Javascript乱弹设计模式系列(0) － 面向对象基础以及接口和继承类的实现

前言

博客园谈设计模式的文章很多，我也受益匪浅，包括TerryLee、吕震宇等等的.NET设计模式系列文章，强烈推荐。对于我，擅长于前台代码的开发，对于设计模式也有一定的了解，于是我想结合Javascript来设计前台方面的“设计模式”，以对后台“设计模式”做个补充。开始这个系列我也诚惶诚恐，怕自己写得不好，不过我也想做个尝试，一来希望能给一些人有些帮助吧，二来从写文章中锻炼下自己，三来通过写文章对自己增加自信；如果写得不好，欢迎拍砖，我会虚心向博客园高手牛人们学习请教；如果觉得写得还可以，谢谢大家的支持了:)

在开始设计模式的书写之前，有必要对Javascript面向对象的概念先做个介绍，那么这篇文章就以面向对象基础作为起点吧。

那好了，闲话不多说了，开始这系列的开篇文章

理论知识

1. 首先Javascript是弱类型语言，它定义变量时不必声明类型，如var Person = new Person()，它的变量类型为“var”，现在的C# 3.0也引进了这种匿名类型的概念，弱类型的变量产生了极大的灵活性，因为Javascript会根据需要来进行类型转换。所以这也决定了它采用了晚绑定的方法，即在运行后才知道变量的类型；

2. 面向对象概念不必多说，封装，继承，多态；

3. Javascript对象的类型主要分为三种：本地对象，如String，Array，Date等；内置对象，如Global，Math等；宿主对象，是指BOM,DOM对象等等；变量范围包括传统面向对象程序设计中的作用域，如公有，保护，私有，静态等等；

主要内容

1. 现在让我们来看看Javascript怎样创建对象的：

function Man() {
   //  
}
Man.prototype.getNickName = function() {
    return "Leepy";
}; 

var man = new Man();
var name = man.getNickName(); 

这样就创建了最简单的类和对象，其中我们可以把function Man() {} 看作是Man类的构造函数，getNickName()看作是Man类的方法，准确说可以“当作”是Man类的公共方法；为什么要说是当作呢？那是因为其实Javascript实际上并没有一个私有共有的划分，因此开发者们自己指定了这样的规约，那么规约是什么样的呢？我这里把Man类的清单完整地列出来：

function Man() {
    // 私有静态属性
    var Sex = "男";
    //私有静态方法
    function checkSex() {
        return (Sex == "男");
    }
    //私有方法
    this._getSex = function() {
        //调用私有静态方法
        if(checkSex())
            return "男";
        else
            return "女";
    }
    //私有方法
    this.getFirstName = function() { 
        return "Li";
    };
    //私有方法
    this.getLastName = function() {
        return "Ping";
    };
}
//公共方法
Man.prototype.getNickName = function() {
    return "Leepy";
};
//公共方法
Man.prototype.getFullName = function() {
    return this.getFirstName() + " " + this.getLastName();
};
//公共方法
Man.prototype.getSex = function() {
    //调用私有方法
    return this._getSex();
};
//公共静态方法
Man.say = function() {
    return "Happy new year!";
}

这样的类是否看起来和传统的类很相似了呢^_^

2. 接下来这个是本篇的一个重点，就是用Javascript如何设计一个接口，然后让类继承于它。

首先，先让我们看传统的C#语言是如何设计接口的吧：

public interface Person
{
    string GetName();
    void SetName(string name);
}
public class Man : Person
{
    private string _name; 

    public string GetName()
    {
        return _name;
    }
    public void SetName(string name)
    {
        _name = name;
    }
} 

接口中可以声明属性、方法、事件和类型(Structure)，（但不能声明变量），但是并不能设置这些成员的具体值，也就是说，只能定义，不能给它里面定义的东西赋值，而接口作为它的继承类或者派生类的规约，继承类或者它的派生类能够共同完成接口属性、方法、事件和类型的具体实现，因为这里GetName()，SetName()，不管是方法名还是属性调用顺序上都是要保持一致的；

那么有了这样的一个基于接口的思想，我们设计Javascript的接口类的时候也需要考虑到这个规范。我先从主JS文件调用端开始说起：

var Person = new Interface("Person", [["getName", 0], ["setName", 1]]); 

其中Interface类是稍后要说的接口类，第一个参数"Person"是接口类的名称，第二个参数是个二维数组，"getName"是接口方法的名称，"0"是该方法所带的参数个数（因为Javascript是弱语言，所以类型是不确定的，所以只要记住参数个数就好，"0"可以省略不写），"setName"同理。这样一个接口定义好了。怎样使用它呢？

function Man() 
{
    this.name = "";
    Interface.registerImplements(this, Person);
}
Man.prototype.getName = function() {
    return this.name;
};
Man.prototype.setName = function(name) {
    this.name = name;
}; 

看到Man的构造函数里面包含

Interface.registerImplements(this, Person);

它是用来将实例化的this对象继承于Person接口，然后继承类对接口的方法进行实现。

代码看起来是不是很清晰和简单呢^_^，那么现在要开始介绍真正的核心代码Interface.js了：

先看Interface的构造函数部分

function Interface(name, methods) 
{
    if(arguments.length != 2) {
        throw new Error("接口构造函数含" + arguments.length + "个参数, 但需要2个参数.");
    }
    this.name = name;
    this.methods = [];
    if(methods.length < 1) {
        throw new Error("第二个参数为空数组.");
    }
    for(var i = 0, len = methods.length; i < len; i++) {
        if(typeof methods[i][0] !== 'string') {
            throw new Error("接口构造函数第一个参数必须为字符串类型.");
        }
        if(methods[i][1] && typeof methods[i][1] !== 'number') {
            throw new Error("接口构造函数第二个参数必须为整数类型.");
        }
        if(methods[i].length == 1) {
            methods[i][1] = 0;
        } 

        this.methods.push(methods[i]);
    }    
};

刚才看到了var Person = new Interface("Person", [["getName", 0], ["setName", 1]]);，这里将两个参数分别保存起来；

调用方法部分：

Interface.registerImplements = function(object) { 

    if(arguments.length < 2) {
        throw new Error("接口的实现必须包含至少2个参数.");
    } 

    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {
        var interface = arguments[i];
        if(interface.constructor !== Interface) {
            throw new Error("从第2个以上的参数必须为接口实例.");
        }
        for(var j = 0, methodsLen = interface.methods.length; j < methodsLen; j++) {
            var method = interface.methods[j][0];
            if(!object[method] || typeof object[method] !== 'function' || object[method].getParameters().length != interface.methods[j][1]) {
                throw new Error("接口的实现对象不能执行" + interface.name + "的接口方法" + method + "，因为它找不到或者不匹配.");
            }
        }
    }
}; 

刚才这句Interface.registerImplements(this, Person);，实际上这里是把this对象的方法名以及参数个数与刚Person保存的methods逐一进行比较，如果找不到或者不匹配，就警告错误；其中object[method].getParameters().length，调用了如下的代码：

Function.prototype.getParameters = function() { 

    var str = this.toString();
    var paramString = str.slice(str.indexOf('(') + 1, str.indexOf(')')).replace(/\s*/g,'');     //取得参数字符串
    try
    {
        return (paramString.length == 0 ? [] : paramString.split(','));
    }
    catch(err)
    {
        throw new Error("函数不合法!");
    }
} 

 getParrameters()方法作为Function对象的一个扩展，功能是取得方法含有的参数数组；

Interface.js完整的代码如下：

function Interface(name, methods) 
{
    if(arguments.length != 2) {
        throw new Error("接口构造函数含" + arguments.length + "个参数, 但需要2个参数.");
    }
    this.name = name;
    this.methods = [];
    if(methods.length < 1) {
        throw new Error("第二个参数为空数组.");
    }
    for(var i = 0, len = methods.length; i < len; i++) {
        if(typeof methods[i][0] !== 'string') {
            throw new Error("接口构造函数第一个参数必须为字符串类型.");
        }
        if(methods[i][1] && typeof methods[i][1] !== 'number') {
            throw new Error("接口构造函数第二个参数必须为整数类型.");
        }
        if(methods[i].length == 1) {
            methods[i][1] = 0;
        } 

        this.methods.push(methods[i]);
    }    
}; 

Interface.registerImplements = function(object) { 

    if(arguments.length < 2) {
        throw new Error("接口的实现必须包含至少2个参数.");
    } 

    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {
        var interface = arguments[i];
        if(interface.constructor !== Interface) {
            throw new Error("从第2个以上的参数必须为接口实例.");
        }
        for(var j = 0, methodsLen = interface.methods.length; j < methodsLen; j++) {
            var method = interface.methods[j][0];
            if(!object[method] || typeof object[method] !== 'function' || object[method].getParameters().length != interface.methods[j][1]) {
                throw new Error("接口的实现对象不能执行" + interface.name + "的接口方法" + method + "，因为它找不到或者不匹配.");
            }
        }
    }
}; 

Function.prototype.getParameters = function() { 

    var str = this.toString();
    var paramString = str.slice(str.indexOf('(') + 1, str.indexOf(')')).replace(/\s*/g,'');     //取得参数字符串
    try
    {
        return (paramString.length == 0 ? [] : paramString.split(','));
    }
    catch(err)
    {
        throw new Error("函数不合法!");
    }
} 

好了该创建一个html页面来试试效果了：

<script type="text/javascript">
function test()
{
    var man = new Man();
    man.setName("Leepy");
    alert(man.getName());
}
</script> 

<input type="button" value="click" onclick="test();" />

最终结果为："Leepy"的弹出框；

这里还有一点要强调，如果接口上的方法没有在继承类上得到完全实现，或者方法参数个数不匹配，那么就会提示错误；

3. 如果我要一个类继承于另一个类该怎么做呢，继续看例子，这里我再定义一个SchoolBoy（男学生）类：

function SchoolBoy(classNo, post)
{
    Man.call(this);
    this._chassNo = classNo;
    this._post = post;
}
SchoolBoy.prototype = new Man();
SchoolBoy.prototype.getName = function() {
    return "Mr " + this.name;
}
SchoolBoy.prototype.setName = function(name) {
    this.name = name + "'s";
}

其中Man.call(this);实际上是将Man中的关键字this赋值于SchoolBoy对象中去，那么SchoolBoy就拥有了Man构造函数中的name属性了；

SchoolBoy.prototype = new Man();实际上是把Man的prototype赋值给SchoolBoy.prototype，那么SchoolBoy就有了Man类中的方法；

而后面跟着的getName()，setName()，实际上是覆盖了前面继承于Man类中的方法了；

然后看看效果：

var schoolboy = new SchoolBoy("三年二班", "班长");
schoolboy.setName("周杰伦");
alert(schoolboy.getName());

最后结果为："Mr 周杰伦's"的弹出框；

总结

该篇文章主要讲述一些Javascript面向对象的基础以及接口和继承类的实现等等；下一篇将开始真正的Javascript设计模式征程，并且我会结合一些网站系统上的实例来讲；

本篇到此为止，谢谢大家阅读！

 

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