什么是面向对象？

对象并不是计算机领域凭空造出来的概念，它是顺着人类思维模式产生的一种抽象（于是面向对象编程也被认为是：更接近人类思维模式的一种编程范式）。

那么，我们先来看看在人类思维模式下，对象究竟是什么。

对象这一概念在人类的幼儿期形成，这远远早于我们编程逻辑中常用的值、过程等概念。
在幼年期，我们总是先认识到某一个苹果能吃（这里的某一个苹果就是一个对象），继而认识到所有的苹果都可以吃（这里的所有苹果，就是一个类），再到后来我们才能意识到三个苹果和三个梨之间的联系，进而产生数字“3”（值）的概念。

在《面向对象分析与设计》这本书中，Grady Booch 替我们做了总结，他认为，从人类的认知角度来说，对象应该是下列事物之一：

  1. 一个可以触摸或者可以看见的东西；
  2. 人的智力可以理解的东西；
  3. 可以指导思考或行动（进行想象或施加动作）的东西。

有了对象的自然定义后，我们就可以描述编程语言中的对象了。在不同的编程语言中，设计者也利用各种不同的语言特性来抽象描述对象，最为成功的流派是使用“类”的方式来描述对象，这诞生了诸如 C++、Java 等流行的编程语言。

JavaScript 对象的特征

在我看来，不论我们使用什么样的编程语言，我们都先应该去理解对象的本质特征（参考 Grandy Booch《面向对象分析与设计》）。总结来看，对象有如下几个特点。

  1. 对象具有唯一标识性：即使看起来完全相同的两个对象，也并非同一个对象。
  2. 对象有状态：对象具有状态，同一对象可能处于不同状态之下。
  3. 对象具有行为：即对象的状态，可能因为它的行为产生变迁。

我们先来看第一个特征，对象具有唯一标识性。一般而言，各种语言的对象唯一标识性都是用内存地址来体现的， 对象具有唯一标识的内存地址，所以具有唯一的标识。

关于对象的第二个和第三个特征“状态和行为”，不同语言会使用不同的术语来抽象描述它们，比如 C++ 中称它们为“成员变量”和“成员函数”，Java 中则称它们为“属性”和“方法”。

在实现了对象基本特征的基础上, 我认为，JavaScript 中对象独有的特色是：对象具有高度的动态性，这是因为 JavaScript 赋予了使用者在运行时为对象添改状态和行为的能力。

为了提高抽象能力，JavaScript 的属性被设计成比别的语言更加复杂的形式，它提供了数据属性和访问器属性（getter/setter）两类。

JavaScript 对象的两类属性

对 JavaScript 来说，属性并非只是简单的名称和值，JavaScript 用一组特征（attribute）来描述属性（property）。

先来说第一类属性，数据属性。它比较接近于其它语言的属性概念。数据属性具有四个特征。

  1. value：就是属性的值。
  2. writable：决定属性能否被赋值。
  3. enumerable：决定 for in 能否枚举该属性。
  4. configurable：决定该属性能否被删除或者改变特征值。

在大多数情况下，我们只关心数据属性的值即可。

第二类属性是访问器（getter/setter）属性，它也有四个特征。

  1. getter：函数或 undefined，在取属性值时被调用。
  2. setter：函数或 undefined，在设置属性值时被调用。
  3. enumerable：决定 for in 能否枚举该属性。
  4. configurable：决定该属性能否被删除或者改变特征值。

访问器属性使得属性在读和写时执行代码，它允许使用者在写和读属性时，得到完全不同的值，它可以视为一种函数的语法糖。

我们通常用于定义属性的代码会产生数据属性，其中的 writable、enumerable、configurable 都默认为 true。我们可以使用内置函数 Object.getOwnPropertyDescripter 来查看，如以下代码所示

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var o = { a: 1 };
o.b = 2;
//a 和 b 皆为数据属性
Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"a") // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"b") // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}

我们在这里使用了两种语法来定义属性，定义完属性后，我们用 JavaScript 的 API 来查看这个属性，我们可以发现，这样定义出来的属性都是数据属性，writeable、enumerable、configurable 都是默认值为 true。

如果我们要想改变属性的特征，或者定义访问器属性，我们可以使用 Object.defineProperty，示例如下：

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var o = { a: 1 };
Object.defineProperty(o, "b", {value: 2, writable: false, enumerable: false, configurable: true});
//a 和 b 都是数据属性，但特征值变化了
Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"a"); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
Object.getOwnPropertyDescriptor(o,"b"); // {value: 2, writable: false, enumerable: false, configurable: true}
o.b = 3; // 没有报错，但是不能更改
console.log(o.b); // 2

原型

什么是原型？
原型是顺应人类自然思维的产物。中文中有个成语叫做“照猫画虎”，这里的猫看起来就是虎的原型，所以，由此我们可以看出，用原型来描述对象的方法可以说是古已有之。

如果我们抛开 JavaScript 用于模拟 Java 类的复杂语法设施（如 new、Function Object、函数的 prototype 属性等），原型系统可以说相当简单，我可以用两条概括：

  1. 如果所有对象都有私有字段[[prototype]]，就是对象的原型；
  2. 读一个属性，如果对象本身没有，则会继续访问对象的原型，直到原型为空或者找到为止。

这个模型在 ES 的各个历史版本中并没有很大改变，但从 ES6 以来，JavaScript 提供了一系列内置函数，以便更为直接地访问操纵原型。三个方法分别为：

  1. Object.create 根据指定的原型创建新对象，原型可以是 null；
  2. Object.getPrototypeOf 获得一个对象的原型；
  3. Object.setPrototypeOf 设置一个对象的原型。利用这三个方法，我们可以完全抛开类的思维，利用原型来实现抽象和复用。

ES6 中的类

我们先看下类的基本写法：

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class Rectangle {
  constructor(height, width) {
    this.height = height;
    this.width = width;
  }
  // Getter
  get area() {
    return this.calcArea();
  }
  // Method
  calcArea() {
    return this.height * this.width;
  }
}

在现有的类语法中，getter/setter 和 method 是兼容性最好的。

我们通过 get/set 关键字来创建 getter，通过括号和大括号来创建方法，数据型成员最好写在构造器里面。

类的写法实际上也是由原型运行时来承载的，逻辑上 JavaScript 认为每个类是有共同原型的一组对象，类中定义的方法和属性则会被写在原型对象之上。

JavaScript 中的对象分类

我们可以把对象分成几类。

  • 宿主对象（host Objects）：由 JavaScript 宿主环境提供的对象，它们的行为完全由宿主环境决定。

  • 内置对象（Built-in Objects）：由 JavaScript 语言提供的对象。

    • 固有对象（Intrinsic Objects ）：由标准规定，随着 JavaScript 运行时创建而自动创建的对象实例。
    • 原生对象（Native Objects）：可以由用户通过 Array、RegExp 等内置构造器或者特殊语法创建的对象。
    • 普通对象（Ordinary Objects）：由{}语法、Object 构造器或者 class 关键字定义类创建的对象，它能够被原型继承。
宿主对象

JavaScript 宿主对象千奇百怪，但是前端最熟悉的无疑是浏览器环境中的宿主了。

在浏览器环境中，我们都知道全局对象是 window，window 上又有很多属性，如 document。

实际上，这个全局对象 window 上的属性，一部分来自 JavaScript 语言，一部分来自浏览器环境。

JavaScript 标准中规定了全局对象属性，w3c 的各种标准中规定了 Window 对象的其它属性。

宿主对象也分为固有的和用户可创建的两种，比如 document.createElement 就可以创建一些 dom 对象。

宿主也会提供一些构造器，比如我们可以使用 new Image 来创建 img 元素，这些我们会在浏览器的 API 部分详细讲解。

内置对象·固有对象

我们在前面说过，固有对象是由标准规定，随着 JavaScript 运行时创建而自动创建的对象实例。

固有对象在任何 JS 代码执行前就已经被创建出来了，它们通常扮演者类似基础库的角色。我们前面提到的“类”其实就是固有对象的一种。

ECMA 标准为我们提供了一份固有对象表，里面含有 150+ 个固有对象。你可以通过这个链接查看。

但是遗憾的是，这个表格并不完整。所以在本篇的末尾，我设计了一个小实验（小实验：获取全部 JavaScript 固有对象），你可以自己尝试一下，数一数一共有多少个固有对象。

内置对象·原生对象

我们把 JavaScript 中，能够通过语言本身的构造器创建的对象称作原生对象。在 JavaScript 标准中，提供了 30 多个构造器。按照我的理解，按照不同应用场景，我把原生对象分成了以下几个种类。

通过这些构造器，我们可以用 new 运算创建新的对象，所以我们把这些对象称作原生对象。
几乎所有这些构造器的能力都是无法用纯 JavaScript 代码实现的，它们也无法用 class/extend 语法来继承。

这些构造器创建的对象多数使用了私有字段, 例如：

  • Error: [[ErrorData]]
  • Boolean: [[BooleanData]]
  • Number: [[NumberData]]
  • Date: [[DateValue]]
  • RegExp: [[RegExpMatcher]]
  • Symbol: [[SymbolData]]
  • Map: [[MapData]]

这些字段使得原型继承方法无法正常工作，所以，我们可以认为，所有这些原生对象都是为了特定能力或者性能，而设计出来的“特权对象”。

用对象来模拟函数与构造器：函数对象与构造器对象

我在前面介绍了对象的一般分类，在 JavaScript 中，还有一个看待对象的不同视角，这就是用对象来模拟函数和构造器。

事实上，JavaScript 为这一类对象预留了私有字段机制，并规定了抽象的函数对象与构造器对象的概念。

函数对象的定义是：具有 [[call]] 私有字段的对象，构造器对象的定义是：具有私有字段 [[construct]] 的对象。

JavaScript 用对象模拟函数的设计代替了一般编程语言中的函数，它们可以像其它语言的函数一样被调用、传参。任何宿主只要提供了“具有 [[call]] 私有字段的对象”，就可以被 JavaScript 函数调用语法支持。

我们可以这样说，任何对象只需要实现 [[call]]，它就是一个函数对象，可以去作为函数被调用。而如果它能实现 [[construct]]，它就是一个构造器对象，可以作为构造器被调用。

对于为 JavaScript 提供运行环境的程序员来说，只要字段符合，我们在上文中提到的宿主对象和内置对象（如 Symbol 函数）可以模拟函数和构造器。

当然了，用户用 function 关键字创建的函数必定同时是函数和构造器。

例如：Symbol是没有constructor,不能使用new去实例化对象。

特殊行为的对象

除了上面介绍的对象之外，在固有对象和原生对象中，有一些对象的行为跟正常对象有很大区别。

它们常见的下标运算（就是使用中括号或者点来做属性访问）或者设置原型跟普通对象不同，这里我简单总结一下。

  • Array：Array 的 length 属性根据最大的下标自动发生变化。
  • Object.prototype：作为所有正常对象的默认原型，不能再给它设置原型了。
  • String：为了支持下标运算，String 的正整数属性访问会去字符串里查找。
  • Arguments：arguments 的非负整数型下标属性跟对应的变量联动。
  • 模块的 namespace 对象：特殊的地方非常多，跟一般对象完全不一样，尽量只用于 import 吧。
  • 类型数组和数组缓冲区：跟内存块相关联，下标运算比较特殊。
  • bind 后的 function：跟原来的函数相关联。