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[Java教程]JS设计模式(一)



在学习使用Javascript之前,我的程序猿生涯里面仅有接触的编程语言是C#跟Java——忽略当年在大学补考了N次的C与VB。

从静态编程语言,转到动态语言JS,刚开始的时候,遇到不少困难与错误。可能因为先入为主,在JS编程之中,往往不由自主地以C#的逻辑、编程思路、设计模式进行JS开发。

时间长了,渐渐发现JS设计模式对于前端开发的重要性,但在分享JS设计模式之前,希望首先分享几点个人觉得很重要的JS设计模式基础。有些地方,可能研究得也不是很深入,有什么错误的话,望指正。

 

 

动态类型语言


静态类型语言,在编译阶段,就需要确定变量的类型。但动态类型语言,只有程序运行时,根据当时语言执行环境,变量才会赋予其类型。


所以C#,不能抛开runtime与编译器单独运行,Java也离不开JVM。同时也有一大堆问题需要考虑的,跨平台、类型转换、反射、Ioc、接口编程、抽象化、动态代理等等一大堆概念技术的产生,还不是因为静态语言的强类型特性,需要更多的手段让其得到灵活多态的特性。

public class Main  {    public void Function()    {      //在编译的时候,.net runtime必须要知道dog是一只狗      Dog dog = new Dog();      Console.WriteLine(dog.Name);    }  }

但,JS只需要个文本编辑器,没有编译通过不通过的概念,加载了浏览器就能跑。

var a = 1;  console.log(typeof a);//number  var a = "a";  console.log(typeof a);//string

 

 

原型模式


ECMAScript 5之前JS是没有类的,W3C的大牛是有所发现的,所以ES6会新的类语法,但是各大浏览器(IE)猴年马月才跟进就不得而知了——绝对不是针对IE。

 

在静态类型语言开发中,类是任意实体的结构,当需要这个实体的时候,系统依照这个结构,“画”出这个==对象==。
譬如,要设计车,首先是要设计稿,设计稿就是类,然后照着设计稿生产的每一台车就是具体的对象。
所以,静态类型语言当中,得到一个对象的最关键就是先有这个对象的设计稿(类),就是知道它的类型。

 

但是,JS不一样。
JS是以原型模式作为设计基础。得到一个对象之前,我们不关心对象属于什么类型,它的设计稿是怎么样的,JS是通过拷贝一个其他对象而获得对象的。

//定义超人是超人,超人可以飞  var superman = {    name: "superman",    fly: function () {      console.log(this.name + " is flying");    }  };  superman.fly();//superman is flying  //万一,想要个妹子呢,搞个女超人如何?女超人也会飞?要不就复制一个超人的对象吧。通过Object.create复制一个超人,但定义它是女超人。  var superwomen = Object.create(superman);  superwomen.name = "superwomen";  superwomen.fly();//superwomen is flying  //DC的不喜欢,来个漫威吧,再搞个钢铁侠?钢铁侠也会飞  var ironman = Object.create(superman);  ironman.name = "ironman";  ironman.fly();//ironman is flying

千万别误解了superman就是类,而superwomen、ironman就是superman实例化得到的对象,superman、superwomen、ironman都是对象,superwomen、ironman都是superman对象拷贝的结果。

1、所有的数据都是对象

上面的例子,通过`var obj={}`创建对象,其等价于`var obj=new Object()`。Object对象可以创建对象,但不仅是Object才是对象,所有的数据都是对象,包括Number、Boolean、String、Function、Object。这是原型模式很重要的一条原则。
正是这一点,我们也可以利用function定义对象:`function obj(){};`。

 

不过与`var obj=new Object()`不同,function定义的对象,是一个带构造器的函数,通过new关键字调用构造器可以获取其原型对象。参考以下例子。

 

//定义一个对象  var superman = {    name: "superman",    fly: function () {      console.log(this.name + " is flying");    }  };  superman.fly();//superman is flying  //定义一个函数,同时也是一个带构造器的函数  function superman2() {    this.name = "superman";    this.fly = function () {      console.log(this.name + " is flying");    };  };  //错误:superman2是函数,fly()不是函数  superman2.fly();//error:undefined is not a function  //错误:superman2()是调用函数,但函数没有返回带fly()函数的对象  superman2().fly();//error:Cannot read property 'fly' of undefined  //正确:new不是C#实例化关键字,new是调用superman2的构造器并返回其对象  var sm = new superman2();  sm.fly();//superman is flying

2、对象的属性请求,会从对象传递到对象原型

当需要获得对象属性时,会首先请求对象本身,如果,对象本身没有属性可以响应,则响应其对象原型prototype;如果prototype也没有属性可以响应,则进一步请求原型的原型,从而形成一条原型链。当然,原型链的层级不能太长,具体长度没有研究过,我觉得3级也差不多了。

//定义人  function human() {    this.sexy = "male";  };  //定义所有英雄的原型  function heroBase() {    this.trait = "strong cool";  };  //英雄的原型是人  heroBase.prototype = new human();  //定义超人  function superman() {    this.fly = function () {      console.log("superman");    };  };  //超人的原型就是英雄  superman.prototype = new heroBase();  console.log(new superman().sexy);//male  console.log(new superman().trait);//strong cool

这个步骤就是:
* 超人的性别是神马?
* 光看超人不知道,要看超人原型:英雄
* 看英雄也不知道,要看英雄原型:人
* 人的sexy属性告诉我们,他是男人

好吧,也许你发现了,上面例子是有bug的,超人是外星人;但你肯定发现了,这不就是继承吗?继承都有了,多态还能远吗?

 

3、JS就是通过原型模式实现继承的,且是单一继承

我个人的理解是,JS的继承跟C#的继承虽然实现形式不同,但有一点原则是相同的,单一继承非多继承。如上例子换成以下代码:
`superman.prototype = new heroBase();`
`superman.prototype = new human();`。最终结果是,超人的原型首先定为英雄,但又被人所覆盖了。符合单一继承的原则。

 

 

多态


JS的多态是通过两点实现的:1、原型模式实现继承;2、动态类型实现泛型

回想一下,我们刚学习C#的那个经典例子

public class Hero  {    public virtual void Fly()    {      Console.WriteLine("hero fly");    }  }  public class SuperMan : Hero  {    public override void Fly()    {      base.Fly();      Console.WriteLine("SuperMan fly");    }  }  public class IronMan : Hero  {    public override void Fly()    {      base.Fly();      Console.WriteLine("IronMan fly");    }  }  public class Main  {    public void MainFunction()    {      LetsFly(new SuperMan());      LetsFly(new IronMan());    }    public void LetsFly(Hero hero)    {      hero.Fly();    }  }

再来看看JS的实现

function superman() {    this.fly = function () {      console.log("superman fly");    };  }  function bird() {    this.fly = function () {      console.log("bird fly");    };  };  function letsFly(hero) {    hero.fly();  }  var sm = new superman();  var b = new bird();  letsFly(sm);//superman fly  letsFly(b);//bird fly;

LetsFly()方法,C#跟JS接受的同样都是Hero这个对象

对于C#而言,LetsFly方法要求不管是神马Hero,**只要实现了基类Hero的Fly**,它就能执行LetsFly方法,以后即使有再多的英雄,继承Hero即可。

而JS,LetsFly方法要求不管是神马对象,**只要有Fly方法**,它就能执行LetsFly方法,以后即使有再多的英雄,英雄会Fly即可。

对比之下,优缺点是显而易见的,前者受到束缚,尤其在复杂类型之间继承与引用提现的更加凸显,但类型安全性高;

后者无拘无束,但类型安全性低,如上例子,LetsFly传入的可能不是Hero,很可能是Bird。

 

 

闭包与高阶函数


关于闭包“closure”,刚开始接触的时候,百度了N遍相关教程还是看得我一头雾水,
听说还会有内存泄露的问题,好吧,在开发中干脆就不用吧。直到有一天,偶尔看到**高阶函数**,对于闭包以及整个JS语言的理解可以说产生了翻天覆地的变化。

在这之前,先给大家回顾一下,闭包之所以成为闭包之前,有一个很重要的前提概念:变量的生命周期。
在函数体内,var定义的变量,变量属于函数内,函数外无法访问;反之如果没有定义var的变量,像`x=12`,x属于全局变量。
全局变量的生命周期是永久的,由页面加载到关闭;而内部变量,从函数执行到结束,GC检测到内部变量没有再被使用则会销毁它。

var fn = function () {    var a = "a";    b = "b";    var fni = function () {      c = "c";    }();  }();  //console.log(a);//a is not defined  console.log(b);//b  console.log(c);//c

 

关键就在这,如果内部变量在函数执行结束后,仍然有被使用呢?

解决方案就是——**高阶函数**。

高阶函数名字看起来高端,实际很简单,满足以下条件其一就是高阶函数:

1、函数的参数是函数;

2、函数的返回值是函数;

function myFunction() {   console.log("我是个函数"); }; //高阶函数1——函数的参数是函数 function fnHO1(fn) {   fn(); } //高阶函数2——函数的返回值是函数 function fnHO2() {   return myFunction; };//调用高阶函数1 fnHO1(myFunction);//我是个函数//调用高阶函数2 fnHO2();//神马都没有发生//调用高阶函数2,获得的是它的内部函数体 var f2 = fnHO2(); //再执行,才是调用它的内部函数 f2();//我是个函数

 

在高阶函数的基础,我们来看看,史上最经典的闭包实例。

function add_outer() {   var i = 1;  //返回值是内部函数,inner调用了其外部的变量   //所以inner执行结束时,i没有被销毁   return function inner() {     i++;     return i;   }; };//执行add_outer获取的是它的内部函数体inner,但没有执行 var inner = add_outer();//真正执行的时候,变量i没有被销毁,形成递增 console.log(inner());//2 console.log(inner());//3 console.log(inner());//4

 

 

我对于闭包的理解很简单:==函数返回值是个内部函数,内部调用了函数的内部变量==。

两个条件,缺一不可。如果将以上例子改一下,内部有函数,但不是返回值,就不是闭包了。

function add_outer() {   var i = 1;  //返回值不是函数,形成不了闭包   function inner() {     i++;     console.log(i);   };   inner(); };//执行多次,值也不会变 add_outer();//2 add_outer();//2

也许大家会疑问,既然内部变量i在函数结束后仍然使用,导致GC无法回收其内存,那不就是内存泄露吗?
是的。其实我们反过来想,如果我们不使用闭包的方式实现以上累加的例子,改为使用全局变量存放变量`i`,全局变量`i`是否同样也是不能被回收呢?!

//function add_outer() {   var i = 1;  function inner() {     i++;     return i;   }; //};////执行add_outer获取的是它的内部函数体inner,但没有执行 //var inner = add_outer();//真正执行的时候,变量i没有被销毁,形成递增 console.log(inner());//2 console.log(inner());//3 console.log(inner());//4

 

因此,闭包与高阶函数,只是函数式编程的编写方式,即使并不是造成内存泄露的原因。关于闭包与内存泄露的问题,请移步 http://www.cnblogs.com/yakun/p/3932026.html

原型模式、闭包与高阶函数应该可以说是JS设计模式的基础要领吧。在下一章,再分享一下JS的几种常用设计模式。

还是像前面所说的,有什么地方说错的,望大家指正。