JavaScript 类与函数化编程：构造函数、原型继承与模块模式实战指南

JavaScript 面向对象编程基础


1.对象适合于收集和管理数据，容易形成树型结构。
Javascript包括一个原型链特性，允许对象继承另一对象的属性。正确的使用它能减少对象的初始化时间和内存消耗。
2.函数它们是javascript的基础模块单元，用于代码复用、信息隐藏和组合调用。函数用于指定对象的行为。一般来说，编程就是将一组需求分解成一组函数和数据结构的技能。
3.模块我们可以使用函数和闭包来构造模块。模块是一个提供接口却隐藏实现状态和实现的函数或对象。

构造函数模式与伪类模式

1.自定义类型--构造函数模式(伪类模式)

在基于类的系统中，对象的定义依赖于类来描述其结构。以建筑为例，建筑师首先绘制房屋蓝图，随后所有房屋均依据该蓝图建造，这体现了类与实例的关系。

在使用自定义类型模式实现继承时，只需将参数传递给构造函数，并将其挂载到实例对象上。由于通过实例对象调用的方法内部均可访问该参数，因此其他关于实例对象的方法无需传递参数。挂载在实例 this 对象上的变量被称为实例变量。

组合继承与寄生组合式继承

组合--继承


function Person (name, age, job) {
  // 实例变量
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.job = job;
}
Person.prototype.sayName = function () {
  alert(this.name);
}

var person1 = new Person('Nicholas', 29, 'Software Engineer');
var person2 = new Person('Greg', 27, 'Doctor');
function SuperType (name) {
  this.name = name;
  this.colors = ['red','blue', 'green'];
}

SuperType.prototype.sayName = function () {
  console.log(this.name);
}

function SubType (name, age) {
  // 继承属性
  SuperType.call(this,name);
  this.age = age;
}

// 继承方法
SubType.prototype = new SuperType();

SubType.prototype.sayAge = function () {
  console.log(this.age)
}

var instance1 = new SubType('Nicholas', 29);
instance1.colors.push('black')
console.log(instance1.colors);
instance1.sayName();
instance1.sayAge();

var instance2 = new SubType('Greg', 27)
console.log(instance2.colors);
instance2.sayName();
instance2.sayAge();

在同时继承属性和方法时，超类构造函数会被调用两次。当通过 new 调用超类构造函数创建子类构造函数的原型时，子类构造函数的原型对象成为超类构造函数的实例，从而包含超类构造函数为实例 this 添加的属性（值为 undefined）。这意味着通过 new 调用超类构造器函数来更改子类构造器的原型时，子类构造器的原型上会出现多余属性，造成资源浪费。实际上，我们只需让子类构造器的原型继承超类构造器原型的方法即可。因此，我们需要

1.创建一个子类构造器原型对象。

2.使此子类构造器原型继承自超类构造器的原型。

3.因为在步骤 1 中改写了子类构造器的原型对象（即重新创建了原型对象），所以我们需要在新创建的原型对象上添加 constructor 属性，并将其赋值为子类构造器函数。

将上述逻辑改写后的代码如下所示。

关于 constructor 属性：它仅存在于构造器函数的原型上，并指向该构造器。改写了的原型对象默认不包含 constructor 属性。

寄生组合式--继承


function inheritPrototype (subType,superType) {
  var prototype = Object.creat(superType.prototype);
  prototype.constructor = subType;
  subType.prototype = prototype;
};

function SuperType (name) {
  this.name = name;
  this.colors = ['red', 'blue', 'green'];
}
SuperType.prototype.sayName = function () {
  console.log(this.name);
}
function SubType(name, age) {
  //继承属性
  SuperType.call(this,name);
  this.age = age;
}
//继承方法
inheritPrototype(SubType,SuperType);
SubType.prototype.sayAge = function () {
  console.log(this.age);
}

var instance = new SubType();

通过隐藏那些所谓的 prototype 操作细节，现在看起来没那么怪异了。但是否真的有所发现: 没有私有环境，所有属性都是公开的。无法访问父类的方法。难以调试

原型继承与 Object.create

2.原型

在纯粹的原型模式中，我们摒弃类，转而专注对象。基于原型的继承在概念上比基于类的继承更简单：一个新对象可以继承一个旧对象的属性。你通过构造有用的对象开始，接着可以构造更多和那个对象类似的对象。这就可以完全避免把一个应用拆解成一系列嵌套抽象类的分类过程。在基于原型的系统中，我们创建的对象，看起来要像我们想要的所有这种类型的对象那样，然后告诉 javascript 引擎，我们想要更多像这样的对象。如果建筑是基于原型的，建筑师会先建一所房子，然后将房子都建成像这种模样的。

方法 Object.creat() 作为 new 操作符的替代方案，使用它来创建 javascript 对象时，能增添一种更像是基于原型的感觉。


function myMammal = {
  name : 'Herb the Mammal',
  get_name : function () {
    return this.name;
  },
  says : function () {
    return this.saying || '';
  }
}

var myCat = Object.create(myMammal);
myCat.name = 'Henrietta';
myCat.saying = 'meow';
myCat.purr = function (n) {
  var i, s = '';
  for (i = 0;i < n; i += 1) {
    if(s) {
      s += '-'
    }
    s += 'r';
  }
  return s;
}

myCat.get_name = function () {
  return this.says + ' ' + this.name + this.says;
}

这是一种"差异化继承"。通过定制一个新的对象，我们指明它与所基于的基本对象的区别。有时候，它对某些数据结构继承于其他数据结构的情形非常有用。

函数化模式与闭包

3.函数化--工厂模式

在伪类模式里，构造器函数 Cat 不得不重复构造器 Mammal 已经完成的工作。在函数化模式中那不再需要了，因为构造器 Cat 将会调用构造器 Mammal，让 Mammal 去做对象创建中的大部分工作，所有 Cat 只关注自身的差异即可。函数化模式有很大的灵活性。它相比伪类模式不仅带来的工作更少，还让我们得到更好的封装和信息隐藏，以及访问父类方法的能力。

如果我们用函数化得样式去创建对象，并且该对象的所有方法都不用 this 或 that,那么该对象就是持久性的。一个持久性的对象就是一个简单功能函数的集合。

私有变量:任何在函数中定义的变量，都可以认为是私有变量，因为不能在函数外部访问这些变量。

闭包

闭包是阻止垃圾回收器将变量从内存中移除的方法，使的在创建变量的执行环境的外面能够访问到该变量。请记住:闭包由函数创建。每次调用函数会创建一个唯一的执行环境对象。函数执行完后，执行对象就会被丢弃，除非调用者引用了它。当然，如果函数返回的是数字，就不能引用函数的执行环境对象。但是如果函数返回的是一个更复杂的结构，像是函数、对象或者数组，将返回值保存到一个变量上，就创建了一个对执行环境的引用。


Function.prototype.method = function (name,func) {
  this.prototype[name] = func;
  return this; 
}
// 工厂mammal函数
var mammal = function (spec) {
  var that = {};

  that.get_name = function () {
    return spec.name;
  }
  that.says = function (spec) {
    return spec.saying || '';
  } 

  return that;
}

// 工厂cat函数(基于mammal的函数)
var cat = function (spec) {
  spec.saying = spec.saying || 'meow';
  var that = mammal(spec);
  that.purr = function (n) {
    var i, s = '';
    for (i = 0; i < n; i += 1) {
      if(s) {
        s += '-';
      }
      s += 'r';
    }
  }
  that.get_name = function () {
    return that.says() + ' ' + spec.name + ' ' + that.says();
  }
  return that;
}

// 创建myCat对象
var myCat = cat({name: 'Henrietta'});

Object.method('superior',function (name) {
  var that = this,
    method = that[name];
  return function () {
    return method.apply(that, arguments)
  }
})

// 工厂coolcat函数(基于cat函数)
var coolcat = function (spec) {
  var that = cat(spec),
    super_get_name = that.superior('get_name');
  that.get_name = function (n) {
    return 'like ' + super_get_name() + ' baby';
  }
  return that;
}

var myCoolCat = coolcat({name : 'Bix'});

var name = myCoolCat.get_name();

函数化模块模式有很大的灵活性。它相比构造函数模式不仅带来的工作更少，还让我们得到更好的封装休息和隐藏，以及访问父类方法的能力。如果对象的所有状态都是私有的，那么该对象就成为一个"防伪(tamper-proof)"对象。该对象的属性是可以被替换或者删除，当该对象的完整性不会受到损坏。我们用函数式的样式创建一个对象，并且该对象的所有方法都不使用 this 或者 that，那么该对象就是持久性对象。一个持久性对象，就是一个简单的函数功能的集合。一个持久性的对象不会被入侵。访问一个持久性的对象时，除非有方法授权，否则攻击者不会访问对象的内部状态。

模块模式与增强模块模式

模块模式

前面的模式是用于自定义类型创建私有变量和特权方法的。而道格拉斯所说的模块模式则是为单例创建私有变量和特权方法。所谓单例指的就是只有一个实例的对象。(就是用对象字面量表示法创建的对象)


var singleton = function () {
  // 私有变量和函数
  var privateVariable = 10;

  function privateFunction () {
    return false;
  }
  //特权/公有方法和属性
  return {
    publicProvperty: true;

    publicMethod: function () {
      privateVariable++;
      return privateFunction();
    }
  }
}

从本质上讲，这个对象字面量定义的是单例的公共接口。这种模式在需要对单例进行某些初始化，同时又需要维护其私有变量时非常有用。简言之，如果必须创建一个对象并以某些数据对其进行初始化，同时还要公开一些能够访问这些私有数据的方法。

增强的模块模式

这种增强的模块模式适合那些单例必须是某种类型的实例，同时还必须添加某些属性和方法对其加以增强的例子。


var singleton = function () {
  // 私有变量和函数
  var privateVariable = 10;

  function privateFunction () {
    return false
  }
  // 创建对象
  var object = new CustomType();

  // 添加特权/公有属性和方法
  object.publicProperty = true;
  object.publicMethod = function () {
    privateVariable++;
    return privateFunction();
  }

  return object;
}()

JavaScript 面向对象编程：构造函数、原型链与函数化模式详解