構造函數與 new 命令

一 對象的概念

“面向對象編程”(Object Oriented Programming,縮寫為OOP)是目前主流的編程范式。它的核心思想是將真實世界中各種復雜的關系,抽象為一個個對象,然后由對象之間的分工與合作,完成對真實世界的模擬。

傳統的過程式編程(procedural programming)由一系列函數或一系列指令組成,而面向對象編程的程序由一系列對象組成。每一個對象都是功能中心,具有明確分工,可以完成接受信息、處理數據、發出信息等任務。因此,面向對象編程具有靈活性、代碼的可重用性、模塊性等特點,容易維護和開發,非常適合多人合作的大型軟件項目。

那么,“對象”(object)到底是什么?

我們從兩個層次來理解。

(1)“對象”是單個實物的抽象。

一本書、一輛汽車、一個人都可以是“對象”,一個數據庫、一張網頁、一個與遠程服務器的連接也可以是“對象”。當實物被抽象成“對象”,實物之間的關系就變成了“對象”之間的關系,從而就可以模擬現實情況,針對“對象”進行編程。

(2)“對象”是一個容器,封裝了“屬性”(property)和“方法”(method)。

所謂“屬性”,就是對象的狀態;所謂“方法”,就是對象的行為(完成某種任務)。比如,我們可以把動物抽象為animal對象,“屬性”記錄具體是那一種動物,“方法”表示動物的某種行為(奔跑、捕獵、休息等等)。

二 構造函數

“面向對象編程”的第一步,就是要生成“對象”。

前面說過,“對象”是單個實物的抽象。通常需要一個模板,表示某一類實物的共同特征,然后“對象”根據這個模板生成。

典型的面向對象編程語言(比如 C++ 和 Java),存在“類”(class)這個概念。所謂“類”就是對象的模板,對象就是“類”的實例。但是,JavaScript語言的對象體系,不是基于“類”的,而是基于構造函數(constructor)和原型鏈(prototype)。

JavaScript語言使用構造函數(constructor)作為對象的模板。所謂“構造函數”,就是專門用來生成“對象”的函數。它提供模板,描述對象的基本結構。一個構造函數,可以生成多個對象,這些對象都有相同的結構。

構造函數的寫法就是一個普通的函數,但是有自己的特征和用法。

var Vehicle=function(){

this.price=1000;

};

上面代碼中,Vehicle就是構造函數,它提供模板,用來生成對象實例。為了與普通函數區別,構造函數名字的第一個字母通常大寫。

構造函數的特點有兩個。

三 new 命令

基本用法

new命令的作用,就是執行構造函數,返回一個實例對象。

varVehicle=function(){this.price=1000;};varv=newVehicle();v.price// 1000

上面代碼通過new命令,讓構造函數Vehicle生成一個實例對象,保存在變量v中。這個新生成的實例對象,從構造函數Vehicle繼承了price屬性。在new命令執行時,構造函數內部的this,就代表了新生成的實例對象,this.price表示實例對象有一個price屬性,它的值是1000。

使用new命令時,根據需要,構造函數也可以接受參數。

varVehicle=function(p){this.price=p;};varv=newVehicle(500);

new命令本身就可以執行構造函數,所以后面的構造函數可以帶括號,也可以不帶括號。下面兩行代碼是等價的。

varv=newVehicle();varv=newVehicle;

一個很自然的問題是,如果忘了使用new命令,直接調用構造函數會發生什么事?

這種情況下,構造函數就變成了普通函數,并不會生成實例對象。而且由于后面會說到的原因,this這時代表全局對象,將造成一些意想不到的結果。

varVehicle=function(){this.price=1000;};varv=Vehicle();v.price// Uncaught TypeError: Cannot read property 'price' of undefinedprice// 1000

上面代碼中,調用Vehicle構造函數時,忘了加上new命令。結果,price屬性變成了全局變量,而變量v變成了undefined。

因此,應該非常小心,避免出現不使用new命令、直接調用構造函數的情況。為了保證構造函數必須與new命令一起使用,一個解決辦法是,在構造函數內部使用嚴格模式,即第一行加上use strict。

functionFubar(foo,bar){'use strict';this._foo=foo;this._bar=bar;}Fubar()// TypeError: Cannot set property '_foo' of undefined

上面代碼的Fubar為構造函數,use strict命令保證了該函數在嚴格模式下運行。由于在嚴格模式中,函數內部的this不能指向全局對象,默認等于undefined,導致不加new調用會報錯(JavaScript不允許對undefined添加屬性)。

另一個解決辦法,是在構造函數內部判斷是否使用new命令,如果發現沒有使用,則直接返回一個實例對象。

functionFubar(foo,bar){if(!(thisinstanceofFubar)){returnnewFubar(foo,bar);}this._foo=foo;this._bar=bar;}Fubar(1,2)._foo// 1(newFubar(1,2))._foo// 1

上面代碼中的構造函數,不管加不加new命令,都會得到同樣的結果。

new命令的原理

使用new命令時,它后面的函數調用就不是正常的調用,而是依次執行下面的步驟。

創建一個空對象,作為將要返回的對象實例

將這個空對象的原型,指向構造函數的prototype屬性

將這個空對象賦值給函數內部的this關鍵字

開始執行構造函數內部的代碼

也就是說,構造函數內部,this指的是一個新生成的空對象,所有針對this的操作,都會發生在這個空對象上。構造函數之所以叫“構造函數”,就是說這個函數的目的,就是操作一個空對象(即this對象),將其“構造”為需要的樣子。

如果構造函數內部有return語句,而且return后面跟著一個對象,new命令會返回return語句指定的對象;否則,就會不管return語句,返回this對象。

varVehicle=function(){this.price=1000;return1000;};(newVehicle())===1000// false

上面代碼中,構造函數Vehicle的return語句返回一個數值。這時,new命令就會忽略這個return語句,返回“構造”后的this對象。

但是,如果return語句返回的是一個跟this無關的新對象,new命令會返回這個新對象,而不是this對象。這一點需要特別引起注意。

varVehicle=function(){this.price=1000;return{price:2000};};(newVehicle()).price// 2000

上面代碼中,構造函數Vehicle的return語句,返回的是一個新對象。new命令會返回這個對象,而不是this對象。

另一方面,如果對普通函數(內部沒有this關鍵字的函數)使用new命令,則會返回一個空對象。

functiongetMessage(){return'this is a message';}varmsg=newgetMessage();msg// {}typeofmsg// "Object"

上面代碼中,getMessage是一個普通函數,返回一個字符串。對它使用new命令,會得到一個空對象。這是因為new命令總是返回一個對象,要么是實例對象,要么是return語句指定的對象。本例中,return語句返回的是字符串,所以new命令就忽略了該語句。

new命令簡化的內部流程,可以用下面的代碼表示。

function_new(/* 構造函數 */constructor,/* 構造函數參數 */param1){// 將 arguments 對象轉為數組varargs=[].slice.call(arguments);// 取出構造函數varconstructor=args.shift();// 創建一個空對象,繼承構造函數的 prototype 屬性varcontext=Object.create(constructor.prototype);// 執行構造函數varresult=constructor.apply(context,args);// 如果返回結果是對象,就直接返回,則返回 context 對象return(typeofresult==='object'&&result!=null)?result:context;}// 實例varactor=_new(Person,'張三',28);

new.target

函數內部可以使用new.target屬性。如果當前函數是new命令調用,new.target指向當前函數,否則為undefined。

functionf(){console.log(new.target===f);}f()// falsenewf()// true

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