前言
去年开始我给自己画了一张知识体系的思维导图,用于规划自己的学习范围和方向。但是我犯了一个大错,我的思维导图只是一个全局的蓝图,而在学习某个知识点的时候没有系统化,知识太过于零散,另一方面也很容易遗忘,回头复习时没有一个提纲,整体的学习效率不高。意识到这一点,我最近开始用思维导图去学习和总结具体的知识点,效果还不错。试想一下,一张思维导图的某个端点是另一张思维导图,这样串起来的知识链条是多么“酸爽”!当然,YY一下就好了,我保证你没有足够的时间给所有知识点都画上思维导图,挑重点即可。
提纲思路
当我们要研究一个问题或者知识点时,关注点无非是:
-
是什么?
-
做什么?
-
为什么?
很明显,搞懂“是什么”是最最基础的,而这部分却很重要。万丈高楼平地起,如果连基础都不清楚,何谈应用实践(“做什么”),更加也不会理解问题的本质(“为什么”)。
而要整理一篇高质量的思维导图,必须充分利用“总-分”的思路,首先要形成一个基本的提纲,然后从各个方面去延伸拓展,最后得到一棵较为完整的知识树。分解知识点后,在细究的过程中,你可能还会惊喜地发现一个知识点的各个组成部分之间的关联,对知识点有一个更为饱满的认识。
梳理提纲需要对知识点有一个整体的认识。如果是学习比较陌生的领域知识,我的策略是从相关书籍或官方文档的目录中提炼出提纲。
下面以我复习javascript
对象这块知识时的一些思路为例说明。
javascript对象
在复习javascript
对象这块知识时,我从过往的一些使用经验,书籍,文档资料中提炼出了这么几个方面作为提纲,分别是:
-
对象的分类
-
对象的三个重要概念:类,原型,实例
-
创建对象的方法
-
对象属性的访问和设置
-
原型和继承
-
静态方法和原型方法
由此展开得到了这样一个思维导图:
对象的分类
对象主要分为这么三大类:
-
内置对象:ECMAScript规范中定义的类或对象,比如
Object
,Array
,Date
等。 -
宿主对象:由javascript解释器所嵌入的宿主环境提供。比如浏览器环境会提供
window
,HTMLElement
等浏览器特有的宿主对象。Nodejs会提供global
全局对象 -
自定义对象:由javascript开发者自行创建的对象,用以实现特定业务。就比如我们熟悉的Vue,它就是一个自定义对象。我们可以对Vue这个对象进行实例化,用于生成基于Vue的应用。
对象的三个重要概念
类
javascript在ES6之前没有class
关键字,但这不影响javascript可以实现面向对象编程,javascript的类名对应构造函数名。
在ES6之前,如果我们要定义一个类,其实是借助函数来实现的。
function Person(name) {
this.name = name;
}
Person.prototype.sayHello = function() {
console.log(this.name + ': hello!');
}
var person = new Person('Faker');
person.sayHello();
ES6明确定义了class
关键字。
class Person {
constructor(name) {
this.name = name;
}
sayHello() {
console.log(this.name + ': hello!');
}
}
var person = new Person('Faker');
person.sayHello();
原型
原型是类的核心,用于定义类的属性和方法,这些属性和方法会被实例继承。
定义原型属性和方法需要用到构造函数的prototype
属性,通过prototype
属性可以获取到原型对象的引用,然后就可以扩展原型对象了。
function Person(name) {
this.name = name;
}
Person.prototype.sexList = ['man', 'woman'];
Person.prototype.sayHello = function() {
console.log(this.name + ': hello!');
}
实例
类是抽象的概念,相当于一个模板,而实例是类的具体表现。就比如Person
是一个类,而根据Person
类,我们可以实例化多个对象,可能有小明,小红,小王等等,类的实例都是一个个独立的个体,但是他们都有共同的原型。
var xiaoMing = new Person('小明');
var xiaoHong = new Person('小红');
// 拥有同一个原型
Object.getPrototypeOf(xiaoMing) === Object.getPrototypeOf(xiaoHong); // true
如何创建对象
对象直接量
对象直接量也称为对象字面量。直接量就是不需要实例化,直接写键值对即可创建对象,堪称“简单粗暴”。
var xiaoMing = { name: '小明' };
每写一个对象直接量相当于创建了一个新的对象。即使两个对象直接量看起来一模一样,它们指向的堆内存地址也是不一样的,而对象是按引用访问的,所以这两个对象是不相等的。
var xiaoMing1 = { name: '小明' };
var xiaoMing2 = { name: '小明' };
xiaoMing1 === xiaoMing2; // false
new 构造函数
可以通过关键词new
调用javascript对象的构造函数来获得对象实例。比如:
- 创建内置对象实例
var o = new Object();
- 创建自定义对象实例
function Person(name) {
this.name = name;
};
new Person('Faker');
Object.create
Object.create
用于创建一个对象,接受两个参数,使用语法如下;
Object.create(proto[, propertiesObject]);
第一个参数proto
用于指定新创建对象的原型;
第二个参数propertiesObject
是新创建对象的属性名及属性描述符组成的对象。
proto
可以指定为null
,但是意味着新对象的原型是null
,它不会继承Object
的方法,比如toString()
等。
propertiesObject
参数与Object.defineProperties
方法的第二个参数格式相同。
var o = Object.create(Object.prototype, {
// foo会成为所创建对象的数据属性
foo: {
writable:true,
configurable:true,
value: "hello"
},
// bar会成为所创建对象的访问器属性
bar: {
configurable: false,
get: function() { return 10 },
set: function(value) {
console.log("Setting o.bar to", value);
}
}
});
属性查询和设置
属性查询
属性查询也可以称为属性访问。在javascript中,对象属性查询非常灵活,支持点号查询,也支持字符串索引查询(之所以说是“字符串索引”,是因为写法看起像数组,索引是字符串而不是数字)。
通过点号加属性名访问属性的行为很像一些静态类型语言,如java,C等。属性名是javascript标识符,必须直接写在属性访问表达式中,不能动态访问。
var o = { name: '小明' };
o.name; // "小明"
而根据字符串索引查询对象属性就比较灵活了,属性名就是字符串表达式的值,而一个表达式是可以接受变量的,这意味着可以动态访问属性,这赋予了javascript程序员很大的灵活性。下面是一个很简单的示例,而这种特性在业务实践中作用很大,比如深拷贝的实现,你往往不知道你要拷贝的对象中有哪些属性。
var o = { chineseName: '小明', englishName: 'XiaoMing' };
['chinese', 'english'].forEach(lang => {
var property = lang + 'Name';
console.log(o[property]); // 这里使用了字符串索引访问对象属性
})
对了,属性查询不仅可以查询自由属性,也可以查询继承属性。
var protoObj = { age: 18 };
var o = Object.create(protoObj);
o.age; // 18,这里访问的是原型属性,也就是继承得到的属性
属性设置
通过属性访问表达式,我们可以得到属性的引用,就可以据此设置属性了。这里主要注意一下只读属性和继承属性即可,细节不再展开。
原型和继承
原型
前面也提到了,原型是实现继承的基础。那么如何去理解原型呢?
首先,要明确原型概念中的三角关系,三个主角分别是构造函数,原型,实例。我这里画了一张比较简单的图来帮助理解下。
原型这东西吧,我感觉“没人能帮你理解,只有你自己去试过才是懂了”。
不过这里说说我刚学习原型时的疑惑,疑惑的是为什么构造函数有属性prototype
指向原型,而实例又可以通过__proto__
指向原型,究竟prototype
和__proto__
谁是原型?其实这明显是没有理解对象是按引用访问这个特点了。原型对象永远只有一个,它存储于堆内存中,而构造函数的prototype
属性只是获得了原型的引用,通过这个引用可以操作原型。
同样地,__proto__
也只是原型的引用,但是要注意了,__proto__
不是ECMAScript
规范里的东西,所以千万不要用在生产环境中。
至于为什么不可以通过__proto__
访问原型,原因也很简单。通过实例直接获得了原型的访问和修改权限,这本身是一件很危险的事情。
举个例子,这里有一个类LatinDancer
,意思是拉丁舞者。经过实例化操作,得到了多个拉丁舞者。
function LatinDancer(name) {
this.name = name;
};
LatinDancer.prototype.dance = function() {
console.log(this.name + '跳拉丁舞...');
}
var dancer1 = new LatinDancer('小明');
var dancer2 = new LatinDancer('小红');
var dancer3 = new LatinDancer('小王');
dancer1.dance(); // 小明跳拉丁舞...
dancer2.dance(); // 小红跳拉丁舞...
dancer3.dance(); // 小王跳拉丁舞...
大家欢快地跳着拉丁舞,突然小王这个家伙心血来潮,说:“我要做b-boy,我要跳Breaking”。于是,他私下改了原型方法dance()
。
dancer3.__proto__.dance = function() {
console.log(this.name + '跳breaking...');
}
dancer1.dance(); // 小明跳breaking...
dancer2.dance(); // 小红跳breaking...
dancer3.dance(); // 小王跳breaking...
这个时候就不对劲了,小明和小红正跳着拉丁,突然身体不受控制了,跳起了Breaking,心里暗骂:“沃尼玛,劳资不是跳拉丁的吗?”
这里只是举个例子哈,没有对任何舞种或者舞者不敬的意思,抱歉抱歉。
所以,大家应该也明白了为什么不能使用__proto__
了吧。
原型链
在javascript中,任何对象都有原型,除了Object.prototype
,它没有原型,或者说它的原型是null
。
那么什么是原型链呢?javascript程序在查找一个对象的属性或方法时,会首先在对象本身上进行查找,如果找不到则会去对象的原型上进行查找。按照这样一个递归关系,如果原型上找不到,就会到原型的原型上找,这样一直查找下去,就会形成一个链,它的终点是null
。
还要注意的一点是,构造函数也是一个对象,也存在原型,它的原型可以通过Function.prototype
获得,而Function.prototype
的原型则可以通过Object.prototype
获得。
继承
说到继承,可能大家脑子里已经冒出来“原型链继承”,“借用构造函数继承”,“寄生式继承”,“原型式继承”,“寄生组合继承”这些概念了吧。说实话,一开始我也是这么记忆,但是发现好像不是那么容易理解啊。最后,我发现,只要从原型三角关系入手,就能理清实现继承的思路。
我们知道,对象实例能访问的属性和方法一共有三个来源,分别是:调用构造函数时挂载到实例上的属性,原型属性,对象实例化后自身新增的属性。
很明显,第三个来源不是用来做继承的,那么前两个来源用来做继承分别有什么优缺点呢?很明显,如果只基于其中一种来源做继承,都不可能全面地继承来自父类的属性或方法。
首先明确下继承中三个主体:父类,子类,子类实例。那么怎么才能让子类实例和父类搭上关系呢?
原型链继承
所谓继承,简单说就是能通过子类实例访问父类的属性和方法。而利用原型链可以达成这样的目的,所以只要父类原型、子类原型、子类实例形成原型链关系即可。
代码示例:
function Father() {
this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {};
Child.prototype = new Father();
Child.prototype.constructor = Child; // 修正原型上的constructor属性
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality); // 都可以访问到
child instanceof Father; // true
可以看到,在上述代码中,我们做了这样一个特殊处理Child.prototype.constructor = Child;
。一方面是为了保证constructor
的指向正确,毕竟实例由子类实例化得来,如果constructor
指向父类构造函数也不太合适吧。另一方面是为了防止某些方法显示调用constructor
时带来的麻烦。具体解释见Why is it necessary to set the prototype constructor?
关键点:让子类原型成为父类的实例,子类实例也是父类的实例。
缺点:实例化时无法向父类构造函数传参。
借用构造函数
在调用子类构造函数时,通过call调用父类构造函数,同时指定this值。
function Father() {
this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {
Father.call(this);
};
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality);
这里的child.propA
是undefined
,因为子类实例不是父类的实例,无法继承父类原型属性。
child instanceof Father; // false
关键点:构造函数的复用。
缺点:子类实例不是父类的实例,无法继承父类原型属性。
组合继承
所谓组合继承,就是综合上述两种方法。实现代码如下:
function Father() {
this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {
Father.call(this);
};
Child.prototype = new Father();
Child.prototype.constructor = Child; // 修正原型上的constructor属性
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality); // 都能访问到
一眼看上去没什么问题,但是Father()
构造函数其实是被调用了两次的。第一次发生在Child.prototype = new Father();
,此时子类原型成为了父类实例,执行父类构造函数Father()
时,获得了实例属性nationality
;第二次发生在var child = new Child();
,此时执行子类构造函数Child()
,而Child()
中通过call()
调用了父类构造函数,所以子类实例也获得了实例属性nationality
。这样理解起来可能有点晦涩难懂,我们可以看看子类实例的对象结构:
可以看到,子类实例和子类原型上都挂载了执行父类构造函数时获得的属性nationality
。然而我们做继承的目的是很单纯的,即“让子类继承父类属性和方法”,但并不应该给子类原型挂载不必要的属性而导致污染子类原型。
有人会说“这么一点副作用怕什么”。当然,对于这么简单的父类而言,这种副作用微乎其微。假设父类有几百个属性或方法呢,这种白白耗费性能和内存的行为是有必要的吗?答案显而易见。
关键点:实例属性和原型属性都得以继承。
缺点:父类构造函数被执行了两次,污染了子类原型。
原型式继承
原型式继承是相对于原型链继承而言的,与原型链继承的不同点在于,子类原型在创建时,不会执行父类构造函数,是一个纯粹的空对象。
function Father() {
this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {};
Child.prototype = Object.create(Father.prototype);
Child.prototype.constructor = Child; // 修正原型上的constructor属性
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child.propA, child.propB, child.nationality); // 都可以访问到
child instanceof Father; // true
在ES5
之前,可以这样模拟Object.create
:
function create(proto) {
function F() {}
F.prototype = proto;
return new F();
}
关键点:利用一个空对象过渡,解除子类原型和父类构造函数的强关联关系。这也意味着继承可以是纯对象之间的继承,无需构造函数介入。
缺点:实例化时无法向父类构造函数传参,这一点和原型链继承并无差异。
寄生式继承
寄生式继承有借鉴工厂函数的设计模式,将继承的过程封装到一个函数中并返回对象,并且可以在函数中扩展对象方法或属性。
var obj = {
nationality: 'Han'
};
function inherit(proto) {
var o = Object.create(proto);
o.extendFunc = function(a, b) {
return a + b;
}
return o;
}
var inheritObj = inherit(obj);
这里inheritObj
不仅继承了obj
,而且也扩展了extendFunc
方法。
关键点:工厂函数,封装过程函数化。
缺点:如果在工厂函数中扩展对象属性或方法,无法得到复用。
寄生组合继承
用以解决组合继承过程中存在的“父类构造函数多次被调用”问题。
function inherit(childType, fatherType) {
childType.prototype = Object.create(fatherType.prototype);
childType.prototype.constructor = childType;
}
function Father() {
this.nationality = 'Han';
}
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {}
inherit(Child, Father); // 继承
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
console.log(child);
关键点:解决父类构造函数多次执行的问题,同时让子类原型变得更加纯粹。
静态方法
何谓“静态方法”?静态方法为类所有,不归属于任何一个实例,需要通过类名直接调用。
function Child() {}
Child.staticMethod = function() { console.log("我是一个静态方法") }
var child = new Child();
Child.staticMethod(); // "我是一个静态方法"
child.staticMethod(); // Uncaught TypeError: child.staticMethod is not a function
Object
类有很多的静态方法,我学习的时候习惯把它们分为这么几类(当然,这里没有全部列举开来,只挑了常见的方法)。
创建和复制对象
-
Object.create()
:基于原型和属性描述符集合创建一个新对象。 -
Object.assign()
:合并多个对象,会影响源对象。所以在合并对象时,为了避免这个问题,一般会这样做:
var mergedObj = Object.assign({}, a, b);
属性相关
-
Object.defineProperty
:通过属性描述符来定义或修改对象属性,主要涉及value
,configurable
,writable
,enumerable
四个特性。 -
Object.defineProperties
:是defineProperty
的升级版本,一次性定义或修改多个属性。 -
Object.getOwnPropertyDescriptor
:获取属性描述符,是一个对象,包含value
,configurable
,writable
,enumerable
四个特性。 -
Object.getOwnPropertyNames
:返回一个由指定对象的所有自身属性的属性名(包括不可枚举属性但不包括Symbol值作为名称的属性)组成的数组。 -
Object.keys
:会返回一个由一个给定对象的自身可枚举属性组成的数组,与getOwnPropertyNames
最大的不同点在于:keys
只返回enumerable
为true
的属性,并且会返回原型对象上的属性。
原型相关
Object.getPrototypeOf
:返回指定对象的原型。
function Child() {}
var child = new Child();
Object.getPrototypeOf(child) === Child.prototype; // true
Object.setPrototypeOf
:设置指定对象的原型。这是一个比较危险的动作,同时也是一个性能不佳的方法,不推荐使用。
行为控制
以下列举的这三个方式是一个递进的关系,我们按序来看:
-
Object.preventExtensions
:让一个对象变的不可扩展,也就是永远不能再添加新的属性。 -
Object.seal
:封闭一个对象,阻止添加新属性并将所有现有属性标记为不可配置。也就是说Object.seal
在Object.preventExtensions
的基础上,给对象属性都设置了configurable
为false
。
这里有一个坑是:对于configurable
为false
的属性,虽然不能重新设置它的configurable
和enumerable
特性,但是可以把它的writable
特性从true
改为false
(反之不行)。
Object.freeze
:冻结一个对象,不能新增,修改,删除属性,也不能修改属性的原型。这里还有一个深冻结deepFreeze
的概念,有点类似深拷贝的意思,递归冻结。
检测能力
-
Object.isExtensible
:检测对象是否可扩展。 -
Object.isSealed
:检测对象是否被封闭。 -
Object.isFrozen
:检测对象是否被冻结。
兼容性差
-
Object.entries
-
Object.values
-
Object.fromEntries
原型方法
原型方法是指挂载在原型对象上的方法,可以通过实例调用,本质上是借助原型对象调用。例如:
function Child() {}
Child.prototype.protoMethod = function() { console.log("我是一个原型方法") }
var child = new Child();
child.protoMethod(); // "我是一个原型方法"
ECMAScript给Object
定义了很多原型方法。
hasOwnProperty
该方法会返回一个布尔值,指示对象自身属性中是否具有指定的属性(也就是,是否有指定的键),常配合for ... in
语句一起使用,用来遍历对象自身可枚举属性。
isPrototypeOf
该方法用于测试一个对象是否存在于另一个对象的原型链上。Object.prototype.isPrototypeOf
与Object.getPrototypeOf
不同点在于:
-
Object.prototype.isPrototypeOf
判断的是原型链关系,并且返回一个布尔值。 -
Object.getPrototypeOf
是获取目标对象的直接原型,返回的是目标对象的原型对象
PropertyIsEnumerable
该方法返回一个布尔值,表示指定的属性是否可枚举。它检测的是对象属性的enumerable
特性。
valueOf & toString
对象转原始值会用到的方法,之前写过一篇笔记,具体见js数据类型很简单,却也不简单。
toLocaleString
toLocaleString
方法返回一个该对象的字符串表示。此方法被用于派生对象为了特定语言环境的目的(locale-specific purposes)而重载使用。常见于日期对象。
最后
通过阅读本文,读者们可以对Javascript对象有一个基本的认识。对象是Javascript中非常复杂的部分,绝非一篇笔记或一张思维导图可囊括,诸多细节不便展开,可关注我留言交流,回复“思维导图”可获取我整理的思维导图。