[JavaScript] 面向对象编程

news2025/1/28 1:01:06

JavaScript 是一种多范式语言，既支持函数式编程，也支持面向对象编程。在 ES6 引入 class 语法后，面向对象编程在 JavaScript 中变得更加易于理解和使用。以下将详细讲解 JavaScript 中的类（class）、构造函数（constructor）、继承、封装、多态，以及 this 的相关问题。

1. 为什么需要类与面向对象编程？

面向对象编程（Object-Oriented Programming，OOP）是一种以“对象”为核心的编程思想。通过类与对象的概念，可以更好地模拟现实世界的实体，提升代码的可重用性、可维护性和扩展性。

在 JavaScript 早期，使用函数和原型链实现面向对象的思想，语法复杂且容易出错。引入 class 后，语法更加直观。

2. 类（class）与构造函数（constructor）

2.1 类的基本语法

class 是用来定义对象蓝图的关键字，其中包含对象的属性和方法。

class Person {
    // 构造函数：定义对象的初始化逻辑
    constructor(name, age) {
        this.name = name; // this 代表当前实例
        this.age = age;
    }

    // 定义实例方法
    sayHello() {
        console.log(`Hello, my name is ${this.name}.`);
    }
}

// 创建类的实例
const person1 = new Person("Kevin", 25);
console.log(person1.name); // 输出：Kevin
person1.sayHello(); // 输出：Hello, my name is Kevin.

2.2 为什么需要构造函数？

constructor 是类的特殊方法，用于在创建对象时初始化属性。它的主要作用是：

设置对象的初始状态。
为每个实例创建唯一的属性。

2.3 静态方法（static methods）

静态方法是直接定义在类上的方法，而不是在实例上的方法。静态方法通常用于创建工具类或与实例无关的逻辑。

class MathUtils {
    static add(a, b) {
        return a + b;
    }
}

console.log(MathUtils.add(2, 3)); // 输出：5

3. 继承

继承允许我们定义一个类，继承另一个类的属性和方法，从而实现代码复用。

3.1 基本语法

使用 extends 实现继承，并通过 super() 调用父类的构造函数。

class Animal {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    makeSound() {
        console.log(`${this.name} is making a sound.`);
    }
}

class Dog extends Animal {
    constructor(name, breed) {
        super(name); // 调用父类的构造函数
        this.breed = breed;
    }

    makeSound() {
        console.log(`${this.name}, a ${this.breed}, barks.`);
    }
}

const dog = new Dog("Buddy", "Golden Retriever");
dog.makeSound(); 
// 输出：Buddy, a Golden Retriever, barks.

3.2 为什么需要继承？

代码复用：子类可以直接使用父类的属性和方法，避免重复代码。
逻辑扩展：子类可以添加自己的方法或重写父类的方法，实现特定功能。

4. 封装

封装是指将对象的内部状态隐藏起来，通过方法暴露必要的操作。这样可以保护数据的安全性，避免外部直接修改。

4.1 在 JavaScript 中实现封装

私有属性（ES6 之前的实现）：
通过闭包模拟私有属性。

function Person(name) {
    let _name = name; // 私有变量

    this.getName = function () {
        return _name;
    };

    this.setName = function (newName) {
        _name = newName;
    };
}

const person = new Person("Kevin");
console.log(person.getName()); // 输出：Kevin
person.setName("Feng");
console.log(person.getName()); // 输出：Feng

私有属性（ES6 新特性）：
使用 # 定义真正的私有属性。

class Person {
    #name;

    constructor(name) {
        this.#name = name;
    }

    getName() {
        return this.#name;
    }

    setName(newName) {
        this.#name = newName;
    }
}

const person = new Person("Kevin");
console.log(person.getName()); // 输出：Kevin
person.setName("Feng");
console.log(person.getName()); // 输出：Feng

5. 多态

多态是指不同的类在调用相同方法时，可以表现出不同的行为。这通常通过**方法重写（Method Overriding）**实现。

class Animal {
    makeSound() {
        console.log("Animal is making a sound.");
    }
}

class Dog extends Animal {
    makeSound() {
        console.log("Dog is barking.");
    }
}

class Cat extends Animal {
    makeSound() {
        console.log("Cat is meowing.");
    }
}

const animals = [new Dog(), new Cat()];
animals.forEach(animal => animal.makeSound());
// 输出：
// Dog is barking.
// Cat is meowing.

6. this 指向问题

6.1 为什么会有 this？

this 是 JavaScript 中一个动态绑定的关键字，其指向取决于函数的调用方式。

6.2 this 的常见指向规则

默认指向（全局对象）：
在非严格模式下，普通函数调用中的 this 指向全局对象 window。

function showThis() {
    console.log(this);
}
showThis(); // 输出：window（浏览器环境下）

方法调用：
在对象的方法中，this 指向调用方法的对象。

const obj = {
    name: "Kevin",
    showThis() {
        console.log(this);
    },
};
obj.showThis(); // 输出：obj 对象本身

构造函数中的 this：
在构造函数中，this 指向新创建的对象。

function Person(name) {
    this.name = name;
}
const person = new Person("Kevin");
console.log(person.name); // 输出：Kevin

箭头函数中的 this：
箭头函数不会创建自己的 this，而是从外部作用域继承 this。

const obj = {
    name: "Kevin",
    showThis: () => {
        console.log(this);
    },
};
obj.showThis(); // 输出：window 或 undefined（严格模式下）

6.3 解决 this 指向问题

**使用 **bind：

const obj = { name: "Kevin" };
function showName() {
    console.log(this.name);
}
const boundShowName = showName.bind(obj);
boundShowName(); // 输出：Kevin

使用箭头函数：

const obj = {
    name: "Kevin",
    showThis() {
        const arrow = () => console.log(this.name);
        arrow();
    },
};
obj.showThis(); // 输出：Kevin