Yet Another OOP : 基于原型而非基于类

OOP是一种程序设计的范式，是设计思想，在多种现代编程语言中都提供语法支持。然而，OOP就只是我们所知道的封装继承多态吗? 套用OOP的说法，OOP的设计思想是抽象，而OOP的编程语法只是实现。

OOP

前阵子在知乎回答了一个问题，题主认为C++的三大特性就是封装继承多态，且不说C++本身支持多种范式，即便是OOP也绝对不仅仅局限于这三个特征。

例如继承并不能唯一表示类之间的关系，只能表示is-a，还有组合（composition），委托（delegation），具体可以参考《重构》那本书，里面会把很多不恰当的继承通过重构修改成组合或者委托，这也是很多设计模式的思想。

例如c++的多态只支持dynamic dispatch(虚函数），而不支持multiple dispatch。举个例子，钥匙开锁，这里的钥匙和锁的类型理论上都能影响到开锁流程，但是c++在绑定代码时只会看一个类型。(钥匙可以是密码、电子钥匙、机械钥匙、瞳孔识别、人脸识别，锁可以分为密码锁、机械锁、手机锁屏等等)

OOP的创始人,第一个OOP语言Smalltalk的设计者Alan Kay这么说

I thought of objects being like biological cells and/or individual computers on a network, only able to communicate with messages (so messaging came at the very beginning -- it took a while to see how to do messaging in a programming language efficiently enough to be useful) OOP to me means only messaging, local retention and protection and hiding of state-process, and extreme late-binding of all things. It can be done in Smalltalk and in LISP. OOP应该体现一种网状结构，这个结构上的每个节点只能通过“消息”和其他节点通讯。它维持、保护、并隐藏着内部状态，延迟绑定一切，并且仅能通过message修改其他节点的状态。

可见封装继承多态，只是编程语言对一种OOP的实现罢了，就连公认的函数式编程FP语言Lisp都能实现OOP。除了常见的基于类的实现(class-based），另一种实现则基于原型(prototype-based），而他最大的发扬者就是使用率很高的一门语言JavaScript，和虽然我没接触但是早有耳闻的原型链。

作为以C++/JAVA/Python/R为技术栈的后端程序员，我对JavaScript本身并不了解，曾经前端编程也是用TypeScript来写，它在JavaScript的基础上实现了一套后端更熟悉的class-based的语法，可编译成JavaScript，后来JavaScript自身也支持了class关键字，但是其实现仍然是prototype-based。

借着这次回答，了解一下prototype-based的OOP，也分享给其他没接触前端的同学。

Prototype-based OOP

原型思想如果学过设计模式就应该能知道，它是创建型设计模式的一种，强调新对象的产生必须通过原型clone得到。

在基于原型的系统中构造对象有两种方法，通过复制（clone）已有的对象，或者通过扩展空对象创建。很多框架例如Vue都会通过扩展空对象的方式自己重写一套原型链。

例如，在JavaScript中，默认的顶级对象是Object，它自身具备一些通用的属性和方法，被原型链上的所有对象继承。对象也可以重写继承来的属性(实际上，就相当于对象内部有个指针指向原型对象)。

1. 通过Object.create(proto,[propertiesObject]) 可以clone Object，并且增加新的属性。某些语法例如定义对象实质上就是进行上面的操作。
2. 通过Object.create(null）、Object.create(undefined)，可以扩展空对象
3. 通过Object.setPrototypeOf(obj, proto)这种语法糖也可以动态修改obj的原型

Object是a的原型，a是b的原型，这就是简单的原型链

对于C++而言，子类内联了父类的所有属性，修改派生类对象的属性就是修改基类对象的属性。对象的结构是静态的。

对于JavaScript而言，则是优先查找当前对象，然后沿着原型链查找原型对象上是否有该属性，修改当前对象的属性并不影响到原型对象的属性，而修改原型对象的属性则可能会影响到当前对象。对象的结构是动态的。

修改b的原型a，影响了b的属性

这个实现有些类似于之前提到的委托（delegation)，通过引用原型对象的方式来进行复用。

某些语言例如wiki中说的Kevo，则是通过副本的方式，直接拷贝原型的所有属性，修改原型对象不会影响到当前对象，同时也不需要遍历整个链来查找属性。但是修改原型对象不会影响到当前对象在传播方面也有坏处，有时候我们就想影响，比如修改函数实现，因此需要其他传播机制；同时，这也是经典的时空交换，空间占用更大了。

Revisit OOP

原型这种纯粹基于对象的实现，反倒更像是字面意义上的OOP，毕竟人家OOP只说了有Object，没说有Class。

回头想一想，基于原型的实现是否满足OOP思想呢?

• 函数和对象绑定，而不是和类绑定，天生就实现了dynamic dispatch。就像是C++为了实现这个功能，也要将vptr和对象绑定一样。
• 沿着原型链查找属性和方法，同样实现了代码复用，复制自同一原型的对象，也具有相同的子结构。就像是C++的继承，复用了基类的数据和方法一样。
• 封装，则是构造函数相关，和原型倒没啥关系，主要是通过函数式编程的闭包机制。C++的封装，则是通过权限机制，只允许对应的函数访问。