构造函数与 new 命令

一 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)。

二 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。

三 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。

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

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

varv=newVehicle();varv=newVehicle;

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。

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

functionFubar(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。

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。

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

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

functiongetMessage(){return'this is a message';}varmsg=newgetMessage();msg// {}typeofmsg// "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varargs=[].slice.call(arguments);// 取出构造函数varconstructor=args.shift();// 创建一个空对象,继承构造函数的 prototype 属性varcontext=Object.create(constructor.prototype);// 执行构造函数varresult=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(typeofresult==='object'&&result!=null)?result:context;}// 实例varactor=_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。

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

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