模块化编程

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2023-12-01
  • 原始写法
  • 对象写法
  • 立即执行函数写法
  • 放大模式
  • 宽放大模式(Loose augmentation)
  • 输入全局变量
  • 使用构造函数封装私有变量
  • IIFE封装私有变量
  • 随着网站逐渐变成"互联网应用程序",嵌入网页的JavaiScript代码越来越庞大,越来越复杂。网页越来越像桌面程序,需要一个团队分工协作、进度管理、单元测试等等......开发者不得不使用软件工程的方法,管理网页的业务逻辑。

    JavaScript模块化编程,已经成为一个迫切的需求。理想情况下,开发者只需要实现核心的业务逻辑,其他都可以加载别人已经写好的模块。

    但是,JavaScript不是一种模块化编程语言,ES5不支持"类"(class),更遑论"模块"(module)了。ES6正式支持"类"和"模块",但还没有成为主流。JavaScript社区做了很多努力,在现有的运行环境中,实现模块的效果。

    原始写法

    模块就是实现特定功能的一组方法。只要把不同的函数(以及记录状态的变量)简单地放在一起,就算是一个模块。

    function m1(){
      //...
    }
    
    function m2(){
      //...
    }

    上面的函数m1()和m2(),组成一个模块。使用的时候,直接调用就行了。

    这种做法的缺点很明显:"污染"了全局变量,无法保证不与其他模块发生变量名冲突,而且模块成员之间看不出直接关系。

    对象写法

    为了解决上面的缺点,可以把模块写成一个对象,所有的模块成员都放到这个对象里面。

    var module1 = new Object({
     _count : 0,
     m1 : function (){
      //... },
     m2 : function (){
       //... }
    });

    上面的函数m1()和m2(),都封装在module1对象里。使用的时候,就是调用这个对象的属性。

    module1.m1();

    但是,这样的写法会暴露所有模块成员,内部状态可以被外部改写。比如,外部代码可以直接改变内部计数器的值。

    module1._count = 5;

    立即执行函数写法

    使用"立即执行函数"(Immediately-Invoked Function Expression,IIFE),可以达到不暴露私有成员的目的。

    var module1 = (function(){
     var _count = 0;
     var m1 = function(){
       //... };
     var m2 = function(){
      //... };
     return {
      m1 : m1,
      m2 : m2
     };
    })();

    使用上面的写法,外部代码无法读取内部的_count变量。

    console.info(module1._count); //undefined

    module1就是JavaScript模块的基本写法。下面,再对这种写法进行加工。

    放大模式

    如果一个模块很大,必须分成几个部分,或者一个模块需要继承另一个模块,这时就有必要采用"放大模式"(augmentation)。

    var module1 = (function (mod){
     mod.m3 = function () {
      //... };
     return mod;
    })(module1);

    上面的代码为module1模块添加了一个新方法m3(),然后返回新的module1模块。

    宽放大模式(Loose augmentation)

    在浏览器环境中,模块的各个部分通常都是从网上获取的,有时无法知道哪个部分会先加载。如果采用上一节的写法,第一个执行的部分有可能加载一个不存在空对象,这时就要采用"宽放大模式"。

    var module1 = ( function (mod){
     //... return mod;
    })(window.module1 || {});

    与"放大模式"相比,"宽放大模式"就是"立即执行函数"的参数可以是空对象。

    输入全局变量

    独立性是模块的重要特点,模块内部最好不与程序的其他部分直接交互。

    为了在模块内部调用全局变量,必须显式地将其他变量输入模块。

    var module1 = (function ($, YAHOO) {
     //...
    })(jQuery, YAHOO);

    上面的module1模块需要使用jQuery库和YUI库,就把这两个库(其实是两个模块)当作参数输入module1。这样做除了保证模块的独立性,还使得模块之间的依赖关系变得明显。

    使用构造函数封装私有变量

    可以利用构造函数,封装私有变量。

    function StringBuilder() {
        var buffer = [];
    
        this.add = function (str) {
            buffer.push(str);
        };
    
        this.toString = function () {
            return buffer.join('');
        };
    
    }

    这种方法将私有变量封装在构造函数中,违反了构造函数与实例对象相分离的原则。并且,非常耗费内存。

    function StringBuilder() {
        this._buffer = [];
    }
    
    StringBuilder.prototype = {
        constructor: StringBuilder,
        add: function (str) {
            this._buffer.push(str);
        },
        toString: function () {
            return this._buffer.join('');
        }
    };

    这种方法将私有变量放入实例对象中,好处是看上去更自然,但是它的私有变量可以从外部读写,不是很安全。

    IIFE封装私有变量

    var obj = function () {  // open IIFE    // public    var self = {
            publicMethod: function (...) {
                privateData = ...;
                privateFunction(...);
            },
            publicData: ...
        };
    
        // private
        var privateData = ...;
        function privateFunction(...) {
            privateData = ...;
            self.publicData = ...;
            self.publicMethod(...);
        }
    
        return self;
    }(); // close IIFE