面向对象编程的模式

2018-01-17 本文已影响32人许先生__

本节介绍 JavaScript 语言实际编程中，涉及面向对象编程的一些模式。

构造函数的继承

让一个构造函数继承另一个构造函数，是非常常见的需求。

这可以分成两步实现。第一步是在子类的构造函数中，调用父类的构造函数。

function Sub(value) {
  Super.call(this);
  this.prop = value;
}

上面代码中，Sub是子类的构造函数，this是子类的实例。在实例上调用父类的构造函数Super，就会让子类实例具有父类实例的属性。

第二步，是让子类的原型指向父类的原型，这样子类就可以继承父类原型。

Sub.prototype = Object.create(Super.prototype);
Sub.prototype.constructor = Sub;
Sub.prototype.method = '...';

上面代码中，Sub.prototype是子类的原型，要将它赋值为Object.create(Super.prototype)，而不是直接等于Super.prototype。否则后面两行对Sub.prototype的操作，会连父类的原型Super.prototype一起修改掉。

另外一种写法是Sub.prototype等于一个父类实例。

Sub.prototype = new Super();

上面这种写法也有继承的效果，但是子类会具有父类实例的方法。有时，这可能不是我们需要的，所以不推荐使用这种写法。

举例来说，下面是一个Shape构造函数。

function Shape() {
  this.x = 0;
  this.y = 0;
}

Shape.prototype.move = function (x, y) {
  this.x += x;
  this.y += y;
  console.info('Shape moved.');
};

我们需要让Rectangle构造函数继承Shape。

// 第一步，子类继承父类的实例
function Rectangle() {
  Shape.call(this); // 调用父类构造函数
}
// 另一种写法
function Rectangle() {
  this.base = Shape;
  this.base();
}

// 第二步，子类继承父类的原型
Rectangle.prototype = Object.create(Shape.prototype);
Rectangle.prototype.constructor = Rectangle;

采用这样的写法以后，instanceof运算符会对子类和父类的构造函数，都返回true。

var rect = new Rectangle();
rect.move(1, 1) // 'Shape moved.'

rect instanceof Rectangle  // true
rect instanceof Shape  // true

上面代码中，子类是整体继承父类。有时只需要单个方法的继承，这时可以采用下面的写法。

ClassB.prototype.print = function() {
  ClassA.prototype.print.call(this);
  // some code
}

上面代码中，子类B的print方法先调用父类A的print方法，再部署自己的代码。这就等于继承了父类A的print方法。

多重继承

JavaScript 不提供多重继承功能，即不允许一个对象同时继承多个对象。但是，可以通过变通方法，实现这个功能。

function M1() {
  this.hello = 'hello';
}

function M2() {
  this.world = 'world';
}

function S() {
  M1.call(this);
  M2.call(this);
}

// 继承 M1
S.prototype = Object.create(M1.prototype);
// 继承链上加入 M2
Object.assign(S.prototype, M2.prototype);

// 指定构造函数
S.prototype.constructor = S;

var s = new S();
s.hello // 'hello：'
s.world // 'world'

上面代码中，子类S同时继承了父类M1和M2。这种模式又称为 Mixin（混入）。

模块

随着网站逐渐变成”互联网应用程序”，嵌入网页的JavaScript代码越来越庞大，越来越复杂。网页越来越像桌面程序，需要一个团队分工协作、进度管理、单元测试等等……开发者不得不使用软件工程的方法，管理网页的业务逻辑。

JavaScript模块化编程，已经成为一个迫切的需求。理想情况下，开发者只需要实现核心的业务逻辑，其他都可以加载别人已经写好的模块。

但是，JavaScript不是一种模块化编程语言，ES5不支持”类”（class），更遑论”模块”（module）了。ES6正式支持”类”和”模块”，但还没有成为主流。JavaScript社区做了很多努力，在现有的运行环境中，实现模块的效果。

基本的实现方法

模块是实现特定功能的一组属性和方法的封装。

只要把不同的函数（以及记录状态的变量）简单地放在一起，就算是一个模块。

function m1() {
  //...
}

function m2() {
  //...
}

上面的函数m1()和m2()，组成一个模块。使用的时候，直接调用就行了。

这种做法的缺点很明显：”污染”了全局变量，无法保证不与其他模块发生变量名冲突，而且模块成员之间看不出直接关系。

为了解决上面的缺点，可以把模块写成一个对象，所有的模块成员都放到这个对象里面。

var module1 = new Object({
　_count : 0,
　m1 : function (){
　　//...
　},
　m2 : function (){
  　//...
　}
});

上面的函数m1和m2，都封装在module1对象里。使用的时候，就是调用这个对象的属性。

module1.m1();

但是，这样的写法会暴露所有模块成员，内部状态可以被外部改写。比如，外部代码可以直接改变内部计数器的值。

module1._count = 5;

封装私有变量：构造函数的写法

我们可以利用构造函数，封装私有变量。

function StringBuilder() {
  var buffer = [];

  this.add = function (str) {
     buffer.push(str);
  };

  this.toString = function () {
    return buffer.join('');
  };

}

这种方法将私有变量封装在构造函数中，违反了构造函数与实例对象相分离的原则。并且，非常耗费内存。

function StringBuilder() {
  this._buffer = [];
}

StringBuilder.prototype = {
  constructor: StringBuilder,
  add: function (str) {
    this._buffer.push(str);
  },
  toString: function () {
    return this._buffer.join('');
  }
};

这种方法将私有变量放入实例对象中，好处是看上去更自然，但是它的私有变量可以从外部读写，不是很安全。

封装私有变量：立即执行函数的写法

使用“立即执行函数”（Immediately-Invoked Function Expression，IIFE），将相关的属性和方法封装在一个函数作用域里面，可以达到不暴露私有成员的目的。

var module1 = (function () {
　var _count = 0;
　var m1 = function () {
　  //...
　};
　var m2 = function () {
　　//...
　};
　return {
　　m1 : m1,
　　m2 : m2
　};
})();

使用上面的写法，外部代码无法读取内部的_count变量。

console.info(module1._count); //undefined

上面的module1就是JavaScript模块的基本写法。下面，再对这种写法进行加工。

模块的放大模式

如果一个模块很大，必须分成几个部分，或者一个模块需要继承另一个模块，这时就有必要采用“放大模式”（augmentation）。

var module1 = (function (mod){
　mod.m3 = function () {
　　//...
　};
　return mod;
})(module1);

上面的代码为module1模块添加了一个新方法m3()，然后返回新的module1模块。

在浏览器环境中，模块的各个部分通常都是从网上获取的，有时无法知道哪个部分会先加载。如果采用上面的写法，第一个执行的部分有可能加载一个不存在空对象，这时就要采用”宽放大模式”（Loose augmentation）。

var module1 = ( function (mod){
　//...
　return mod;
})(window.module1 || {});

与”放大模式”相比，“宽放大模式”就是“立即执行函数”的参数可以是空对象。

输入全局变量

独立性是模块的重要特点，模块内部最好不与程序的其他部分直接交互。

为了在模块内部调用全局变量，必须显式地将其他变量输入模块。

var module1 = (function ($, YAHOO) {
　//...
})(jQuery, YAHOO);

上面的module1模块需要使用jQuery库和YUI库，就把这两个库（其实是两个模块）当作参数输入module1。这样做除了保证模块的独立性，还使得模块之间的依赖关系变得明显。

立即执行函数还可以起到命名空间的作用。

(function($, window, document) {

  function go(num) {
  }

  function handleEvents() {
  }

  function initialize() {
  }

  function dieCarouselDie() {
  }

  //attach to the global scope
  window.finalCarousel = {
    init : initialize,
    destroy : dieCouraselDie
  }

})( jQuery, window, document );

上面代码中，finalCarousel对象输出到全局，对外暴露init和destroy接口，内部方法go、handleEvents、initialize、dieCarouselDie都是外部无法调用的。

参考链接

JavaScript Modules: A Beginner’s Guide, by Preethi Kasireddy