第六章：类工厂

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2023-12-01

类与继承在javascript的出现，说明javascript已经达到大规模开发的门槛了，在之前是ECMAScript4,就试图引入类，模块等东西，但由于过分引入太多的特性，搞得javascript乌烟瘴气，导致被否决。不过只是把类延时到ES6.到目前为止，javascript还没有正真意义上的类。不过我们可以模拟类，曾近一段时间，类工厂是框架的标配，本章会介绍各种类实现，方便大家在自己的框架中或选择时自己喜欢的那一类风格。

1.javascript对类的支持

在其它语言中，类的实例都要通过构造函数new出来。作为一个刻意模仿java的语言。javascript存在new操作符，并且所有函数都可以作为构造器。构造函数与普通的方法没有什么区别。浏览器为了构建它繁花似锦的生态圈，比如Node,Element,HTMLElement，HTMLParagraphElement，显然使用继承关系方便一些方法或属性的共享，于是javascript从其它语言借鉴了原型这种机制。Prototype作为一个特殊的对象属性存在于每一个函数上。当一个函数通过new操作符new出其“孩子”——“实例”，这个名为实例的对象就拥有这个函数的Prototype对象所有的一切成员，从而实现实现所有实例对象都共享一组方法或属性。而javascript所谓的“类”就是通过修改这个Prototype对象，以区别原生对象及其其它定义的“类”。在浏览器中，node这个类基于Object修改而来的，而Element则是基于Node，而HTMLElement又基于Element....相对我们的工作业务，我们可以创建自己的类来实现重用与共享。

function A(){

}
A.prototype = {
    aa:"aa",
    method:function(){
    }
};
var a = new A;
var b = new A;
console.log(a.aa === b.aa);
console.log(a.method === b.method)

一般地，我们把定义在原型上的方法叫原型方法，它为所有的实例所共享，这有好也有不好，为了实现差异化，javascript允许我们直接在构造器内指定其方法，这叫特权方法。如果是属性，就叫特权属性。它们每一个实例一个副本，各不影响。因此，我们通常把共享用于操作数据的方法放在原型，把私有的属性放在特权属性中。但放于this上，还是让人任意访问到，那就放在函数体内的作用域内吧。这时它就成为名副其实的私有属性。

function A() {
    var count = 0;
    this.aa = "aa";
    this.method = function() {
        return count;
    }
    this.obj = {}
}
A.prototype = {
    aa:"aa",
    method:function(){

    }
};
var a = new A;
var b = new A;
console.log(a.aa === b.aa);//true 由于aa的值为基本类型，比较值
console.log(a.obj === b.obj) //false 引用类型，每次进入函数体都要重新创建，因此都不一样。
console.log(a.method === b.method); //false

特权方法或属性只是只是遮住原型的方法或属性，因此只要删掉特权方法，就能方法到同名的原型方法或属性。

delete a.method;
delete b.method;
console.log(a.method === A.prototype.method);//true
console.log(a.method === b.method); //true

用java的语言来说，原型方法与特权方法都属性实例方法，在java中还有一种叫类方法与类属性的东西。它们用javascript来模拟也非常简单，直接定义在函数上就行了。

A.method2 = function(){} //类方法
var c = new A;
console.log(c.method2); //undefined

接下来，我们看下继承的实现，上面说过，Prototype上有什么东西，它的实例就有什么东西，不论这个属性是后来添加的，还是整个Prototype都置换上去的。如果我们将这个prototype对象置换为另一个类的原型，那么它就轻而易举的获得那个类的所有原型成员。

function A() {};
A.prototype = {
    aaa : 1
}
function B() {};
B.prototype =  A.prototype;
var b = new B;
console.log(b.aaa); //=> 1;
A.prototype.bb = 2;
console.log(b.bb) //=> 2;

由于是引用着同一个对象，这意味这，我们修改A类的原型，也等同于修该了B类的原型。因此，我们不能把一个对象赋值给两个类。这有两种办法，

方法1：通过for in 把父类的原型成员逐一赋给子类的原型
方法2是：子类的原型不是直接由父类获得，先将父类的原型赋值给一个函数，然后将这个函数的实例作为子类的原型。

方法一，我们通常要实现mixin这样的方法，有的书称之为拷贝继承，好处就是简单直接，坏处就是无法通过instanceof验证。Prototype.js的extend方法就用来干这事。

function extend (des, source) { //des = destination
    for (var property in source)
        des[property] = source[property];
    return des;
}

方法二，就在原型上动脑筋，因此称之为原型继承。下面是个范本

function A() {};
A.prototype = {
    aa:function(){
        alert(1)
    }
}
function bridge() {

};
bridge.prototype = A.prototype;

function B() {}
B.prototype = new bridge();

var a = new A;
var b = new B;

console.log(a == b) //false 证明成功分开原型
console.log(A.prototype == B.prototype) //true 子类共享父类的原型方法
console.log(a.aa === b.aa); //为父类动态添加新的方法
A.prototype.bb = function () {
    alert(2)
}
//true，继承父类的方法
B.prototype.cc = function (){
    alert(3)
}
//false 父类未必有子类的new实例
console.log(a.cc === b.cc)
//并且它能够正常通过javascript自带的验证机制instanceof
console.log(b instanceof A) ;//true
console.log(b instanceof B) ; //true

方法二能通过instanceof验证，es5就内置了这种方法来实现原型继承，它就是Object.create,如果不考虑第二个参数，它约等于下面的代码。

Object.create = function (o) {
    function F() {}
    F.prototype = o;
    return new F();
}

上面的方法，要求传入一个父类的原型作为参数，然后返回子类的原型

不过，我们这样还是遗漏了一点东西——子类不只是继承父类的遗产，还应该有自己的东西，此外，原型继承并没有让子类继承父类的成员与特权成员。这些我们都得手动添加，如类成员，我们可以通过上面的extend方法，特权成员我们可以在子类构造器中，通过apply实现。

function inherit(init, Parent, proto){
    function Son(){
        Parent.apply(this, argument); //先继承父类的特权成员
        init.apply(this, argument); //在执行自己的构造器
    }
}
//由于Object.create是我们伪造的，因此避免使用第二个参数
Son.prototype = Object.create(Parent.prototype,{});
Son.prototype.toString = Parent.prototype.toString; //处理IEbug
Son.prototype.valueOf = Parent.prototype.valueOf; //处理IEbug
Son.prototype.constructor = Son; //确保构造器正常指向，而不是Object
extend(Son, proto) ;//添加子类的特有的原型成员
return Son;

下面，做一组实验，测试下实例的回溯机制。当我们访问对象的一个属性，那么他先寻找其特权成员，如果有同名就返回，没有就找原型，再没有，就找父类的原型...我们尝试将它的原型临时修改下，看它的属性会变成那个。

function A(){

}
A.prototype = {
    aa:1
}
var a = new A;
console.log(a.aa) ; //=>1

//将它的所有原型都替换掉
A.prototype = {
    aa:2
}
console.log(a.aa); //=>1

//于是我们想到每个实例都有一个constructor方法，指向其构造器
//而构造器上面正好有我们的原型，javascript引擎是不是通过该路线回溯属性呢
function B(){

}
B.prototype = {
    aa:3
}
a.constructor = B;
console.log(a.aa) //1 表示不受影响

因此类的实例肯定通过另一条通道进行回溯，翻看ecma规范可知每一个对象都有一个内部属性[[prototype]],它保存这我们new它时的构造器所引用的Prototype对象。在标准浏览器与IE11里，它暴露了一个叫__proto__属性来访问它。因此，只要不动__proto__上面的代码怎么动，a.aa始终坚定不毅的返回1.

再看一下，new时操作发生了什么。

1.创建了一个空对象 instance
2.instance.__proto__ = intanceClass.prototype
3.将构造函数里面的this = instance
4.执行构造函数里的代码
5.判定有没有返回值，没有返回值就返回默认值为undefined,如果返回值为复合数据类型，则直接返回，否则返回this
于是有了下面的结果。

function A(){
    console.log(this.__proto__.aa); //1
    this.aa = 2
}
A.prototype = {aa:1}
var a = new A;
console.log(a.aa)
a.__proto__ = {
    aa:3
}
console.log(a.aa) //=>2
delete a. aa; //删除特权属性，暴露原型链上的同名属性
console.log(a.aa) //=>3

有了__proto__，我们可以将原型设计继承设计得更简单，我们还是拿上面的例子改一改，进行试验

function A() {}
A.prototype = {
    aa:1
}
function bridge() {}
bridge.prototype = A.prototype;

function B(){}
B.prototype = new bridge();
B.prototype.constructor = B;
var b = new B;
B.prototype.cc = function(){
    alert(3)
}
//String.prototype === new String().__proto__  => true
console.log(B.prototype.__proto__ === A.prototype) //true
console.log(b.__proto__ == B.prototype); //true 
console.log(b.__proto__.__proto__ === A.prototype); //true 得到父类的原型对象

因为b.__proto__.constructor为B，而B的原型是从bridge中得来的，而bride.prototype = A.prototype,反过来，我们在定义时，B.prototype.__proto__ = A.prototype,就能轻松实现两个类的继承.

__proto__属性已经加入es6,因此可以通过防止大胆的使用

2.各种类工厂的实现。

上节我们演示了各种继承方式的实现，但都很凌乱。我们希望提供一个专门的方法，只要用户传入相应的参数，或按照一定简单格式就能创建一个类。特别是子类。

由于主流框架的类工厂太依赖他们庞杂的工具函数，而一个精巧的类工厂也不过百行左右

相当精巧的库，P.js

https://github.com/jiayi2/pjs

使用版：https://github.com/jiayi2/factoryjs

这是一个相当精巧的库，尤其调用父类的同名方法时，它直接将父类的原型抛在你面前，连_super也省了。

var P = (function(prototype, ownProperty, undefined) {
  return function P(_superclass /* = Object */, definition) {
// handle the case where no superclass is given
if (definition === undefined) {
  definition = _superclass;
  _superclass = Object;
}

// C is the class to be returned.
//
// When called, creates and initializes an instance of C, unless
// `this` is already an instance of C, then just initializes `this`;
// either way, returns the instance of C that was initialized.
//
//  TODO: the Chrome inspector shows all created objects as `C`
//        rather than `Object`.  Setting the .name property seems to
//        have no effect.  Is there a way to override this behavior?
function C() {
  var self = this instanceof C ? this : new Bare;
  self.init.apply(self, arguments);
  return self;
}

// C.Bare is a class with a noop constructor.  Its prototype will be
// the same as C, so that instances of C.Bare are instances of C.
// `new MyClass.Bare` then creates new instances of C without
// calling .init().
function Bare() {}
C.Bare = Bare;

// Extend the prototype chain: first use Bare to create an
// uninitialized instance of the superclass, then set up Bare
// to create instances of this class.
var _super = Bare[prototype] = _superclass[prototype];
var proto = Bare[prototype] = C[prototype] = C.p = new Bare;

// pre-declaring the iteration variable for the loop below to save
// a `var` keyword after minification
var key;

// set the constructor property on the prototype, for convenience
proto.constructor = C;

C.extend = function(def) { return P(C, def); }

return (C.open = function(def) {
  if (typeof def === 'function') {
    // call the defining function with all the arguments you need
    // extensions captures the return value.
    def = def.call(C, proto, _super, C, _superclass);
  }

  // ...and extend it
  if (typeof def === 'object') {
    for (key in def) {
      if (ownProperty.call(def, key)) {
        proto[key] = def[key];
      }
    }
  }

  // if no init, assume we're inheriting from a non-Pjs class, so
  // default to using the superclass constructor.
  if (!('init' in proto)) proto.init = _superclass;

  return C;
})(definition);
  }

  // as a minifier optimization, we've closured in a few helper functions
  // and the string 'prototype' (C[p] is much shorter than C.prototype)
})('prototype', ({}).hasOwnProperty);

我们尝试创建一个类：

var Dog = P (function(proto, superProto){
    proto.init = function(name) { //构造函数
        this.name = name;
    }
    proto.move = function(meters){ //原型方法
        console.log(this.name + " moved " + meters + " m.")
    }
});
var a = new Dog("aaa")
var b = new Dog("bbb"); //无实例变化
a.move(1);
b.move(2);

我们在现在的情况下，可以尝试创建更简洁的定义方式

var Animal = P (function(proto, superProto){
    proto.init = function(name) { //构造函数
        this.name = name;
    }
    proto.move = function(meters){ //原型方法
        console.log(this.name + " moved " + meters + " m.")
    }
});
var a = new Animal("aaa")
var b = new Animal("bbb"); //无实例变化
a.move(1);
b.move(2);
//...............
var Snake = P (Animal, function(snake, animal){
    snake.init = function(name, eyes){
        animal.init.call(this, arguments); //调运父类构造器
        this.eyes = 2;
    }
    snake.move = function() {
        console.log('slithering...');
        animal.move.call(this, 5); //调运父类同名方法
    }
});
var s = new Snake("snake", 1);
s.move();
console.log(s.name);
console.log(s.eyes);

私有属性演示，由于放在函数体内集中定义，因此安全可靠！

var Cobra = P (Snake, function(cobra){
    var age = 1;//私有属性
    //这里还可以编写私有方法
    cobra.glow = function(){ //长大
        return age++;
    }
});
var c = new Cobra("cobra");
console.log(c.glow()); //1
console.log(c.glow()); //2
console.log(c.glow()); //3

JS.Class

从它的设计来看，让是继承Base2,相似的类工厂还有mootools。
Base2的base2.__prototyping, mootools的klass.$protyping。它创建子类时页不通过中间的函数断开双方的原型链，而是使用父类的实例来做子类的原型，这点实现的非常精巧。

simple-inheritance

作者为john Resig ，特点是方法链实现的十分优雅，节俭。

体现javascript的灵活性的库 def.js

如果有什么库能体现javascript的灵活性，此库肯定名列前茅。它试图在形式上模拟Ruby的继承形式。让使用过ruby的人一眼看出，那个是父类，那个是子类。

下面就是Ruby的继承示例：

class child < Father
# 略
end

def.js能做到这个程度

def("Animal")({
    init:function(name){
        this.name = name;
    },
    speak:function(text){
        console.log('this is a' + this.name)
    }
});
var animal = new Animal("Animal");
console.log(animal.name)

def('Dog') < Animal({
    init:function(name,age){
        this._super();//魔术般的调运了父类
        this.age = age;
    },
    run:function(s){
        console.log(s)
    }
});
var dog = new Dog('wangwang');
console.log(dog.name); //wangwang

//在命名空间上创建子类
var namespace = {};
def(namespace,"Shepherd") < Dog({
    init:function(){
        this._super();
    }
});
var shepherd = new namespace.Shepherd("Shepherd")
console.log(shepherd.name);

3.es5属性描述符对oo库的冲击

es5最受人瞩目的升级是为对象引入属性描述符，让我们对属性有了更精细的控制，如这个属性是否可以修改，是否可以在for in中循环出来，是否可以删除。这些新增的API都集中定义在Object下，基本上除了Object.keys这个方法外，其它新API，旧版本的IE都无法模拟。于是新的API，基本很少有讲解的，我们在这里稍微解读下：

Obejct提供以下几种新方法。

Object.keys
Object.getOwnPropertyNames
Object.getPrototypeOf
Object.defineProperty
Object.defineProperties
Object.getOwnPropertyDescriptor
Object.create
Object.seal
Object.freeze
Object.preventExtensions
Object.isSealed
Object.isFrozen
Object.isExtensible

其中，除了Object.keys外，旧版本的IE都无法模拟这些新API。旧版式的标准浏览器，可以用__peototype__实现Object.getPrototypeOf,结合__defineGetter__与defineSetter__来模拟Object.defineProperty。

Obejct.keys用于收集当前对象的可遍历属性（不包括原型链上的）以数组形式返回。

Object.getOwnPropertyNames用于收集当前对象不可遍历属性与可遍历属性，以数组形式返回。

var obj = {
    aa : 1,
    toString : function() {
        return "1"
    }
}
if (Object.defineProperty && Object.seal) {
    Object.defineProperty(obj,"name",{
        value:2
    })
}
console.log(Object.getOwnPropertyNames(obj)); //=> ["aa", "toString", "name"]
console.log(Object.keys(obj));//=> ["aa", "toString"]

function fn(aa, bb){};
console.log(Object.getOwnPropertyNames(fn));// => ["length", "name", "arguments", "caller", "prototype"]
console.log(Object.keys(fn));//[]
var reg = /\w{2,}/i;
console.log(Object.getOwnPropertyNames(reg)); //=> ["source", "global", "ignoreCase", "multiline", "lastIndex"]
console.log(Object.keys(reg));//[]

Object.prototypeOf返回参数对象内部属性[[Prototype]],它在标准浏览器中一直使用一个私有属性__proto__获取(IE9 10,opera都没有)。需要补充一下，Object的新API（除了Object.create外）有一个统一的规定，要求第一个参数不能为数字，字符串，布尔，null,undefeind这五种字面量，否则抛出TypeError异常。

console.log(Object.getPrototypeOf(function(){}) == Function.prototype ); //=>true
console.log(Object.getPrototypeOf({}) === Object.prototype);//=>true

Object.definePrototype暴露了属性描述的接口，之前许多内建属性都是由JavaScript引擎在属下操作。如，for in循环为何不能遍历出函数的arguments、length、name等属性名，delete window.a为何返回false. 这些现象终究有个解释。它一共涉及六个可组合的配置项。
是否可重写writable,当前值value，
读取时内部调用的函数set，
写入时内部调用函数get,
是否可遍历enumerable,
是否可以再次改动这些配置项configurable.

比如我们随便写个对象

var obj = {x:1}

有了属性描述符，我们就清楚它在底下做的更多细节，它相当于es5的这个创建对象的式子：

var obj = Object.create(Object.prototype,{
    x : {
        value : 1,
        writable : true,
        enumerable : true,
        configurable : true
    }
})

效果对比es3和es5，就很快明白，曾经的[[ReadOnly]] , [[DontEnum]], [[DontDlelete]]改成[[writable]], [[enumerable]],[[Configurable]]了。因此，configurable还有兼顾能否删除的职能。

这六个配置项将原有的本地属性拆分为两组。数据属性与访问器属性。我们之前的方法可以像数据属性那样定义。

es3时代，我们的自定义类的属性可以统统看做是数据属性。

像DOM中的元素节点的 innerHTML innerText cssText 数组的length则可归为访问器属性，对它们赋值不是单纯的赋值，还会引发元素其它功能的触发，而取值不一定直接返回我们之前给予的值。

数据的属性有1、2、5、6这四个配置项，访问器有3、4、5、6这四个配置项、如果你设置了value与writable，就不能设置set,get,反之亦然。如果没有设置。2,3,4默认为false。第1，5，6项默认为false.

关于对象属性特征，更多请参阅http://www.cnblogs.com/ahthw/p/4272663.html 第7小节：7.属性的特征

var obj = {};
Object.defineProperty(obj,"a",{
    value: 37,
    writable :true,
    enumerable :true,
    configurable: true
});

console.log(obj.a) //=> 37;
obj.a = 40;
console.log(obj.a) //=>40
var name = "xxx";
for(var i in obj){
    name = i
}
console.log(name);//=> a

Object.defineProperty(obj,"a",{
    value:55,
    writable:false,
    enumerable:false,
    configurable:true
})

console.obj(obj.a);//=>55
obj.a = 50;

console.log(obj.a);//55
name = "b";
for (var i in obj){
    name = i
}
console.log(name); //b

Object.defineProperties就是Object.defineProperty的加强版，它能一下子处理多个属性。因此，如果你能模拟Object.defineProperty，它就不是问题。

if (typeof Object.defineProperties !== 'function'){
    Object.defineProperties = function(obj, descs){
        for(var prop in descs) {
            if (descs.hasOwnProperty(porop)){
                Object.defineProperty(obj, prop, descs[prop]);
            }
        }
        return obj;
    }
}

使用示例

var obj = {};
Object.defineProperties(obj, {
    "value":{
        value :true,
        writable:false,
    },
    "name":{
        value:"John",
        writable:false
    }
});
var a = 1;
for (var p in obj){
    a = p
};
console.log(a);// 1

Object.getOwnPropertDescriptor用于获得某对象的本地属性的配置对象。其中，configurable,enumerable肯定包含其中。视情况再包括value,wirtable或set,get.
....
Object.preventExtensions，它是三个封锁对象修改的API中程度最轻的，就是阻止添加本地属性，不过如果本地属性都被删除了，也无法再加回来。以前javascript对象的属性都是任意添加的，删除，修改其值。如果它原型改动。我们访问它还会有意外的惊喜。

var a = {
    aa: "aa"
}
Object.preventExtensions(a)
a.bb = 2;
console.log(a.bb);//=> undefined
a.aa = 3; 
console.log(a.aa); //=>3 允许修改原有的属性
delete a.aa;
console.log(a.aa); //=> undefined 但允许它删除已有的属性

Object.prototype.ccc = 4;
console.log(a.ccc); //4 不能阻止添加原型属性
a.aa = 5;
console.log(a.aa); //=> dundeined 不吃回头草，估计里边是以白名单的方式实现的

Object.seal比Object.preventExtensions更严格，它不准删除已有的本地属性，内部实现就是遍历一下，把本地属性的configurable改为false

var a = {
    a : "aa"
}
Object.seal(a)
a.bb = 2;
console.log(a.bb); // =>undefined添加本地属性失败
a.aa = 3;
console.log(a.aa); //3 允许修改已有的属性
delete a.aa;
console.log(a.aa) ;//=>3 但不允许删除已有的属性

Object.freeze无疑是最专制的(因此有人说过程式程序很专制，OO程序则自由些，显然道格拉斯的ecma262v5想把javascript引向前者)，它连原有的本地属性也不让修改了。内部的实现就是遍历一下，把每个本地属性的writable也改成false.

var a = {
    aa : "aa"
};
Object.freeze(a);
a.bb = 2;
console.log(a.bb) //undefined 添加本地属性失败
a.aa =3;
console.log(a.aa) //aa 不允许它修改已有的属性
delete a.aa;
console.log(a.aa); //aa 不允许删除已经有的属性

(isPainObject用于判定目标是不是纯净的javascript对象，且不是其它自定义类的实例。用法与prototype.js的class.create一样，并参照 jQuery UI提供了完美的方法链与静态成员的继承。)

总结：es5对javascript对象产生深刻的影响，Object.create让原型继承更方便了，但在增添的字类的专有原型成员或类成员时，如果它们的属性enumerable为false,单纯的for in循环已经不管用了，完美就要用到Object.getOwnPropertyNames。另外，访问器属性的复制只有通过Object.getOwnPropertyDescriptpor与Object.defineProperty才能完成。

（本章完结）

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