Qomolangma实现篇(五)：Qomo的OOP的语法和类继承体系

aimingoo Javascript, Qomo, OpenSource Project, 面向对象

一、Qomolangma中完整的OOP支持：Object.js

Qomo自Field Test4开始提供Object.js，这个单元用于在Qomo中支持完整的OOP特性。通过Object.js，Qomo中的JavaScript由原来的“原型继承”转变成了“类继承”。而且，这个转变对于开发人员来说，几乎是完全透明的。

通过Object.js，Qomo支持了如下的面向对象特性：

  • 特性(Attribute)及读写器(getter/setter)
  • 类注册与类继承(Class)，以及类在命名空间上的注册
  • (继承)父类的方法调用(Inherited)

(TODO: 在safari中，由于不支持function.caller属性，因此无法支持Qomo中的Object.js)

二、Qomolangma中的OOP语法

Qomo的确扩展了一些JS语法。但与一些其它的JS OOP实现方案不同：Qomo是基于JS语法自身扩展，而不是加上一些替换用的标识／关键字。后者的实现方案，可能要求单独的一个语法翻译系统／解释引擎。但Qomo不需要，而且基本上来说，由于不存在syntax parse，所以Qomo运行的速度要较快，而且开发人员书写的代码与调试器中的代码完全一致。

Qomo在全局提供了三个以关键字形式描述的函数：Class(), Attribute()和Abstract()。其中Class和Abstract事实上使用了js保留的关键字class与abstract。这意味着在今后的(例如Qomo for JS 2.0中)Qomo有可能删除掉它们。

这些函数中，Class()用于将一个构造器函数注册到一个类; Attribute()用于快速地声明和初始化特性; Abstract()用于声明一个抽象方法。

Qomo在全局提供了三个仅能在类注册和初始化阶段使用的函数：_set(),_get()和_cls()。它们用_开始，表明调用它们的上下文环境是受限的：只能在类声明过程中被调用。

在Object.js中，还重写了Object()类，重写的Object()与JavaScript原有的Object()具有完全相同的特性。事实上，它的原型就是原来JavaScript Object()的一个实例。

重写Object()而不是直接使用原有的，是因为在Qomo中有一项重要约定：

  • Qomo中应该允许自由地使用"{}"语法来声明直接量的对象，而且这个对象一定是没有任何“可见的”属性的。

由于Qomo是使用“类继承”体系的，因此Qomo注册了一个全局的基类：TObject。

1. 类声明与类注册(Class)

Qomo中声明一个类的方法，与标准JS中声明一个“对象构造器(函数)”的方法完全一致。但是，在声明类之后，Qomo需要调用Class()来注册它。如下例：

// 类声明
function MyObject() {
  this.value = 'Hello, Qomoer!!!';
}
// 类注册
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

// 创建实例和调用
var obj = new MyObject();
alert(obj.value);

我们也注意到，除了多一行类注册之外，Qomo其它的(基本)语法与标准的JS没有任何的不同。

但是，通过Class()注册，得到的对象实例obj将会具有以下三个“多余的”方法调用：

  • obj.get() : 取特性值
  • obj.set() : 置特性值
  • obj.inherited() : 继承(调用)父类方法

关于Qomo的类与对象实例的一些特征，请参见示例：TestCase/BaseObjectDemo.html

接下来我们讲述与这三个方法相关的一些语法。

2. 特性(Attribute)的使用

在Delphi中属性是可以有读写器的，在C#等其它高级语言中也可以具备这些。包括在JS2.0中，也提供了属性读写器的声明语法。但这些都是基于属性(properties)的。

Qomo没有办法提供一种“扩展的语法”来使得JS 1.3支持“属性的读写器”。因此Qomo借用了C#中"特性(Attribute)"一词，实现了可定制读写器的Attribute。事实上，也如同C#所推荐的一样：Attribute是“最具创新的一种构造”。

Qomo中可以在“类声明”中直接声明特性(注意这些特性声明／方法不会出现在对象实例的属性中，即使是使用for..in运算来列举)，而无需事先描述它：

function MyObject() {
  this.getValue = function() {
    return 100;
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = new MyObject();
alert(obj.get('Value'));

简单地说，Qomo认为所有使用'get/set'开始的方法，都是一个指定特性的“读写器方法”。因此一行简单的“this.getValue = function(){...}”，就具有了以下语义：

  • (在对象实例内部, )声明一个名为"Value"的特性
  • 它的读方法(getter)为getValue()
  • 它的写方法(setter)将直接操作"Value"特性本身

在上面这个例子中，我们看到getValue()将直接返回100。那么如何能返回“对象实例内部的Value特性”的值呢？——因为setter没有被声明，会直接操作这个内部值。参见这个示例：

function MyObject() {
  this.getValue = function() {
    return this.get();
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = new MyObject();
obj.set('Value', 1000);
alert(obj.get('Value'));

这个例子表明，“(仅仅)在读写器函数内部”，可以不带"name"参数地调用：

  • this.get() : 用于取内部特性的数据
  • this.set() : 用于置内部特性数据的值

注意这两种调用总是发生在读写器方法的内部，这时this总是指向当前实例。此外，对于“写方法”来说，要多一个参数。例如：

function MyObject() {
  this.setValue = function(v) {
    return this.set(v*2);
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = new MyObject();
obj.set('Value', 1000)
alert(obj.get('Value'));

在内部实现上，Qomo的特性采用了“写复制”的技术，因此一个类的所有实例的特性初值是一样的。但如果某一实例重写了它，则该实例具有一个不同的值。此外，子类对象实例也共享父类特性的一份引用(而不是拷贝)。但当实例试图写特性值时，它将写在自己的数据区写，而不会影响类或者其它实例。

特性初值由Attribute()函数来声明，它仅能在类声明阶段被调用。例如：

function MyObject() {
  Attribute(this, 'Value', 100, 'rw');
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = new MyObject();
alert(obj.get('Value'));

Attribute()的参数说明如下：

  1. base : 必须是this
  2. name : 指定特性名. 习惯上以大写开头.
  3. value: 初值
  4. tag : 标志字符. 目前仅用于描述读写特性. 包括字符：r, w

Attribute()的tag参数(目前)用于描述读写性。如果尝试读一个只写的特性时，将触发一个异常，反之亦然。但是，在读写器方法的内部就没有这项限制。例如：

function MyObject() {
  Attribute(this, 'Value', 100, 'r');

  this.getValue = function() {
    this.set(100);
    return this.get();
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = new MyObject();
alert(obj.get('Value'));

// 以下代码将导致一个异常
// obj.set('Value', 'hi, error!');

不过，Attribute()所声明的tag是非强制性的。也就是说，即使声明了只读／写特性，仍然可以通过一个指定名字的读写器方法来使“只读／写”失效。例如：

function MyObject() {
  Attribute(this, 'Value', 100, 'r');

  this.setValue = function(v) {
    this.set(v);
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = new MyObject();
obj.set('Value', 'hi, success!');
alert(obj.get('Value'));

这样设计的原因，是使得子类有机会重写父类的特性的读写器方法。——他们只是名字上的相同，但可读写性不一定要一致。例如：

function MyObject() {
  Attribute(this, 'Value', 100, 'r');
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

function MyObjectEx() {
  this.setValue = function(v) {
    this.set('value is: ' + v);
  }
}
TMyObjectEx = Class(TMyObject, 'MyObjectEx');

var obj = new MyObjectEx();
alert(obj.get('Value'));           // 显示自MyObject()继承来的特性值
obj.set('Value', 'hi, success!');  // 为实例特性置新值
alert(obj.get('Value'));           // 显示新值

var obj2 = new MyObject();
alert(obj2.get('Value'));          // 检测：其它的实例没有受到影响

// 对于MyObject()来说，Value特性是不可写的，因此下面的代码将出错
// (注: 在Field Test 4中，这项限制被暂时地取消了.)
// var obj3 = new MyObject();
// obj3.set('Value', 1000);

关于Attribute()的更多示例，请参见：TestCase/BaseObjectDemo2.html

3. 继承(Inherited)方法的使用

对于一个实例来说，obj.inherited()将调用父类方法，这种调用关系可以在父类的父类、乃至祖先类中发生。当调用到根类TObject()时，由于不存在同名的方法，因此将会返回一个异常。

在Qomo中，inherited具有与delphi中的inherited完全一致的特性。当然，它只能在方法中被调用。这包括类(声明)方法与对象方法。——这两者的区别随后再介绍。

inherited有三种调用方法(由于它总是在方法内被调用，因此this总是指向当前实例)：

  • this.inherited() :
  • this.inherited(this.mehtod [, param]);
  • this.inherited('' [, param]);

第一种方法没有任何参数，这种情况下，Qomo将查找当前方法的父类方法，并使用相同的入口参数调用；对于第二、三两种方法来说，则可以传入一个新的参数表。如果参数忽略，也将使用当前方法的参数表。

第二、三两种方法本意上是相同的，只是一个是用方法名，另一个是用方法引用来作为第一个参数。二者不存在效率上的差异，只是用于应对不同的需求。

关于如何对象的继承性，需要读者去阅读有关OOP的相关书籍了，这里不细述。下面的例子描述如何在Qomo中使用这一特性：

function Animal() {
  this.leg = function() {
    alert('跑');
  }

  this.run = function() {
    this.leg();
  }
}

function Cat() {
  this.jump = function() {
    alert('跳');
  }

  this.run = function() {
    this.jump();
    this.jump();
    this.inherited();
  }
}

TAnimal = Class(TObject, 'Animal');
TCat = Class(TAnimal, 'Cat');

obj = new Cat();
obj.run();

这个例子说明：

  • “动物”有一种run的行为，这个行为的内容是(不停地)“跑(leg)”
  • “猫”是一种“动物”，并从“动物”那里继承了run的行为
  • “猫”通常是“跳两下”，然后再继续run的行为

所以，猫的run的行为描述是：

  this.run = function() {
    this.jump();
    this.jump();
    this.inherited();
  }

关于inherited()的更多示例，请参见：TestCase/BaseObjectDemo3.html

3. 类声明周期与对象构造周期

在此前的所有例子中，我都没有把Qomo中一项最重要的特性展现在用户面前。这就是“类声明周期”。——即使在绝大多数的例子前面，留有这样注释的。

Qomo中用户代码编写的“构造器”，其实是只应当具有“类声明语法”的。所谓类声明语法，就是指“仅于一个对象的表现有关”的语法。而不应该加入过多的逻辑代码。基本上来说，类声明可以包括如下代码：

function MyObject() {
  Attribute(this, 'Value', 0);// 快速特性声明
  var v = _get('Data');       // 取(当前类的)父类的特性值
  _set('Data', v);            // 置特性值, 但不覆盖父类

  var cls = _cls();           // 取类引用
  var count = 10;             // 声明类(私有)静态成员
  var foo = function() {};    // 声明类私有函数
  function foo2() {};         // 同上

  this.data = 123;            // 公开属性
  this.getValue = function(){ // 特性读方法
    this.set();               // 内部的读方法
    this.get();               // 内部的写方法
  }
  this.setValue = function(){ // 特性写方法
    // ...
  }

  this.method1 = function() { // 类方法
    this.inherited();         // 继承(调用)父类方法
  }

  // (other code...)
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

上面的示例包括了“类声明周期”的绝大多数代码及其语法。当然，在"other code"中用户也可以加入自己的代码。例如初始化类的一些特性，或者将类加入全局的monitor等等。但用户需要注意的是，在“类声明周期”：

  • this指向所有对象实例的原型
  • 可以用_cls()来取得类自身的一个引用
  • 不能直接操作当前类声明的特性值(可能会存在一些限制)
  • 不能给(类声明时的)构造器加入口参数
  • 这个构造器函数只被执行一次

对于用户代码来说，构造器不能加入口参数很大程度上的限制了使用。但事实上，在“类继承体系”中，这是很合理的。——你不能用同一个类声明去描述两个不同的类及实例。

在Qomo中，用户声明的“构造器”实际上被用作“类声明”。因此就独立出来一个“对象构造周期”。这个周期是用户代码完全可控的：

function MyObject() {
  // (略: 类声明)

  this.Create = function(v1, v2, v3) {
    // 对象构造周期
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

“对象构造周期”是由this.Create()来描述的一个函数。它也很象标准JS中的构造器：

  • 每次对象构造都将为实例调用this.Create()方法
  • 该方法可以有任意的入口参数
  • 该方法中的this，是指向对象实例的
  • 在该方法中，可以访问类的私有成员和方法

因此，用户可以按自己的习惯在这里书写任意的JavaScript代码。但是与“类声明相关的”一些语法不能在这里使用：

  • Attribute(), _set(), _get(), _cls()不能使用
  • this.getValue()等不能声明成特性

但有一个唯一的例外：this.inherited()可以在“对象构造周期”使用：

function MyObject() {
  this.method1 = function() {
    // ...
  }

  this.Create = function(v1, v2, v3) {
    // 对象构造周期
    // ...
    if (!v1) return;

    this.method1 = function() {
      this.inherited();
    }
  }
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

这个例子中，“对象构造周期”中的method1()事实上覆盖了“类.method1”方法。但它不会改变其它该类构造的其它实例(如果v1值是有效的)。因此“对象方法”与“类声明的方法”是被区分开来的。

因为这种区分，所以你应该知道“对象构造周期”如果覆盖了“类声明的方法(A)”，那么这个inherited将会调用“方法A”。——inhreited()的语义是“父类方法”。

这个inherited()的特性，请参见：TestCase/BaseObjectDemo3.html

三、Qomolangma中OOP语法的一些注意事项

首先，最重要的一点是：Qomo的多投事件系统对任何框架来说，是“完全透明”的！因此，它可以在其它任何框架中，象一个普通的事件函数(响应句柄)一样地加入被植入。

事实上，Qomo的多投事件与Qomo OOP框架完全地脱离开，不利用任何的OOP特性、框架特性。——这种设计思路完整地体现了Qomo的目标与宗旨，以及，我们对OOP的认知。

1. 类声明与构造的一些特例与语法

Qomo中Class()可以只有一个参数，即Constructor Name。这有两种情况：

// 语法一：值为'Object'，仅仅保留给TObject的声明
function Object(){
}
TObject = Class('Object');

// 语法二：值不为'Object'，相当于调用Class(TObject, '<Constructor Name>');
function MyObject(){
}
TMyObject = Class('MyObject');
``

此外，Class()还有两种可能的用法：

```javascript
// 语法三：Class()在声明前调用
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');
function MyObject(){
}

// 语法四：只注册但不声明类
function MyObject(){
}
Class(TObject, 'MyObject');

语法三使用了JavaScript编译期的特性。由于直接声明的function将在编译期被接受，因此TMyObject对'MyObject'的使用可以出现在它的声明之前。但是下面这样的用法就不行(关于这一点，在以前的《Qomolangma内核篇(四)》中有讲过)：

// 不正确的用法
TMyObject = Class('MyObject');
MyObject = function(){
}

语法四利用了Qomo中不强制类声明的特性。这种用法只将MyObject()注册成为类，但不提供一个类类型TMyObject。这种情况下，仍然可以通过obj = new MyObject()来得到类实例。而与类类型TMyObject完全等义的引用，可以在以下两个地方找到：

obj = new MyObject();

// 1. 在obj.ClassInfo中存在类引用
alert(obj.ClassInfo.ClassName);

// 2. 在命名空间上存在该类引用
var cls = eval(obj.ClassInfo.SpaceName + '.TMyObject');
alert(cls.ClassName);

2. Qomo对象仍然是基于原型构造的

与其它的一些OOP框架不同的是：Qomo对象仍然是基于原型构造的。这表明开发人员仍然可以使用prototype来修改实例和构造器的属性。重要的是，这种修改对Qomo的类构造系统不会造成任何负面的影响。例如：

function MyObject() {
  Attribute(this, 'Value', 200, 'r');
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

MyObject.prototype.Value = 100;

var obj = new MyObject();
alert(obj.Value);
alert(obj.get('Value'));

Qomo 框架采用这种“对原型继承透明”的设计，使得它可以更容易地嵌入到其它的框或者系统中。大多数情况下，第三方的框架感觉不到Qomo的存在，也不会受到Qomo语法的任何影响。

3. Qomo对象构造的第二种语法

首先是作为一种习惯，我在Qomo中实现了一个“与Delphi完全一致”的语法：

function MyObject() {
}
TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');

var obj = TMyObject.Create();

我们可以看到，其实“对象＝类.Create()”在语义上更符合“类继承体系”。但是Qomo不希望将任何与JavaScript无关的语法或者语义“强加”给开发者。所以Qomo中仍然支持JavaScript中标准的构造器语法“对象＝new 构造器()”。需要说明的是，这两种方法得到的对象实例没有任何的区别。

Qomo实现“类.Create()”语法的另一个原因，是因为在命名空间中，我们存储的是类的引用，而非构造器的引用。也就是说，上面的TMyObject能在命名空间中找到：

cls = <a_name_space>.TMyObject;

这种情况下，我们只能使用“类.Create()”这种语法。当然，这种情况下，仍然可以有两种选择：

cls = <a_name_space>.TMyObject;

// 方法一：
var obj1 = cls.Creae();

// 方法二：
var obj2 = new cls.Create();

// 错误的方法：
// var obj3 = new cls();

不要试图对一个类使用new()关键字，在Qomo中，"new cls()"这样的语义是不可理解的。