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悟透JavaScript

2009年06月30号
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原型扩展

    想必君的悟性极高，可能你会这样想：如果在JavaScript内置的那些如Object和Function等函数的prototype上添加些新的方法和属性，是不是就能扩展JavaScript的功能呢？

    那么，恭喜你，你得到了！

    在AJAX技术迅猛发展的今天，许多成功的AJAX项目的JavaScript运行库都大量扩展了内置函数的prototype功能。比如微软的ASP.NET AJAX，就给这些内置函数及其prototype添加了大量的新特性，从而增强了JavaScript的功能。

    我们来看一段摘自MicrosoftAjax.debug.js中的代码：

String.prototype.trim = function String$trim() {
    if (arguments.length !== 0) throw Error.parameterCount();
    return this.replace(/^\s+|\s+$/g, ”);
}

    这段代码就是给内置String函数的prototype扩展了一个trim方法，于是所有的String类对象都有了trim方法了。有了这个扩展，今后要去除字符串两段的空白，就不用再分别处理了，因为任何字符串都有了这个扩展功能，只要调用即可，真的很方便。

    当然，几乎很少有人去给Object的prototype添加方法，因为那会影响到所有的对象，除非在你的架构中这种方法的确是所有对象都需要的。

    前两年，微软在设计AJAX类库的初期，用了一种被称为“闭包”(closure)的技术来模拟“类”。其大致模型如下：

    function Person(firstName, lastName, age)
    {
        //私有变量：
        var _firstName = firstName;
        var _lastName = lastName;

        //公共变量:
        this.age = age;

        //方法：
        this.getName = function()
        {
            return(firstName + “ “ + lastName);
        };
        this.SayHello = function()
        {
            alert(“Hello, I’m “ + firstName + “ “ + lastName);
        };
    };
    
    var BillGates = new Person(“Bill“, “Gates“, 53);
    var SteveJobs = new Person(“Steve“, “Jobs“, 53);
    
    BillGates.SayHello();
    SteveJobs.SayHello();
    alert(BillGates.getName() + “ “ + BillGates.age);
    alert(BillGates.firstName);     //这里不能访问到私有变量

    很显然，这种模型的类描述特别象C#语言的描述形式，在一个构造函数里依次定义了私有成员、公共属性和可用的方法，显得非常优雅嘛。特别是“闭包”机制可以模拟对私有成员的保护机制，做得非常漂亮。

    所谓的“闭包”，就是在构造函数体内定义另外的函数作为目标对象的方法函数，而这个对象的方法函数反过来引用外层外层函数体中的临时变量。这使得只要目标对象在生存期内始终能保持其方法，就能间接保持原构造函数体当时用到的临时变量值。尽管最开始的构造函数调用已经结束，临时变量的名称也都消失了，但在目标对象的方法内却始终能引用到该变量的值，而且该值只能通这种方法来访问。即使再次调用相同的构造函数，但只会生成新对象和方法，新的临时变量只是对应新的值，和上次那次调用的是各自独立的。的确很巧妙！

    但是前面我们说过，给每一个对象设置一份方法是一种很大的浪费。还有，“闭包”这种间接保持变量值的机制，往往会给JavaSript的垃圾回收器制造难题。特别是遇到对象间复杂的循环引用时，垃圾回收的判断逻辑非常复杂。无独有偶，IE浏览器早期版本确实存在JavaSript垃圾回收方面的内存泄漏问题。再加上“闭包”模型在性能测试方面的表现不佳，微软最终放弃了“闭包”模型，而改用“原型”模型。正所谓“有得必有失”嘛。

    原型模型需要一个构造函数来定义对象的成员，而方法却依附在该构造函数的原型上。大致写法如下：

    //定义构造函数
    function Person(name)
    {
        this.name = name;   //在构造函数中定义成员
    };
    
    //方法定义到构造函数的prototype上
    Person.prototype.SayHello = function()
    {
        alert(“Hello, I’m “ + this.name);
    };    
    
    //子类构造函数
    function Employee(name, salary)
    {
        Person.call(this, name);    //调用上层构造函数
        this.salary = salary;       //扩展的成员
    };
    
    //子类构造函数首先需要用上层构造函数来建立prototype对象，实现继承的概念
    Employee.prototype = new Person()   //只需要其prototype的方法，此对象的成员没有任何意义！
    
    //子类方法也定义到构造函数之上
    Employee.prototype.ShowMeTheMoney = function()
    {
        alert(this.name + “ $“ + this.salary);
    };
    
    var BillGates = new Person(“Bill Gates“);
    BillGates.SayHello();    
    
    var SteveJobs = new Employee(“Steve Jobs“, 1234);
    SteveJobs.SayHello();
    SteveJobs.ShowMeTheMoney();

    原型类模型虽然不能模拟真正的私有变量，而且也要分两部分来定义类，显得不怎么“优雅”。不过，对象间的方法是共享的，不会遇到垃圾回收问题，而且性能优于“闭包”模型。正所谓“有失必有得”嘛。

    在原型模型中，为了实现类继承，必须首先将子类构造函数的prototype设置为一个父类的对象实例。创建这个父类对象实例的目的就是为了构成原型链，以起到共享上层原型方法作用。但创建这个实例对象时，上层构造函数也会给它设置对象成员，这些对象成员对于继承来说是没有意义的。虽然，我们也没有给构造函数传递参数，但确实创建了若干没有用的成员，尽管其值是undefined，这也是一种浪费啊。

    唉！世界上没有完美的事情啊！

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