JavaScript 構造函數與 new 命令

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雖然不同于傳統(tǒng)的面向對象編程語言，但是JavaScript具有很強的面向對象編程能力。本章介紹JavaScript如何進行“面向對象編程”。

“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(tǒng)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(fā)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(fā)，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(tài)；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）。

“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(qū)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。

• 函數體內部使用了this關鍵字，代表了所要生成的對象實例。
• 生成對象的時候，必需用new命令，調用Vehicle函數。

基本用法

new命令的作用，就是執(zhí)行構造函數，返回一個實例對象。

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

var v = new Vehicle();
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(zhí)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。

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

var v = new Vehicle(500);

new命令本身就可以執(zhí)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。

var v = new Vehicle();
var v = new Vehicle;

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(fā)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。

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

var v = Vehicle();
v.price
// Uncaught TypeError: Cannot read property 'price' of undefined

price
// 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。

function Fubar(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(fā)現沒有使用，則直接返回一個實例對象。

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(zhí)行下面的步驟。

1. 創(chuàng)建一個空對象，作為將要返回的對象實例
2. 將這個空對象的原型，指向構造函數的prototype屬性
3. 將這個空對象賦值給函數內部的this關鍵字
4. 開始執(zhí)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(fā)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。

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

(new Vehicle()) === 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。

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

(new Vehicle()).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。

function getMessage() {
  return 'this is a message';
}

var msg = new getMessage();

msg // {}
typeof msg // "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
  var args = [].slice.call(arguments);
  // 取出構造函數
  var constructor = args.shift();
  // 創(chuàng)建一個空對象，繼承構造函數的 prototype 屬性
  var context = Object.create(constructor.prototype);
  // 執(zhí)行構造函數
  var result = 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 (typeof result === 'object' && result != null) ? result : context;
}

// 實例
var actor = _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。

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

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