基于原型与基于类的继承

2020/10/15 16:01 · javascript ·  · 0评论

在JavaScript中,每个对象同时是一个实例和一个类。要进行继承,可以将任何对象实例用作原型。

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,然后可以使用该新类来生成派生实例。

为什么JavaScript朝这个方向发展(基于原型的面向对象)?与传统的基于类的OO相比,基于原型的OO有何优缺点?

这里大约有一百个术语问题,大多数是围绕某人(不是您)试图使他们的想法听起来像是“最好的”。

所有面向对象的语言都必​​须能够处理以下几个概念:

  1. 数据封装以及对数据的关联操作(除其他外,各种操作被称为数据成员和成员函数,或者称为数据和方法)。
  2. 继承性,可以说这些对象就像这些更改之外的其他对象集一样
  3. 一个对象的多态性(“许多形状”),它可以自己决定要运行的方法,以便您可以依靠语言来正确地路由您的请求。

现在,就比较而言:

首先是整个“类”与“原型”问题。这个想法最初是从Simula开始的,在Simula中,每个类都使用基于类的方法来代表一组对象,这些对象共享相同的状态空间(读取“可能的值”)和相同的操作,从而形成一个等效类。如果回顾一下Smalltalk,由于可以打开一个类并添加方法,因此这实际上与您在Javascript中可以执行的操作相同。

后来的OO语言希望能够使用静态类型检查,因此我们有了在编译时设置固定类的概念。在开放式版本中,您具有更大的灵活性;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,否则它们将需要测试。

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,并在运行时进行复制和修改。但是,抽象地讲,一个类仍然是共享相同状态空间和方法的所有对象的等效类。在原型中添加方法时,实际上是在制作新的等效类的元素。

现在,为什么呢?主要是因为它在运行时提供了一种简单,逻辑,优雅的机制。现在,要创建一个新的对象创建一个新的类,您只需执行一个深层复制,即复制所有数据和原型数据结构。然后,您或多或少可以免费获得继承和多态性:方法查找始终包括按名称向字典请求方法实现。

最终以Javascript / ECMA脚本结尾的原因基本上是,当我们在10年前开始使用它时,我们所使用的功能却差强人意的计算机和复杂得多的浏览器。选择基于原型的方法意味着解释器可能非常简单,同时保留了面向对象的理想属性。

可以在论文《自我:简单性的力量》中找到一个比较,该比较稍微偏向基于原型的方法本文提出以下赞成原型的论点:

通过复制创建从原型创建新对象是通过简单的操作,复制以及简单的生物学隐喻,克隆来完成的。从类创建新对象是通过实例化完成的,实例化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。复制对我们的吸引力是比实例化更简单的隐喻。

预先存在的模块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。这些示例可以使用户更易于理解,从而帮助用户重用模块。基于原型的系统允许用户检查典型的代表,而不是要求他从其描述中脱颖而出。

支持一种对象Self提供了一个框架,该框架可以轻松地包含具有其自身行为的一种对象。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。基于类的系统设计用于存在许多行为相同的对象的情况。没有语言支持对象具有其自身的独特行为,并且创建一个保证只有一个实例的类很尴尬(认为单例模式)。自我不受这些缺点的影响。可以使用自己的行为自定义任何对象。唯一的对象可以拥有唯一的行为,并且不需要单独的“实例”。

消除元回归在基于类的系统中,没有任何对象可以自给自足。需要另一个对象(其类)来表达其结构和行为。这导致了概念上无限的元回归:apoint是classPoint的实例Point,这是metaclass的实例,而metaclassPoint无限的metametaclass的实例
另一方面,在基于原型的系统中,对象可以包含自己的行为;无需其他物体即可将生命呼吸。原型消除了元回归。

Self可能是实现原型的第一种语言(它还开创了其他有趣的技术,如JIT,后来又引入了JVM),因此阅读其他Self论文也应该具有启发性。

你应该看看一个JavaScript的伟大的书道格拉斯·克罗克福德它为JavaScript创建者做出的一些设计决策提供了很好的解释。

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,当最初将其设计为在浏览器中运行时,它打算用于创建许多单例对象。在浏览器DOM中,您可以找到该窗口,文档等所有单例对象。而且,JavaScript是松散类型的动态语言(与之相对的Python是强类型的动态语言),因此,对象扩展的概念是通过使用'prototype'属性实现的。

因此,我认为以JavaScript实现的基于原型的OO有一些优点:

  1. 适用于松散类型的环境,无需定义显式类型。
  2. 使实现单例模式变得异常容易(在这方面比较JavaScript和Java,您会知道我在说什么)。
  3. 提供在不同对象的上下文中应用对象的方法,从对象动态添加和替换方法等的方式(在强类型语言中是不可能的)。

以下是原型OO的一些弊端:

  1. 没有简单的方法来实现私有变量。可以使用Crockford的向导使用闭包来实现私有变量,但是绝对不像说Java或C#那样使用私有变量那么简单。
  2. 我还不知道如何在JavaScript中实现多重继承(其价值)。
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