今天主要討論如何在 JavaScript 腳本中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝（encapsulation）。
數(shù)據(jù)封裝說的簡單點就是把不希望調(diào)用者看見的內(nèi)容隱藏起來。它是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的三要素之首，其它兩個是繼承和多態(tài)，關(guān)于它們的內(nèi)容在后面再討論。
關(guān)于數(shù)據(jù)封裝的實現(xiàn)，在 C++、Java、C# 等語言中是通過 public、private、static 等關(guān)鍵字實現(xiàn)的。在 JavaScript 則采用了另外一種截然不同的形式。在討論如何具體實現(xiàn)某種方式的數(shù)據(jù)封裝前，我們先說幾個簡單的，大家所熟知卻又容易忽略的 JavaScript 的概念。
1 幾個基本概念
1.1 變量定義
在 JavaScript 語言中，是通過 var 關(guān)鍵字來定義變量的。
但是如果我們直接給一個沒有使用 var 定義的變量賦值，那么這個變量就會成為全局變量。
一般情況下，我們應(yīng)該避免使用沒有用 var 定義的變量，主要原因是它會影響程序的執(zhí)行效率，因為存取全局變量速度比局部變量要慢得多。
但是這種用法可以保證我們的變量一定是全局變量。
另外，為了保證速度，我們在使用全局變量時，可以通過 var 定義一個局部變量，然后將全局變量賦予之，由此可以得到一個全局變量的局部引用。
1.2 變量類型
沒有定義的變量，類型為 undefined。
變量的值可以是函數(shù)。
函數(shù)在 JavaScript 中可以充當類的角色。
1.3 變量作用域
變量作用域是指變量生存周期的有效范圍。
單純用 { } 創(chuàng)建的塊不能創(chuàng)建作用域。
with 將它包含的對象作用域添加到當前作用域鏈中，但 with 不創(chuàng)建新的作用域。with 塊結(jié)束后，會將對象作用域從當前作用域鏈中刪除。
try-catch 中，catch 的錯誤對象只在 catch 塊中有效，但 catch 塊中定義的變量屬于當前作用域。
其它如 if、for、for-in、while、do-while、switch 等控制語句創(chuàng)建的塊不能創(chuàng)建作用域。
用 function 創(chuàng)建的函數(shù)，會創(chuàng)建一個新的作用域添加到當前作用域中。
2 封裝
下面我們就來討論具體的封裝。首先說一下大家最熟悉的幾種封裝：私有實例成員、公有實例成員和公有靜態(tài)成員。最后會討論一下大家所不熟悉的私有靜態(tài)成員和靜態(tài)類的封裝辦法。因為下面要討論的是面向?qū)ο缶幊?，所有當函?shù)作為類來定義和使用時，我們暫且將其成為類。
2.1 私有實例成員
私有實例成員在 JavaScript 中實際上可以用函數(shù)內(nèi)的局部變量來實現(xiàn)，它相當于類的私有實例成員。例如：

這里 m_first 和 m_second 是 class1 的兩個私有實例字段，method1 和 method2 是兩個私有實例方法。他們只能在該類的對象內(nèi)部被使用，在對象外無法使用。
這里大家會發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建私有方法有兩種方式，一種是直接在類中定義方法，另一種是先定義一個局部變量（私有實例字段），然后定義一個匿名方法賦值給它。
直接在類中定義方法，則該方法的作用域就是這個類，因此這個方法在此類外不能夠被訪問，而它又可以存取類中所有的私有實例字段，這就保證了這是個私有實例方法。
第二種創(chuàng)建私有實例方法的方式跟第一種方式的效果是一樣的，但是第二種方式更靈活一些。
你應(yīng)該還會注意到，class1 中把構(gòu)造器代碼用 { } 括起來了，這樣做雖然沒有必要，但是代碼看上去更加清晰。
關(guān)于這段構(gòu)造器代碼，還有兩點需要說明的地方：
1、構(gòu)造器代碼必須放在整個類定義的最后，這樣做是為了保證在它當中被調(diào)用的方法都已經(jīng)被定義了。因為 JavaScript 是解釋型語言，所以，它會按照從上到下的順序執(zhí)行，因此，如果構(gòu)造器代碼放在其它方法定義的前面，則執(zhí)行到調(diào)用語句時找不到要調(diào)用的方法，就會出錯。
2、我們已經(jīng)知道 { } 創(chuàng)建的塊不會改變作用域，因此如果在這樣的構(gòu)造器代碼中創(chuàng)建局部變量，實際上是在整個類中創(chuàng)建私有實例成員，所以，如果需要用到局部變量，應(yīng)當定義一個私有實例方法，例如可以命名為 constructor()，在 constructor() 這個私有實例方法中定義局部變量和原來 { } 構(gòu)造器中要執(zhí)行的代碼，然后在類的最后直接調(diào)用它就可以了。所以更好的寫法是這樣的：

最后，你可能還會發(fā)現(xiàn) class1 的定義我們沒有用 var，這樣做我們就可以保證它是個全局的類了。
2.2 公有實例成員
公有實例成員可以通過兩種方式來創(chuàng)建，我們先來看下面這個例子：

我們發(fā)現(xiàn)這個例子是在 class1 的例子上做了一些補充。給它添加了公有實例字段和公有實例方法，我們把它們通稱為公有實例成員。
我們應(yīng)該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)建公有實例成員其實很簡單，一種方式是通過在類中給 this.memberName 來賦值，如果值是函數(shù)之外的類型，那就是個公有實例字段，如果值是函數(shù)類型，那就是公有實例方法。另外一種方式則是通過給 className.prototype.memberName 賦值，可賦值的類型跟 this.memberName 是相同的。
到底是通過 this 方式定義好呢，還是通過 prototype 方式定義好呢？
其實它們各有各的用途，它們之間不是誰比誰更好的關(guān)系。在某些情況下，我們只能用其中特定的一種方式來定義公有實例成員，而不能夠使用另一種方式。原因在于它們實際上是有區(qū)別的：
1、prototype 方式只應(yīng)該在類外定義。this 方式只能在類中定義。
2、prototype 方式如果在類中定義時，則存取私有實例成員時，總是存取最后一個對象實例中的私有實例成員。
3、prototype 方式定義的公有實例成員是創(chuàng)建在類的原型之上的成員。this 方式定義的公有實例成員，是直接創(chuàng)建在類的實例對象上的成員。
基于前兩點區(qū)別，我們可以得到這樣的結(jié)論：如果要在公有實例方法中存取私有實例成員，那么必須用 this 方式定義。
關(guān)于第三點區(qū)別，我們后面在討論繼承時再對它進行更深入的剖析。這里只要知道有這個區(qū)別就可以了。
我們還會發(fā)現(xiàn)，公有實例成員和私有實例成員名字是可以相同的，這樣不會有沖突嗎？
當然不會。原因在于它們的存取方式不同，公有實例成員在類中存取時，必須要用 this. 前綴來引用。而私有實例成員在類中存取時，不使用也不能夠使用 this. 前綴來存取。而在類外存取時，只有公有成員是可以通過類的實例對象存取的，私有成員無法存取。
2.3 公有靜態(tài)成員
公有靜態(tài)成員的定義很簡單，例如：

這個例子的 class3 跟 class1 很像。不同的是 class3 的外面，我們又給 class3 定義了一個靜態(tài)字段和靜態(tài)方法。
定義的方式就是給 className.memberName 直接賦值。
這里定義的靜態(tài)字段和靜態(tài)方法都是可以被直接通過類名引用來存取的，而不需要創(chuàng)建對象。因此它們是公有靜態(tài)成員。
不過有點要記住，一定不要將公有靜態(tài)成員定義在它所在的類的內(nèi)部，否則你會得到非你所期望的結(jié)果。我們可以看下面這個例子：

這個例子中，我們期望 s_second 能夠扮演一個私有靜態(tài)成員的角色，但是輸出結(jié)果卻不是我們所期望的。我們會發(fā)現(xiàn) s_second 實際上是 class4 的一個私有實例成員，而不是私有靜態(tài)成員。而 class4 的 method1 和 method2 所存取的私有成員總是類的最后一個實例對象中的這個私有實例成員。
問題出在哪兒呢？
問題出在每次通過 new class4() 創(chuàng)建一個對象實例時，class4 中的所有語句都會重新執(zhí)行，因此，s_second 被重置，并成為新對象中的一個私有實例成員。而 class4.method1 和 class4.method2 也被重新定義了，而這個定義也將它們的變量作用域切換到了最后一個對象上來。這與把通過 prototype 方式創(chuàng)建的公有實例方法定義在類的內(nèi)部而產(chǎn)生的錯誤是一樣的。
所以，一定不要將公有靜態(tài)成員定義在它所在的類的內(nèi)部！也不要把通過 prototype 方式創(chuàng)建的公有實例方法定義在類的內(nèi)部！
那如何定義一個私有靜態(tài)成員呢？
2.4 私有靜態(tài)成員
前面在基本概念里我們已經(jīng)清楚了，只有用 function 創(chuàng)建函數(shù)，才能創(chuàng)建一個新的作用域，而要創(chuàng)建私有成員（不論是靜態(tài)成員，還是實例成員），都需要通過創(chuàng)建新的作用域才能夠起到數(shù)據(jù)隱藏的目的。下面所采用的方法就是基于這一點來實現(xiàn)的。
實現(xiàn)私有靜態(tài)成員是通過創(chuàng)建一個匿名函數(shù)函數(shù)來創(chuàng)建一個新的作用域來實現(xiàn)的。
通常我們使用匿名函數(shù)時都是將它賦值給一個變量，然后通過這個變量引用該匿名函數(shù)。這種情況下，該匿名函數(shù)可以被反復調(diào)用或者作為類去創(chuàng)建對象。而這里，我們創(chuàng)建的匿名函數(shù)不賦值給任何變量，在它創(chuàng)建后立即執(zhí)行，或者立即實例化為一個對象，并且該對象也不賦值給任何變量，這種情況下，該函數(shù)本身或者它實例化后的對象都不能夠被再次存取，因此它唯一的作用就是創(chuàng)建了一個新的作用域，并隔離了它內(nèi)部的所有局部變量和函數(shù)。因此，這些局部變量和函數(shù)就成了我們所需要的私有靜態(tài)成員。而這個立即執(zhí)行的匿名函數(shù)或者立即實例化的匿名函數(shù)我們稱它為靜態(tài)封裝環(huán)境。
下面我們先來看通過直接調(diào)用匿名函數(shù)方式來創(chuàng)建帶有私有靜態(tài)成員的類的例子：

來創(chuàng)建了一個靜態(tài)封裝環(huán)境，實際的類是在這個環(huán)境中定義的，并且在最后通過 return 語句將最后的類返回給我們的全局變量 class5，然后我們就可以通過 class5 來引用這個帶有靜態(tài)私有成員的類了。
為了區(qū)分私有靜態(tài)成員和私有實例成員，我們在私有靜態(tài)成員前面用了 s_ 前綴，在私有實例成員前面加了 m_ 前綴，這樣避免了重名，因此在對象中總是可以存取私有靜態(tài)成員的。
但是這種命名方式不是必須的，只是推薦的，私有靜態(tài)成員可以跟私有實例成員同名，在重名的情況下，在類構(gòu)造器和在類中定義的實例方法中存取的都是私有實例成員，在靜態(tài)方法（不論是公有靜態(tài)方法還是私有靜態(tài)方法）中存取的都是私有靜態(tài)成員。
在類外并且在靜態(tài)封裝環(huán)境中通過 prototype 方式定義的公有實例方法存取的是私有靜態(tài)成員。
在靜態(tài)封裝環(huán)境外定義的公有靜態(tài)方法和通過 prototype 方式定義的公有實例方法無法直接存取私有靜態(tài)成員。
另外一種方式通過直接實例化匿名函數(shù)方式來創(chuàng)建帶有私有靜態(tài)成員的類的例子跟上面的例子很相似：

這個例子的結(jié)果跟通過第一種方式創(chuàng)建的例子是相同的。只不過它的靜態(tài)封裝環(huán)境是這樣的：
new function() {
...
};
在這里，該函數(shù)沒有返回值，并且對于 class5 的定義是直接在靜態(tài)封裝環(huán)境內(nèi)部通過給一個沒有用 var 定義的變量賦值的方式實現(xiàn)的。
當然，也完全可以在
(function() {
...
})();
這種方式中，不給該函數(shù)定義返回值，而直接在靜態(tài)封裝環(huán)境內(nèi)部通過給一個沒有用 var 定義的變量賦值的方式來實現(xiàn)帶有私有靜態(tài)成員的類的定義。
這兩種方式在這里是等價的。
2.5 靜態(tài)類
所謂的靜態(tài)類，是一種不能夠被實例化，并且只包含有靜態(tài)成員的類。
在 JavaScript 中我們通過直接實例化一個匿名函數(shù)的對象，就可以實現(xiàn)靜態(tài)類了。例如：

大家會發(fā)現(xiàn)，class7 其實就是個對象，只不過這個對象所屬的是匿名類，該類在創(chuàng)建完 class7 這個對象后，就不能再被使用了。而 class7 不是一個 function，所以不能夠作為一個類被實例化，因此，這里它就相當于一個靜態(tài)類了。

最新評論