前端工程研究:關於JavaScript 的物件藍圖建立方法
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不用藍圖的物件建立方法. 很多人都說寫JavaScript 的爽度很高,因為怎麼寫都可以,就以一個簡單的物件為例,根本連類別都不用宣告,直接用以下語法就 ...
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我們都知道JavaScript物件建立的過程,大多都不需要事先設計「藍圖」就可以建立「物件」,不像C#或Java等強型別語言,需要先設計「藍圖」(也就是類別),才能產生物件。
在ES2015出來之前,並沒有class語法,而是使採用以原型為基礎的物件導向設計模式(Prototype-basedOO)。
本篇文章將介紹幾種在JavaScript裡面建立物件藍圖的方式。
不用藍圖的物件建立方法
很多人都說寫JavaScript的爽度很高,因為怎麼寫都可以,就以一個簡單的物件為例,根本連類別都不用宣告,直接用以下語法就可以建立物件:
vara={};
建立物件後,可以隨意新增或刪除屬性進去:
vara={};
a.name='Will';//擴增name屬性
deletea.name;//刪除name屬性
如果要建立一個含有name屬性的物件,可以這樣寫:
vara={
name:'Will'
};
也可以這樣寫,因為屬性名稱預設就是字串型別:
vara={
'name':'Will'
};
這樣寫也可以,讓變數值當成新物件的屬性名稱:
varpropName='name';
vara={
[propName]:'Will'
};
如果要放Symbol物件進去,也可以這樣寫:
vara={
name:'Will',
[Symbol.iterator]:function*(){
for(letiinthis){
yieldthis[i];
}
}
};
總之,你可以完全不用對物件進行規劃,就開始隨心所欲的建立物件,因此寫起來的爽度很高!相對的,在複雜的應用程式架構下,也比較容易失控!
定義物件的藍圖(1)-使用建構式函數
在JavaScript裡面,函數(function)其實就是建構式(constructor),因此我們會透過定一個函數,來當成一個物件的建構式,也就是物件的藍圖。
如下範例就是一個建構式,建構式名稱為Lesson,但看起來就像是一個函數:
functionLesson(name){
this.name=name;
this.sayHello=()=>{
return`Hello${this.name}`;
}
}
請注意this.sayHello必須使用箭頭函數(ArrowFunction)才不會出錯!
這個函數有兩點不太相同:
不需要return任何物件
會使用this來代表未來即將建立的物件實體(objectinstance)
當你想建立一個自訂型別為Lesson的物件時,就可以使用以下語法來建立:
vara=newLesson('JavaScript開發實戰:核心概念篇');
a.sayHello();
透過這種方式建立起的物件,由於事先透過建構式函數規劃與設計過,因此建立的物件,更能確保物件的一致性,也更加簡化物件建立的過程,不但可以讓程式碼更抽象,獲得更好的封裝,也能增加程式的可維護性!👍
定義物件的藍圖(2)-使用class類別
從ES2015開始,你開始可以透過class來定義類別,用來建立物件藍圖,如下範例:
classLesson{
name;//宣告屬性(Property)
constructor(name){//建構式函數
this.name=name;
}
sayHello(){//宣告方法(Method)
return`Hello${this.name}`;
}
}
當要建立物件時,就跟以建構式函數建立物件的方式相同:
vara=newLesson('JavaScript開發實戰:核心概念篇');
a.sayHello();
這樣的寫法,相較於C#或Java這種以類別為基礎的程式語言來說,其實上手會較快,因為語法相近。
透過這種方式建立的物件,你會發現跟建構式函數建立的物件,是相當接近的。
你可以說ES2015推出的class語法,其實只是早期寫法的語法糖而已,實際上物件的特性並沒有什麼差異,只有些微的變化!⭐
如何實現物件的繼承
在物件導向程式設計領域中有許多基本原則,例如封裝、繼承、多形等等。
在JavaScript裡,繼承是一大重點!
由於從ES2015開始,出現了兩種定義物件藍圖的方式,所以我用兩種不同的語法,來表達相同的物件繼承關係,藉此設計出一份更好的物件藍圖,各位可以比較一下差異,並選擇你喜歡的語法來寫即可:
使用prototype實現物件繼承
如下範例是一個簡單的物件繼承關係,建構式函數名稱為Lesson,但我們透過建構式函數提供的prototype屬性來建立物件實體(objectinstance)的上層物件(parentobject):
functionLesson(name){
this.name=name;
}
Lesson.prototype.sayHello=function(){
return`Hello${this.name}`;
}
vara=newLesson('JavaScript開發實戰:核心概念篇');
a.sayHello();
上面這段程式碼比較特別的地方有以下幾點:
這個建構式函數只需要撰寫初始化物件的程式碼
物件需要共用的部分全部移到Lesson.prototype原型物件中,而不是保存在物件實體中
使用class實現物件繼承
我直接拿上面這個prorotype的例子,直接改寫成class的版本:
classLesson{
name;
constructor(name){
this.name=name;
}
sayHello(){
return`Hello${this.name}`;
}
}
vara=newLesson('JavaScript開發實戰:核心概念篇');
a.sayHello();
你可以從上述兩個範例的執行結果來看,物件的結構幾乎是完全相同的!而且使用class語法糖來定義物件繼承關係,會相對簡單許多!👍
這裡比較特別的地方在於,透過class所建立的物件,只有類別中的Methods(方法)才會放進物件的上層物件中(a.__proto__),也就是Lesson.prototype物件中。
建立一個沒有物件繼承的『純物件』
一般來說,你建立的任何一個物件,無論有幾層物件繼承,其頂層物件皆為Object.prototype,那如果我真的想建立一個完全沒有上層物件的純物件,那該怎麼做呢?你可以參考以下程式寫法:
vara=Object.create(null);
我覺得這樣的物件感覺真的蠻酷的,非常的乾淨!😃
如何實現物件的多層繼承
如果要在JavaScript實現多層的繼承,那麼程式碼就會再複雜一些!
使用prototype實現多層物件繼承
//定義上層建構式
functionPerson(age,weight){
this.age=age;
this.weight=weight;
}
//定義下層建構式
functionEmployee(age,weight,salary){
this.age=age;
this.weight=weight;
this.salary=salary;
}
//將Employee的上層物件改為Person的物件實體
Employee.prototype=newPerson(0,0);
//建立Employee物件實體
vare=newEmployee(23,70,40000);
此時,變數e所指向的物件,其上層物件就是Employee.prototype,而Employee.prototype的上層物件就是Person.prototype,而Person.prototype的上層物件是誰呢?當你沒有特別定義的時候,那就是Object.prototype物件,這個物件幾乎是所有物件的最頂層物件!
Object.prototype的上層物件為null
使用class實現多層物件繼承
透過JavaScript的class所建立出來的物件,跟用傳統prototype建立出來的物件,其繼承關係可能跟你想像的有點不太一樣,尤其是拿C#與Java的類別特性來相比,在觀念上的差異其實是不太相同的!
我直接拿上面這個例子,直接改寫成class的版本:
//定義上層類別
classPerson{
age;
weight;
constructor(age,weight){
this.age=age;
this.weight=weight;
}
}
//定義下層類別
classEmployeeextendsPerson{
salary;
constructor(age,weight,salary){
super(age,weight);
this.age=age;
this.weight=weight;
this.salary=salary;
}
}
//建立Employee物件實體
vare=newEmployee(23,70,40000);
從上圖示來看,你應該不難發現,如果你用C#與Java的類別特性來想,程式碼肯定不會如你預期的來執行!
上層類別的「屬性」其實並非「上層物件」的屬性,而是在建構式執行的時候,都寫入到「物件實體」中!
雖然Employee與Person是繼承關係,但並非「物件」的繼承,而僅是「類別」的繼承而已!
如果我在Person類別加入一個getAge方法,你會發現getAge確實會繼承下來,但是最終的物件結構不太相同:
//定義上層類別
classPerson{
age;
weight;
constructor(age,weight){
this.age=age;
this.weight=weight;
}
getAge(){
returnthis.age;
}
}
//定義下層類別
classEmployeeextendsPerson{
salary;
constructor(age,weight,salary){
super(age,weight);
this.age=age;
this.weight=weight;
this.salary=salary;
}
}
//建立Employee物件實體
vare=newEmployee(23,70,40000);
e.getAge();
從上圖可以看出,所有建構式寫入的屬性,都會出現在第一層物件實體中。
但是上層類別的方法,會放在e.__proto__.__proto__物件中。
設定一般物件為類別的上層物件
由於class其實只是prototype的語法糖,因此如果你想用class去繼承另一個建構式,也完全是可行的!範例如下:
functionAnimal(name){
this.name=name;
}
Animal.prototype.speak=function(){
console.log(this.name+'makesanoise.');
}
classDogextendsAnimal{
speak(){
console.log(this.name+'barks.');
}
}
vard=newDog('Mitzie');
d.speak();//Mitziebarks.
如果你想設定class類別的上層物件,可以透過Object.setPrototypeOf()來達成,例如:
varAnimal={
speak(){
console.log(this.name+'makesanoise.');
}
};
classDog{
constructor(name){
this.name=name;
}
}
//直接將Dog.prototype設定為Animal物件
Object.setPrototypeOf(Dog.prototype,Animal);
vard=newDog('Mitzie');
d.speak();//Mitziemakesanoise.
定義物件屬性的特性-使用Object.defineProperty
在JavaScript裡,還有一個進階的物件定義方法,就是去定義每個物件中屬性的特性(Attributesinproperty),你可以使用Object.defineProperty()去定義特定物件下某個屬性的特性,或透過Object.defineProperties()一次定義多個屬性的特性。
我們通常會先準備好一個物件,然後使用Object.defineProperty去設定特定幾個屬性的特性,如下程式範例:
//先建立一個空物件
varobj={};
//然後定義該物件下的name屬性(Property),並設定descriptors(敘述內容)
Object.defineProperty(obj,'name',{
enumerable:false,
configurable:false,
writable:false,
value:undefined
});
這裡的descriptors其實就是一個物件!
當我們在定義屬性的時候,其描述器(descriptors)有兩種類型:
資料描述器(datadescriptor):用來描述特定屬性有哪些特性(共4種)
configurable
用來設定該屬性『是否可刪除』以及『是否允許再次變更資料描述器』
enumerable
用來設定該屬性『是否可枚舉』(透過for-in或Object.keys()取得物件中所有屬性)
value
用來設定該屬性的預設值
當你設定value的時候,就不能設定訪問描述器(accessordescriptor),這兩者是衝突的!
writable
用來設定該屬性的值『是否可被修改』
當你設定writable的時候,就不能設定訪問描述器(accessordescriptor),這兩者是衝突的!
存取描述器(accessordescriptor):用來描述存取屬性的get/set自訂邏輯
以下是ES2015的範例:
classLesson{
constructor(name){
this.name=name;
}
}
Object.defineProperty(Lesson.prototype,'message',{
get(){return`Hello${this.name}`;},
enumerable:false,//無法枚舉的屬性
configurable:false//無法被刪除的屬性
});
以下是ES5的範例:
functionLesson(name){
this.name=name;
}
Object.defineProperty(Lesson.prototype,'message',{
get(){return'Hello'+this.name;},
enumerable:false,//無法枚舉的屬性
configurable:false//無法被刪除的屬性
});
凍結與密封物件結構
預設所有的JavaScript物件,所有屬性都是「可變的」(Mutable)。
但你可以用Object.freeze()將一個物件凍結,讓該物件從此之後不能再新增或移除任何屬性,甚至不能修改屬性值!換句話說,該物件會被轉變成一種「不可變的」狀態(Immutable)!
vara={
name:'Will'
};
Object.freeze(a);//凍結物件
a.name='John';//無法變更屬性值(不會報錯)
deletea.name;//也無法刪除屬性(不會報錯)
a.type='pp';//也無法新增屬性(不會報錯)
被凍結的物件,基本上就再也無法變更,但你可以透過Object.assign()快速重建一個新的物件。
vara={
name:'Will'
};
Object.freeze(a);//凍結物件
varb=Object.assign({},a);//建立一個{}新物件,並將a物件的內容全部複製過去
varc=Object.assign({},a,{type:'pp'});//重建物件並加入新屬性
JavaScript還有一個可以密封物件的API叫做Object.seal(),它跟Object.freeze()不一樣的地方,就是「密封物件」是可以變更屬性值的!
vara={
name:'Will'
};
Object.seal(a);//密封物件
a.name='John';//可以變更屬性值!
deletea.name;//也無法刪除屬性(不會報錯)
a.type='pp';//也無法新增屬性(不會報錯)
結論
在JavaScript中使用Object型別,相對來說比較隨心所欲一些,雖然容易上手,但隨著JS程式碼量越來越多,漸漸的就會開始產生許多問題。
因此,對常用物件進行適當的藍圖設計,不但可以藉由抽象化大幅降低程式碼的複雜度,若搭配TypeScript一起使用,對所有類別中的屬性、方法與參數,都能在編譯時期進行型別檢查,程式碼品質肯定會有所改善,開發效率也大幅提升!👍
相關連結
MDN
Object-JavaScript
JavaScriptdatatypesanddatastructures-JavaScript
Classes-JavaScript
CanIuse
JavaScriptbuilt-in:Object:freeze
JavaScriptbuilt-in:Object:seal
JavaScriptbuilt-in:Object:defineProperty
JavaScriptbuilt-in:Object:defineProperties
JAVASCRIPT.INFO
Classinheritance
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