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基于原型与基于类的继承

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 会朝这个方向发展(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)?

JavaScript 受到 Self 的影响,Self 是第一种具有原型继承的语言。当时经典继承风靡一时,最早是在 Simula 中引入的。然而经典继承太复杂了。然后David Ungar和Randall Smith在阅读了GEB后有了一个顿悟——“最具体的事件可以作为一类事件的一般例子。”他们意识到面向对象编程不需要类。于是自我诞生了。要了解原型继承如何优于经典继承,请阅读以下内容:stackoverflow.com/a/16872315/783743 =)
@AaditMShah GEB 是什么/谁?
@Alex GEB 是 Douglas Hofstadter 写的一本书。这是哥德尔·埃舍尔·巴赫的缩写。库尔特·哥德尔是一位数学家。埃舍尔是一位艺术家。巴赫是一位钢琴家。

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tig

这里有大约一百个术语问题,主要是围绕某人(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:

数据的封装以及对数据的相关操作,除其他外,称为数据成员和成员函数,或称为数据和方法。继承,能够说这些对象就像其他对象集一样,除了这些变化多态性(“许多形状”),其中一个对象自己决定要运行哪些方法,这样你就可以依赖于语言正确路由您的请求。

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。如果您回顾一下 Smalltalk,因为您可以打开一个类并添加方法,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,所以我们在编译时得到了固定类集的概念。在公开课版本中,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需要测试的正确性。

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。然而,抽象地说,一个类仍然是共享相同状态空间和方法的所有对象的等价类。当您向原型添加一个方法时,您实际上是在创建一个新的等价类的元素。

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,要创建一个新对象或创建一个新类,您只需执行一次深拷贝,复制所有数据和原型数据结构。然后,您或多或少地免费获得继承和多态性:方法查找始终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,当我们在 10 年前开始使用它时,我们正在处理功能不那么强大的计算机和不那么复杂的浏览器。选择基于原型的方法意味着解释器可以非常简单,同时保留面向对象的理想属性。


对,那个段落读起来好像我的意思不是这样吗? Dahl 和 Nyqvist 提出了“类”作为具有相同方法签名的事物的集合。
这种变化会更好吗?
不,抱歉,CLOS 来自 80 年代后期 dreamsongs.com/CLOS.html Smalltalk 来自 1980 en.wikipedia.org/wiki/Smalltalk 和 Simula 完全面向对象来自 1967-68 en.wikipedia.org/wiki/Simula
@Stephano,它们并没有那么明显:Python、Ruby、Smalltalk 使用字典进行方法查找,而 javascript 和 Self 有类。在某种程度上,您可能会争辩说,区别只是面向原型的语言公开了它们的实现。所以最好不要把它变成大交易:它可能更像是 EMACS 和 vi 之间的争论。
有用的答案。 +1 评论中不太有用的垃圾。我的意思是首先是 CLOS 还是 Smalltalk 有区别吗?无论如何,这里的大多数人都不是历史学家。
M
Magnus Lind Oxlund

可以在论文 Self: The Power of Simplicity 中找到一个稍微偏向于基于原型的方法的比较。该论文提出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一个简单的操作来完成的,复制,一个简单的生物学隐喻,克隆。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隐喻。预先存在的模块的示例。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模块更易于理解来帮助用户重用模块。基于原型的系统允许用户检查典型代表,而不是要求他从描述中理解。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独一无二的对象。由于每个对象都有命名槽,并且槽可以保存状态或行为,因此任何对象都可以具有唯一的槽或行为。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。没有语言支持一个对象拥有自己的独特行为,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定制。唯一的对象可以保存唯一的行为,不需要单独的“实例”。消除元回归。基于类的系统中的任何对象都不能自给自足;需要另一个对象(它的类)来表达它的结构和行为。这导致了概念上无限的元回归:一个点是类 Point 的一个实例,它是元类 Point 的一个实例,它是一个元类 Point 的实例,无穷无尽。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 可能是第一种实现原型的语言(它还开创了其他有趣的技术,如 JIT,后来进入 JVM),因此阅读 the other Self papers 也应该是有益的。


RE:消除元回归:在基于类的 Common Lisp 对象系统中,point 是类 Point 的一个实例,它是元类 standard-class 的一个实例,它是它自身的一个实例,无限。
指向自我论文的链接已失效。工作链接:Self: The Power of Simplicity | A Self Bibliography
H
Henrik Andersson

您应该在 Douglas Crockford 之前签出 great book on JavaScript。它很好地解释了 JavaScript 创建者所做的一些设计决策。

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,它是用来创建大量单例对象的。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:

适用于松散类型的环境,无需定义显式类型。实现单例模式非常容易(在这方面比较 JavaScript 和 Java,你就会知道我在说什么)。提供在不同对象的上下文中应用对象方法的方法,从对象动态添加和替换方法等(在强类型语言中不可能做到的事情)。

以下是原型 OO 的一些缺点:

实现私有变量的简单方法。使用 Crockford 使用闭包的魔法来实现私有变量是可能的,但它绝对不像在 Java 或 C# 中使用私有变量那么简单。我还不知道如何在 JavaScript 中实现多重继承(就其价值而言)。


只需对私有变量使用命名约定,就像 Python 一样。
在 js 中,私有变量的方法是使用闭包,这与您选择的继承类型无关。
Crockford 在破坏 JavaScript 方面做了很多工作,因为一种相当简单的脚本语言已经变成了对其内部结构的大师级迷恋。 JS 没有真正的私有关键字作用域或真正的多重继承:不要试图伪造它们。
e
ezio

主流 OOP 基于类的语言(如 c# 或 java)与基于原型的语言(如 javascript)之间的区别在于能够在运行时修改对象类型,而在 c# 或 java 中,它们通过固定类而放弃了这种能力,转而支持静态类型检查在编译时。 JS 一直更接近于 alan Kay 的 OOP 和 Smalltalk 或 simula 等语言的第一个原始设计。

这是通过使蓝图本身成为一个实例来实现的,基于原型的类型是可以在运行时访问和修改的实际实例,在 Javascript 中,使用原型对象非常容易,因为每个对象类型都有这个对象。

示例:输入 funcName.prototype.myNewMethod= function{ console.log("hello world")}