在 JavaScript 中,每个对象同时是一个实例和一个类。要进行继承,您可以使用任何对象实例作为原型。
在 Python、C++ 等中,有类和实例作为单独的概念。为了进行继承,您必须使用基类创建一个新类,然后可以使用该类生成派生实例。
为什么 JavaScript 朝这个方向发展(基于原型的面向对象)?相对于传统的基于类的 OO,基于原型的 OO 有哪些优点(和缺点)?
在 JavaScript 中,每个对象同时是一个实例和一个类。要进行继承,您可以使用任何对象实例作为原型。
在 Python、C++ 等中,有类和实例作为单独的概念。为了进行继承,您必须使用基类创建一个新类,然后可以使用该类生成派生实例。
为什么 JavaScript 朝这个方向发展(基于原型的面向对象)?相对于传统的基于类的 OO,基于原型的 OO 有哪些优点(和缺点)?
这里有大约一百个术语问题,主要是围绕某人(而不是你)试图让他们的想法听起来像最好的。
所有面向对象的语言都需要能够处理几个概念:
现在,就比较而言:
首先是整个“类”与“原型”的问题。这个想法最初始于 Simula,其中使用基于类的方法,每个类表示一组共享相同状态空间(读取“可能值”)和相同操作的对象,从而形成一个等价类。如果你回头看看 Smalltalk,因为你可以打开一个类并添加方法,这与你在 Javascript 中可以做的实际上是一样的。
后来的 OO 语言希望能够使用静态类型检查,因此我们在编译时获得了固定类集的概念。在开放班版本中,您有更多的灵活性;在较新的版本中,您可以在编译器中检查某些类型的正确性,否则需要进行测试。
在“基于类”的语言中,复制发生在编译时。在原型语言中,操作存储在原型数据结构中,在运行时被复制和修改。但是,抽象地说,类仍然是共享相同状态空间和方法的所有对象的等价类。当您向原型添加方法时,您实际上是在创建新等价类的元素。
现在,为什么要这样做?主要是因为它在运行时提供了一种简单、合乎逻辑、优雅的机制。现在,要创建新对象或创建新类,您只需执行深度复制,复制所有数据和原型数据结构。你或多或少地免费获得继承和多态性:方法查找总是包括按名称向字典询问方法实现。
最终出现在 Javascript/ECMA 脚本中的原因基本上是,当我们 10 年前开始使用它时,我们处理的计算机功能要弱得多,浏览器也不那么复杂。选择基于原型的方法意味着解释器可以非常简单,同时保留了面向对象的理想特性。
可以在论文Self: The Power of Simplicity 中找到稍微偏向于基于原型的方法的比较。该论文提出了以下支持原型的论点:
通过复制创造。从原型创建新对象是通过简单的操作、复制和简单的生物学比喻,即克隆来完成的。从类创建新对象是通过实例化完成的,其中包括对类中格式信息的解释。实例化类似于根据计划建造房屋。复制对我们来说是一个比实例化更简单的比喻。
预先存在的module的例子。原型比类更具体,因为它们是对象的示例,而不是格式和初始化的描述。这些示例可以通过使module更容易理解来帮助用户重用module。基于原型的系统允许用户检查一个典型的代表,而不是要求他从其描述中理解。
支持独一无二的对象。Self 提供了一个框架,可以轻松地包含具有自己行为的一类对象。由于每个对象都有命名的插槽,并且插槽可以保存状态或行为,因此任何对象都可以具有唯一的插槽或行为。基于类的系统是为存在许多具有相同行为的对象的情况而设计的。对象拥有自己独特的行为没有语言支持,创建一个保证只有一个实例的类是很尴尬的[想想单例模式]。Self 没有这些缺点。任何对象都可以根据自己的行为进行自定义。一个独特的对象可以保持独特的行为,不需要单独的“实例”。
消除元回归。基于类的系统中没有任何对象可以自给自足;需要另一个对象(它的类)来表达它的结构和行为。这导致概念上无限的元回归:a
point
是 classPoint
的实例Point
,它是metaclass 的实例,它是 metametaclass 的实例,无穷无尽Point
。另一方面,在基于原型的系统中,一个对象可以包含它自己的行为;不需要其他物体来为它注入生命。原型消除了元回归。
Self可能是第一个实现原型的语言(它也开创了其他有趣的技术,如 JIT,后者后来进入了 JVM),因此阅读其他 Self 论文也应该很有启发性。
你应该看看Douglas Crockford 写的一本关于 JavaScript的好书。它很好地解释了 JavaScript 创建者所采取的一些设计决策。
JavaScript 的重要设计方面之一是其原型继承系统。对象是 JavaScript 中的一等公民,以至于常规函数也被实现为对象(准确地说是“函数”对象)。在我看来,当它最初设计为在浏览器中运行时,它旨在用于创建许多单例对象。在浏览器 DOM 中,您会发现窗口、文档等都是单例对象。此外,JavaScript 是松散类型的动态语言(与 Python 是强类型的动态语言相反),因此,通过使用“原型”属性实现了对象扩展的概念。
所以我认为在 JavaScript 中实现的基于原型的 OO 有一些优点:
以下是原型 OO 的一些缺点: