JavaScript实现类的private、protected、public、static以及继承

JavaScript中的类

JavaScript实际上是一种弱类型语言，与C++和Java等语言不同。因此，在JavaScript中，没有强调类（class）这一概念，但实际运用中，类还是很重要的，比如写一款游戏，如果我们不停地调用函数来完成创建角色，移动角色的话，那会是什么样的呢？可能会出现非常多的重复代码，因此我们需要一个类来统一这些代码。所谓的类，就是把程序中的代码分类，比如说游戏中的关于角色的代码算作一类，游戏背景算作一类，游戏特效又是一类。这样一来，我们对类进行操作，就不会使代码显得很凌乱，冗杂。虽然Js是弱类型语言，但是也提供了类这一概率。
定义Js中的类，实际上用的是function，总所周知，这个语法其实是用来定义函数的。不用于定义函数的是，我们可以在function中通过this.xxx的方式来定义属性和方法。比如说：

 

function People () {
    this.name = "Yorhom";
 
    this.getName = function () {
        return this.name
    };
}

使用的时候使用new：

 

var yorhom = new People();
// "Yorhom"
alert(yorhom.getName());

可以看到，这样就可以使用到我们定义的类和类中的方法了。
也许你会问this.xxx只能定义公有属性和方法，那私有属性和方法怎么办呢？这个可以用到js闭包的知识来解决：

 

function People () {
    this.name = "Yorhom";
 
    var age = 16;
 
    this.getName = function () {
        return this.name
    };
 
    this.getAge = function () {
        return age;
    };
}
 
var yorhom = new People();
// undefined
alert(yorhom.age);
// 16
alert(yorhom.getAge());

 

可以看到，这里的age就是一个私有属性了。

JavaScript中的prototype

上面的代码美中不足的地方就是，如果一个类有很多方法，同时用到这个类的地方又有很多（也就是new出来的对象有很多），那么用上面的代码就会出现内存占用过剩的问题。问题的根本原因在于，每次实例化一个对象，这个类就会执行构造器里的代码（以People类为例就是function People () {…}执行的代码），因此每当这个类被实例化的时候，这些方法和属性就会被拷贝到实例化出来的对象中。这样一来，就会造成“吃”内存的现象。
于是js中的prototype就诞生了。prototype的作用通常是给一个类添加一系列常量或者方法。 每当一个类被实例化之后，实例化出来的对象会自动获取类的prototype中定义的方法和属性。只不过这里的获取类似于C++里面的引用，不会在内存里对这些方法和属性进行复制，而是指向这些方法和属性。示例：

 

function People () {
    this.name = "Yorhom";
}
 
People.prototype.getName = function () {
    return this.name;
};
 
var yorhom = new People();
// "Yorhom"
alert(yorhom.getName());

 

这种方法虽然可以节约内存，但是，美中不足的是，无法定义私有属性。

类的继承

Javascript没有提供继承的函数，所以只有自己写了。这里借用lufylegend.js中的继承方法向大家展示如何实现继承：

 

function base (d, b, a) {
    var p = null, o = d.constructor.prototype, h = {};
 
    for (p in o) {
        h[p] = 1;
    }
    for (p in b.prototype) {
        if (!h[p]) {
            o[p] = b.prototype[p];
        }
    }
 
    b.apply(d, a);
}

 

这里的base就是继承函数了。继承函数的原理莫过于复制类的方法和属性。因此，只要做到这点，就可以实现类的继承了。可以在上面的代码中看见，我们通过遍历prototype来获取原型链中定义的方法和属性。通过apply调用父类的构造器进行构造器中属性和方法的复制。使用示例：

 

function People () {
    this.name = "Yorhom";
}
 
People.prototype.getName = function () {
    return this.name;
};
 
function Student () {
    base(this, People, []);
}
 
var yorhom = new Student();
// "Yorhom"
alert(yorhom.getName());

静态属性和方法的定义

静态属性和方法以及静态类在js中的定义非常简单，先来看静态类：

 

var StaticClass = {};

 

这么写不是在定义一个Object吗？是的，不错，不过js中的静态类也是可以这样定义的。如果要添加静态类中的方法和属性，就可以这么写：

 

var StaticClass = {
    id : 5,
    sayHello : function () {
        alert("Hello");
    }
};

 

如果是要向类中添加静态属性或者方法，可以采用这种写法：

 

function People () {
    this.name = "Yorhom";
}
 
People.prototype.getName = function () {
    return this.name;
};
 
People.TYPE = "people";
People.sayHello = function () {
    alert("Hello");
};

 

实现一个功能丰富的类

我们在上文中提到了，节省内存和定义私有属性两者无法兼得，是啊，和“鱼和熊掌不可兼得”是一个道理，在通常的使用过程中，我们需要对这两项进行取舍。但是现在这个年代，哪有不可兼得的呢？鱼和熊掌不能同时吃？当然不行……因为吃熊掌是违法的（有待考证）？不过至少鸡和鱼是可以同时吃的吧。
由于js没有实现私有属性的定义，所以这其实是一个没有头绪的工作，因为在标准的做法中，我们除了闭包可以阻止外部访问，没有别的办法了。所以这里我们要用点歪门邪道的方法了。

JavaScript Set/Get访问器

什么是set/get访问器呢？如果你熟悉python，那么你可以理解为@property和@xxx.setter，但是简陋的js里也有？当然有，只不过是ES5的标准，可以采用这种写法：

 

Object.defineProperty(this, "name", {
    get : funtion () {
        return name;
    },
 
    set : function (v) {
        name = v;
    }
});

 

具体有什么用呢？大致就是this.name属性在被获取的时候调用get访问器，在被更改值的时候调用set。
你可以从上面的代码了解大致的写法，不过如果你想深究，可以参考这篇文章：http://blog.csdn.net/teajs/article/details/22738851

注意以上的这种用法会有兼容性问题，浏览器支持情况如下：

PC端

Firefox	Google Chrome	Internet Explorer	Opera	Safari
4.0	5	9	11.6	5.1

移动端

Firefox Mobile	Android	IE Mobile	Opera Mobile	Safari Mobile
4.0	Yes	9	11.5	Yes

来自： https://developer.mozilla.org/…/defineProperty#Browser_compatibility

如何“歪门邪道”地做到禁止访问私有和保护属性？

这是个比较头疼的问题，正如本节开篇所说，我们在常规开发下，只能通过闭包来阻止某变量的访问。可是如果你使用了prototype，那么闭包这条路就走不通了。在这种情况下，我们的Object.defineProperty就出场了。我们知道，通过这个函数可以设定获取属性时返回的值，也可以设定更改属性时设置的值。有了这个函数，我们可以随时跟踪到某个属性是不是在被获取，或者是不是在被更改。我们还需要一个开关，我们在类内部的方法调用时，把这个开关打开，表明是在内部运行，方法调用结束后将开关关闭，表明回到外部运行状态。有了这两个状态，我们就可以跟踪private和protected属性和方法了，一旦他们在开关关闭的时候被使用，就终止这个属性或方法的获取或设置。
于是乎，大难题就快解决了。

开源库件jpp.js

秉着这个歪门邪道的思想，我把这个功能封装到jpp.js这个库件中，库件的github地址如下：
https://github.com/yuehaowang/jpp.js
当然这个库件不限于创建一个类，还可以实现函数的重载等。目前库件还处于开发阶段，欢迎各位提交建议。

使用jpp.js创建一个类

 

var People = jpp.class({
    extends : null,
    private : {
        id : null,
        hobby : null
    },
    protected : {
        money : null,
        phoneNumber : null
    },
    public : {
        firstName : null,
        lastName : null,
        age : null,
        birthday : null,
        occupation : null,
 
        constructor : function (name, id) {
            if (name) {
                var nameArray = name.split(" ");
 
                this.firstName = nameArray[0];
                this.lastName = nameArray[1];
            }
 
            if (id) {
                this.id = id;
            }
        },
 
        setBirthday : function (date) {
            if (date) {
                this.birthday = date;
            }
        },
 
        getBirthday : function () {
            return this.birthday;
        },
 
        askForId : function () {
            return this.id;
        },
 
        findHobby : function () {
            return this.hobby;
        }
    },
    static : {
        OCCUPATION_PROGRAMMER : "programmer",
        OCCUPATION_ARTIST : "artist",
        OCCUPATION_MUSICIAN : "musician",
        OCCUPATION_STUDENT : "student"
    }
});
 
var peter = new People("Peter Wong", 543232123565);
peter.occupation = People.OCCUPATION_PROGRAMMER;
 
peter.setBirthday("19980727");
 
// result: Peter
alert(peter.firstName);
// result: 19990727
alert(peter.getBirthday());
// result: 51092028
alert(peter.askForId());
// result: null
alert(peter.findHobby());
// result: programmer
alert(peter.occupation);
// error
alert(peter.id);

 

对上面的代码进行分析：
使用jpp.class函数创建一个类，函数的参数是一个Object，这个Object可添加的属性如下：

• extends 继承时的父类
• private 装载私有属性，里面定义的成员外部不可使用且不能继承给子类
• protected 装载保护属性，里面定义的成员外部不可使用但可以继承给子类
• public 装载公有属性
• static 装载静态方法和属性

在创建类的过程中，在public中添加constructor方法初始化构造器，this.super可访问父类构造器。

运行代码，可以看到浏览器正常运行前5个alert，而最后一个运行的时候浏览器报错：

具体的实现过程有点复杂，不过原理在上文已经详细讲述了。代码可以在github里参看，欢迎各位研究。