JavaScript面向对象编程-javascript 面向对象

随着HTML5标准的成熟和在移动开发领域的大规模使用，JavaScript正成为Web开发领域最热门的开发语言，而且随着NodeJS等技术的发展，JavaScript的应用也从传统前端开发领域延伸到了服务器端开发。但同时需要注意的是，我们项目中的JavaScript代码规模也变得越来越大和更加复杂。这就要求开发人员能够编写高效且可维护的JavaScript代码，虽然JavaScript不像Java那样对面向对象设计有那么好的支持，但我们可以通过在JavaScript中应用这些面向对象的设计模式，来使我们写出更优秀的JavaScript代码。

在这篇教程中，你将学习基于JavaScript的面向对象编程。其中的代码示例是基于EcmaScript 5(JavaScript的标准定义)来实现。

Java与JavaScript的比对

对象类型定义- Object Type

function MyType(){    if (!(this instanceof MyType))        throw new Error("Constructor can’t be called as a function"); 
}var myInstance = new MyType(); 
MyType(); // Error: Constructor can’t be called as a function

在Eclipse的JavaScript视图中，构造器，实例成员，静态成员和内部函数都能被识别，并在Outline视图中显示出来。

实例成员 - Instance Members

通过"new"关键字可以创建一个实例对象，而实例成员(变量或方法)能够通过这个实例对象来访问。实例成员可以通过"this"关键字，原型(prototype)，构造器或Object.defineProperty来定义。

function Cat(name){    var voice = "Meow";    this.name = name;    this.say = function(){      return voice; 
    } 
} 
Cat.prototype.eat = function(){    return "Eating"; 
}var cat = new Cat("Fluffy");Object.defineProperty(cat, "numLegs",{value: 4,writable:true,enumerable:true,configurable:tr 
ue});console.log(cat.name); // Fluffyconsole.log(cat.numLegs); // 4console.log(cat.say()); // Meowconsole.log(cat.eat()); // Eating

静态成员 - Static Members

JavaScript中并不直接支持静态成员。你可以通过构造器来创建静态成员。静态成员不允许通过"this"关键字直接访问。

公共静态成员

function Factory(){ 
}// public static methodFactory.getType = function (){    return "Object Factory"; 
};// public static fieldFactory.versionId = "F2.0"; 
Factory.prototype.test = function(){    console.log(this.versionId); // undefined 
    console.log(Factory.versionId); // F2.0 
    console.log(Factory.getType()); // Object Factory}var factory = new Factory(); 
factory.test();

私有静态成员

var Book = (function () {    // private static field 
    var numOfBooks = 0;    // private static method 
    function checkIsbn(isbn) {        if (isbn.length != 10 && isbn.length != 13)            throw new Error("isbn is not valid!"); 
    }    function Book(isbn, title) { 
        checkIsbn(isbn);        this.isbn = isbn;        this.title = title; 
        numOfBooks++;        this.getNumOfBooks = function () {            return numOfBooks; 
        } 
    }    return Book; 
})();var firstBook = new Book("0-943396-04-2", "First Title");console.log(firstBook.title); // First Titleconsole.log(firstBook.getNumOfBooks()); // 1var secondBook = new Book("0-85131-041-9", "Second Title");console.log(firstBook.title); // First Titleconsole.log(secondBook.title); // Second Titleconsole.log(firstBook.getNumOfBooks()); // 2console.log(secondBook.getNumOfBooks()); // 2

抽象类型 - Abstract Types

JavaScript是一个弱类型语言，所以当你声明一个变量时，不需要指定它的类型。这就减弱了对于像接口这样的抽象类型的依赖。但有时候，你仍然希望使用抽象类型来将一些共有的功能放在一起，并采用继承的机制，让其他类型也具有相同的功能，你可以参考下面的示例：

(function(){    var abstractCreateLock = false;    // abstract type 
    function BaseForm(){        if(abstractCreateLock)            throw new Error("Can’t instantiate BaseForm!"); 
    } 
 
    BaseForm.prototype = {}; 
    BaseForm.prototype.post = function(){        throw new Error("Not implemented!"); 
    }    function GridForm(){ 
    } 
 
    GridForm.prototype = new BaseForm(); 
    abstractCreateLock = true; 
    GridForm.prototype.post = function(){        // ... 
        return "Grid is posted."; 
    }    window.BaseForm = BaseForm;    window.GridForm = GridForm; 
})();var myGrid = new GridForm();console.log(myGrid.post()); // Grid is posted.var myForm = new BaseForm(); // Error: Can’t instantiate BaseForm!

接口 - Interfaces

JavaScript同样没有对接口的直接支持。你可以通过下面代码中实现的机制来定义接口。

var Interface = function (name, methods) {    this.name = name;    // copies array 
    this.methods = methods.slice(0); 
}; 
 
Interface.checkImplements = function (obj, interfaceObj) {    for (var i = 0; i < interfaceObj.methods.length; i++) {        var method = interfaceObj.methods[i];        if (!obj[method] || typeof obj[method] !=="function") 
            thrownewError("Interfacenotimplemented! Interface: " + interfaceObj.name + " Method: " + method); 
    } 
};var iMaterial = new Interface("IMaterial", ["getName", "getPrice"]);function Product(name,price,type){ 
    Interface.checkImplements(this, iMaterial);    this.name = name;    this.price = price;    this.type = type; 
} 
 
Product.prototype.getName = function(){    return this.name; 
}; 
Product.prototype.getPrice = function(){    return this.price; 
};var firstCar = new Product("Super Car X11",20000,"Car");console.log(firstCar.getName()); // Super Car X11delete Product.prototype.getPrice;var secondCar = new Product("Super Car X12",30000,"Car"); // Error: Interface not implemented!

单例对象 - Singleton Object

如果你希望在全局范围内只创建一个某一类型的示例，那么你可以有下面两种方式来实现一个单例。

var Logger = { 
    enabled:true, 
    log: function(logText){      if(!this.enabled)        return;      if(console && console.log)        console.log(logText);      else 
        alert(logText); 
    } 
} 
或者 
function Logger(){ 
} 
Logger.enabled = true; 
Logger.log = function(logText){    if(!Logger.enabled)        return;    if(console && console.log)        console.log(logText);    else 
        alert(logText); 
}; 
Logger.log("test"); // testLogger.enabled = false; 
Logger.log("test"); //

创建对象 - Object Creation

通过new关键字创建

可以使用"new"关键字来创建内置类型或用户自定义类型的实例对象，它会先创建一个空的实例对象，然后再调用构造函数来给这个对象的成员变量赋值，从而实现对象的初始化。

//or var dog = {};//or var dog = new MyDogType();var dog = new Object(); 
dog.name = "Scooby"; 
dog.owner = {}; 
dog.owner.name = "Mike"; 
dog.bark = function(){   return "Woof"; 
};console.log(dog.name); // Scoobyconsole.log(dog.owner.name); // Mikeconsole.log(dog.bark()); // Woof

通过字面量直接创建

通过字面量创建对象非常简单和直接，同时你还可以创建嵌套对象。

var dog = { 
  name:"Scoobyî", 
  owner:{ 
    name:"Mike" 
  }, 
  bark:function(){    return "Woof"; 
  } 
};console.log(dog.name); // Scoobyconsole.log(dog.owner.name); // Mikeconsole.log(dog.bark()); // Woof

成员作用域 - Scoping

私有字段 - Private Fields

在JavaScript中没有对私有字段的直接支持，但你可以通过构造器来实现它。首先将变量在构造函数中定义为私有的，任何需要使用到这个私有字段的方法都需要定义在构造函数中，这样你就可以通过这些共有方法来访问这个私有变量了。

function Customer(){  // private field 
  var risk = 0;  this.getRisk = function(){    return risk; 
  };  this.setRisk = function(newRisk){ 
    risk = newRisk; 
  };  this.checkRisk = function(){    if(risk > 1000)      return "Risk Warning";    return "No Risk"; 
  }; 
} 
 
Customer.prototype.addOrder = function(orderAmount){  this.setRisk(orderAmount + this.getRisk());  return this.getRisk(); 
};var customer = new Customer();console.log(customer.getRisk()); // 0console.log(customer.addOrder(2000)); // 2000console.log(customer.checkRisk()); // Risk Warning

私有方法 - Private Methods

私有方法也被称作内部函数，往往被定义在构造体中，从外部无法直接访问它们。

function Customer(name){  var that = this;  var risk = 0;  this.name = name;  this.type = findType();  // private method 
  function findType() {     console.log(that.name);     console.log(risk);     return "GOLD"; 
   } 
}

或者

function Customer(name){  var that = this;  var risk = 0;  this.name = name;  // private method 
  var findType = function() {     console.log(that.name);     console.log(risk);     return "GOLD"; 
  };  this.type = findType(); 
}var customer = new Customer("ABC Customer"); // ABC Customer 
 // 0console.log(customer.type); // GOLDconsole.log(customer.risk); // undefined

如果私有内部函数被实例化并被构造函数返回，那么它将可以从外部被调用。

function Outer(){  return new Inner();  //private inner 
  function Inner(){     this.sayHello = function(){        console.log("Hello"); 
     } 
   } 
} 
(new Outer()).sayHello(); // Hello

特权方法 - Privileged Methods

原型方法中的一切都必须是公共的，因此它无法调用类型定义中的私有变量。通过在构造函数中使用"this."声明的函数称为特权方法，它们能够访问私有字段，并且可以从外部调用。

function Customer(orderAmount){  // private field 
  var cost = orderAmount / 2;  this.orderAmount = orderAmount;  var that = this;  // privileged method 
  this.calculateProfit = function(){    return that.orderAmount - cost; 
  }; 
} 
 
Customer.prototype.report = function(){  console.log(this.calculateProfit()); 
};var customer = new Customer(3000); 
customer.report(); // 1500

公共字段 - Public Fields

公共字段能够被原型或实例对象访问。原型字段和方法被所有实例对象共享(原型对象本身也是被共享的)。当实例对象改变它的某一个字段的值时，并不会改变其他对象中该字段的值，只有直接使用原型对象修改字段，才会影响到所有实例对象中该字段的值。

function Customer(name,orderAmount){  // public fields 
  this.name = name;  this.orderAmount = orderAmount; 
} 
 
Customer.prototype.type = "NORMAL"; 
Customer.prototype.report = function(){  console.log(this.name);  console.log(this.orderAmount);  console.log(this.type);  console.log(this.country); 
}; 
 
Customer.prototype.promoteType = function(){  this.type = "SILVER"; 
};var customer1 = new Customer("Customer 1",10);// public fieldcustomer1.country = "A Country"; 
customer1.report(); // Customer 1 
                     // 10 
                     // NORMAL 
                     // A Countryvar customer2 = new Customer("Customer 2",20); 
customer2.promoteType();console.log(customer2.type); // SILVERconsole.log(customer1.type); // NORMAL

公共方法 - Public Methods

原型方法是公共的，所有与之关联的对象或方法也都是公共的。

function Customer(){  // public method 
  this.shipOrder = function(shipAmount){     return shipAmount; 
  }; 
}// public methodCustomer.prototype.addOrder = function (orderAmount) {    var totalOrder = 0;    for(var i = 0; i < arguments.length; i++) { 
      totalOrder += arguments[i]; 
    }    return totalOrder; 
  };var customer = new Customer();// public methodcustomer.findType = function(){   return "NORMAL"; 
};console.log(customer.addOrder(25,75)); // 100console.log(customer.shipOrder(50)); // 50console.log(customer.findType()); // NORMAL

继承 - Inheritance

有几种方法可以在JavaScript中实现继承。其中"原型继承"——使用原型机制实现继承的方法，是最常用的。如下面示例：

function Parent(){  var parentPrivate = "parent private data";  var that = this;  this.parentMethodForPrivate = function(){     return parentPrivate; 
  };  console.log("parent"); 
} 
 
Parent.prototype = { 
  parentData: "parent data", 
  parentMethod: function(arg){    return "parent method"; 
  }, 
  overrideMethod: function(arg){    return arg + " overriden parent method"; 
  } 
}function Child(){  // super constructor is not called, we have to invoke it 
  Parent.call(this);  console.log(this.parentData);  var that = this;  this.parentPrivate = function(){     return that.parentMethodForPrivate(); 
  };  console.log("child"); 
}//inheritanceChild.prototype = new Parent();// parentChild.prototype.constructor = Child;//lets add extented functionsChild.prototype.extensionMethod = function(){  return "child’s " + this.parentData; 
};//override inherited functionsChild.prototype.overrideMethod = function(){  //parent’s method is called 
  return "Invoking from child" + Parent.prototype. 
  overrideMethod.call(this, " test"); 
};var child = new Child();// parent// parent data 
 // childconsole.log(child.extensionMethod()); //child’s parent dataconsole.log(child.parentData); //parent dataconsole.log(child.parentMethod()); //parent methodconsole.log(child.overrideMethod()); //Invoking from child testoverriden parent methodconsole.log(child.parentPrivate()); // parent private dataconsole.log(child instanceof Parent); //trueconsole.log(child instanceof Child); //true

当一个成员字段或函数被访问时，会首先搜索这个对象自身的成员。如果没有找到，那么会搜索这个对象对应的原型对象。如果在原型对象中仍然没有找到，那么会在它的父对象中查找成员和原型。这个继承关系也被成为 "原型链"。下面这张图就反映了原型链的继承关系。

模块化 - Modularization

当我们的项目中，自定义的对象类型越来越多时，我们需要更有效地组织和管理这些类定义，并控制他们的可见性，相互依赖关系以及加载顺序。"命名空间"和"模块"能够帮助我们很好地解决这个问题。(EcmaScript 6已经实现了模块系统，但因它还没有被所有浏览器实现，此处我们仍以ES5为例来进行说明)

命名空间 - Namespaces

JavaScript中并没有命名空间的概念。我们需要通过对象来创建命名空间，并将我们定义的对象类型放入其中。

//create namespacevar myLib = {}; 
myLib.myPackage = {};//Register types to namespacemyLib.myPackage.MyType1 = MyType1; 
myLib.myPackage.MyType2 = MyType2;

模块 - Modules

模块被用来将我们的JavaScript代码分解到包中。模块可以引用其他模块或将自己定义的对象类型对外暴露，以供其他模块使用。同时它能够用来管理模块间的依赖关系，并按照我们指定的顺序进行加载。目前有一些第三方库可以用来实现模块的管理。

下面的例子中，我们在模块里定义新的类型，并且引用其他模块并将自身的公共类型对外暴露。

Module.define("module1.js", 
               ["dependent_module1.js","dependent_module2.js",...],               function(dependentMod1, dependentMod2) {//IMPORTS 
 
  //TYPE DEFINITIONS 
  function ExportedType1(){    // use of dependent module’s types 
    var dependentType = new dependentMod1.DependentType1(); 
    ... 
  }  function ExportedType2(){ 
  } 
 
  ...  // EXPORTS 
  return { ExportedType1: ExportedType1, ExportedType2:ExportedType2,...}; 
});//To use a module (can work asynchronously or synchronously):Module.use(["module1.js"], function(aModule){ 
  console.log("Loaded aModule!");  var AType = aModule.AnExportedType;  var atype1Instance = new AType(); 
});

自定义异常 - Custom Exceptions

JavaScript中有一些内部定义的异常，如Error、TypeError和SyntaxError。它们会在运行时被创建和抛出。所有的异常都是"unchecked"。一个普通的对象也可以被用作一个异常，并在throw语句中抛出。因此，我们可以创建自己定义的异常对象，并且在程序中捕获它们进行处理。一个异常处理的***实践是，扩展JavaScript中标准的Error对象。

function BaseException() {} 
BaseException.prototype = new Error(); 
BaseException.prototype.constructor = BaseException; 
BaseException.prototype.toString = function() {  // note that name and message are properties of Error 
  return this.name + ":"+this.message; 
};function NegativeNumberException(value) {  this.name = "NegativeNumberException";  this.message = "Negative number!Value: "+value; 
} 
NegativeNumberException.prototype = new BaseException(); 
NegativeNumberException.prototype.constructor = NegativeNumberException;function EmptyInputException() {  this.name = "EmptyInputException";  this.message = "Empty input!"; 
} 
EmptyInputException.prototype = new BaseException(); 
EmptyInputException.prototype.constructor = EmptyInputException;var InputValidator = (function() {  var InputValidator = {}; 
  InputValidator.validate = function(data) {    var validations = [validateNotNegative, validateNotEmpty];    for (var i = 0; i < validations.length; i++) {      try { 
        validations[i](data); 
      } catch (e) {        if (e instanceof NegativeNumberException) {          //re-throw 
          throw e; 
        } else if (e instanceof EmptyInputException) {          // tolerate it 
          data = "0"; 
        } 
      } 
    } 
  };  return InputValidator;  function validateNotNegative(data) {    if (data < 0)      throw new NegativeNumberException(data) 
  }  function validateNotEmpty(data) {    if (data == "" || data.trim() == "")      throw new EmptyInputException(); 
  } 
})();try { 
  InputValidator.validate("-1"); 
} catch (e) {  console.log(e.toString()); // NegativeNumberException:Negative number!Value: -1 
  console.log("Validation is done."); // Validation is done.}

自定义事件 - Custom Events

自定义事件能够帮助我们减小代码的复杂度，并且有效地进行对象之间的解耦。下面是一个典型的自定义事件应用模式：

function EventManager() {}var listeners = {}; 
 
EventManager.fireEvent = function(eventName, eventProperties) {  if (!listeners[eventName])    return;  for (var i = 0; i < listeners[eventName].length; i++) { 
    listeners[eventName][i](eventProperties); 
  } 
}; 
 
EventManager.addListener = function(eventName, callback) {  if (!listeners[eventName]) 
    listeners[eventName] = []; 
  listeners[eventName].push(callback); 
}; 
 
EventManager.removeListener = function(eventName, callback) {  if (!listeners[eventName])    return;  for (var i = 0; i < listeners[eventName].length; i++) {    if (listeners[eventName][i] == callback) {      delete listeners[eventName][i];      return; 
    } 
  } 
}; 
 
EventManager.addListener("popupSelected", function(props) {  console.log("Invoked popupSelected event: "+props.itemID); 
}); 
EventManager.fireEvent("popupSelected", { 
  itemID: "100"}); //Invoked popupSelected event: 100

【本文是51CTO专栏作者“陈逸鹤”的原创文章，如需转载请联系作者本人(微信公众号:techmask)】

戳这里，看该作者更多好文