具有很强的面向对象编程能力。本章介绍JavaScript如何进行“面向对象编程”。
对象的概念
“面向对象编程”(Object Oriented Programming,缩写为OOP)是目前主流的编程范式。它的核心思想是将真实世界中各种复杂的关系,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。
传统的过程式编程(procedural programming)由一系列函数或一系列指令组成,而面向对象编程的程序由一系列对象组成。每一个对象都是功能中心,具有明确分工,可以完成接受信息、处理数据、发出信息等任务。因此,面向对象编程具有灵活性、代码的可重用性、模块性等特点,容易维护和开发,非常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)。
所谓“属性”,就是对象的状态;所谓“方法”,就是对象的行为(完成某种任务)。比如,我们可以把动物抽象为animal对象,“属性”记录具体是那一种动物,“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”。
前面说过,“对象”是单个实物的抽象。通常需要一个模板,表示某一类实物的共同特征,然后“对象”根据这个模板生成。
典型的面向对象编程语言(比如 C++ 和 Java),存在“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“对象”的函数。它提供模板,描述对象的基本结构。一个构造函数,可以生成多个对象,这些对象都有相同的结构。
构造函数的写法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,它提供模板,用来生成对象实例。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。
- 函数体内部使用了
this
关键字,代表了所要生成的对象实例。 - 生成对象的时候,必需用
new
命令,调用Vehicle
函数。
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
继承了price
属性。在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,它的值是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。
var v = new Vehicle();
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.price
// Uncaught TypeError: Cannot read property 'price' of 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,price
属性变成了全局变量,而变量v
变成了undefined
。
因此,应该非常小心,避免出现不使用new
命令、直接调用构造函数的情况。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,在构造函数内部使用严格模式,即第一行加上use strict
。
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。由于在严格模式中,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,是在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,它后面的函数调用就不是正常的调用,而是依次执行下面的步骤。
- 创建一个空对象,作为将要返回的对象实例
- 将这个空对象的原型,指向构造函数的
prototype
属性 - 将这个空对象赋值给函数内部的
this
关键字 - 开始执行构造函数内部的代码
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Vehicle
的return
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Vehicle
的return
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 */ param1) {
// 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.create(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,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
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