业务建模 之 闲话'闭包'与'原型继承'

【引言】在业务建模中，我们经常遇到这样一种情况：“原型”对象负责实现业务的基本诉求(包括：有哪些属性，有哪些函数以及它们之间的关系)，以“原型”对象为基础创建的“子对象”则实现一些个性化的业务特性，从而方便的实现业务扩展。最常见的搞法是：

1. 定义一个‘构造函数’，在其中实现属性的初始化，例如：var Person = function( ){};    //函数体中可以进行一些变量的初始化。

2. 再设置该函数的prototype成员，例如：Person.prototype = { gotoSchool:function(){ console.log( 'on foot' );} };                           //该对象字面量中定义一些方法

3. 用new来创建一个新对象，例如：var student = new Person();

4. 个性化新对象的部分行为：student.gotoSchool = function(){ console.log( 'by bus' ); } ;

    >>根据new 和 原型链的特性，调用 student.gotoSchool();  将会输出 by bus，而不是 on foot。

5. 同理，用new来创建一个teacher的对象，然后再设置它的gotoSchool的成员。

    var teacher = new Person();

    teacher.gotoSchool =  function(){ console.log( 'by car' ); } ;
    teacher.gotoSchool() ;        //将会输出 by car 

说明：本文中的代码可以在Chrome浏览器的控制台中执行验证。方法如下：按F12后单击Console页签，打开Chrome的控制台，可以看到console.log输出的结果。

上面的方式能够满足我们的基本诉求，并且在之前的Web控件自定义开发中，我们也是这么做的。但是，如果业务模型比较复杂，那么上面的这种方式的弊端也是明显的：

没有私有环境，所有的属性都是公开的。

 

今天，我们就业务建模出发，看看如果借助JavaScript的闭包特性，是否有更好的方式来优雅实现业务建模。

先看一个原型继承的例子：

 1 var BaseObject = (function(){
 2     var that = {};
 3     
 4     that.name = 'Lily' ;
 5     that.sayHello = function(){
 6         console.log( 'Hello ' + this.getName() );
 7     };
 8     that.getName = function(){
 9         return this.name ;
10     };
11     
12     return that ;
13 })();
14 
15 //创建一个继承的对象
16 var tomObject = Object.create( BaseObject );
17 tomObject.name = 'Tom' ;
18 
19 //调用公开的方法
20 tomObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello Tom

【分析】
当前的这种方式，在编码规范的情况下，是能够正常工作的，但是，从程序的封装的角度来看，却存在明显的不足。
因为，tomObject也可以设置它的getName函数，
例如：在tomObject.sayHello();之前添加如下代码：
//....
tomObject.getName = function(){ return 'Jack' };
//调用公开的方法
tomObject.sayHello( ) ; //输出：Hello Jack

而实际上，作为一个约定，我们希望getName就是调用当前对象的name的属性值，不允许继承它的子对象任意覆盖它！也就是说，getName应该是一个私有函数！
现在，我们看如何用【闭包】来解决这个问题：

 1 var createPersonObjFn = function(){
 2     var that = {};
 3     
 4     var name = 'Lily' ;
 5     
 6     var getName = function(){
 7         return name ;
 8     };
 9     
10     that.setName = function( new_name ){
11         name = new_name ;
12     };
13     that.sayHello = function(){
14         console.log( 'Hello ' + getName() );
15     };
16     
17     return that ;
18 };
19 
20 //创建一个对象
21 var tomObject = createPersonObjFn();
22 tomObject.setName( 'Tom' );
23 
24 //调用公开的方法
25 tomObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello Tom

【分析】
现在好了，尽管你还是可以给tomObject增加新的getName()函数，但并不会影响sayHello的业务逻辑。同理，
//...
tomObject.setName( 'Tom' );
tomObject.getName = function(){return 'Jack'; }; //设置对象的getName的函数

//调用公开的方法
tomObject.sayHello( ) ;                                      //依然输出：Hello Tom

闭包的特点就是：
1. 将要'业务对象'的属性保存在'运行时环境'中。
2. 天然的'工厂模式'，要新生成一个对象，就执行一下函数。
从这也可以看出，采用'闭包'这种模式构建业务时，对于'原型链'的理解要求并不高，这也许是为什么老道在它的书中对于'原型链'着墨甚少的原因吧。

【优化】
但是，我们知道，在业务模型中，我们还是希望能够实现'继承'的效果，也就是说，"主体对象"实现基本的框架和逻辑，"子对象"根据自身的特点来自定义一些特定的行为。通过Object.create() 创建对象时，基于"原型链"的特征，我们很好理解，只要在新创建的对象中重新定义一下自定义函数就可以了。但是，同样的业务诉求，在'闭包'这种方式下如何实现呢？

[方法]
在闭包对外公开的函数中，调用通过this调用的函数，那么这个函数的行为就可以在闭包之外被自定义。
试验代码如下：

 1 that.sayHello = function(){
 2     //这里的sayHello调用了当前对象的getNewName()
 3     console.log( 'Hello ' + this.getNewName() );   
 4 };
 5 
 6 //...前面其他的代码不变
 7 var tomObject = createPersonObjFn();
 8 tomObject.getNewName = function(){   //定义当前对象的getNewName， 
 9     return 'Jack' ;
10 }
11 
12 //调用公开的方法
13 tomObject.sayHello( ) ;              //输出：Hello Jack

【分析】
虽然通过修改sayHello中的定义(通过调用方法函数)，我们似乎能够自定义对象的一些行为，但是，新定义的行为并不能访问到tomObject的私有属性name！这和对象原来想表达的内容完全没有关系。而我们真实的业务诉求或许是这样，自定义行为之后，sayHello 能够打印"Hello dear Tom!" 或者"Hello my Tom!" 的内容。
[回顾]我们知道，在闭包中，如果要想访问私有属性，必须要定义相关的公开的方法。所以，我们优化如下：

 1 //...在闭包中，将getName这样的函数由私有函数转换为公开函数
 2 that.getName = function( ){
 3     return name ;
 4 }
 5 
 6 //...定义tomObject的自定义函数getNewName，在函数中调用getName的方法。
 7 tomObject.getNewName = function(){
 8     return 'dear ' + tomObject.getName() + '!' ;
 9 }
10 tomObject.setName( 'Tom' );
11 
12 //调用公开的方法
13 tomObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello dear Tom!
14 
15 
16 //为了体现自定义行为的特点，我们再创建另外一个Jack的对象
17 var jackObject = createPersonObjFn();
18 jackObject.getNewName = function(){   //定义当前对象的getNewName， 
19     return 'my ' + jackObject.getName() + '!' ;
20 }
21 jackObject.setName( 'Jack' );
22 
23 //调用公开的方法
24 jackObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello my Jack!

【分析】
看起来似乎没有什么问题了，但是，还有一个小细节需要优化。我们在sayHello中调用了this.getNewName();但是，如果新创建的对象没有重新定义getNewName函数，
那样岂不报异常了？所以，严谨的做法应该是，在闭包中也设置一个that.getNewName的函数，默认的行为就是返回当前的name值，
如果要进行自定义行为，则对象会体现出自定义的行为，覆盖(重载)默认的行为。

【完整的例子】
1. 在闭包中，可以定义私有属性(指：对象、字符串、数字、布尔类型等)，这些属性只能通过闭包开放的函数访问、修改。
2. 有些函数，你并不希望外部对象对它进行调用，仅仅供闭包内的函数(包括：公开函数和私有函数)调用，则可以将它定义为私有函数。
3. 如果要想闭包对象的某一部分行为可以自定义(达到继承的效果)，则需要进行如下几步。
　　a. 新增能访问私有属性的公开函数，例如：例子中的getName函数。
         因为根据作用域的特点，闭包外部是无法访问到私有属性的，而自定义的函数是在闭包外部的。
     b. 在闭包内部，以公开函数的方式，设置需要自定义函数的默认行为，例如：闭包中getNewName函数的定义。
     c. 在允许自定义行为的公开函数(例如：例子中的sayHello函数)中，通过this调用可以自定义行为的函数。
         例如例子中的this.getNewName()。

完整的代码如下：

 1 var createPersonObjFn = function(){
 2     var that = {};
 3     
 4     var name = 'Lily' ;
 5     
 6     that.getName = function(){
 7         return name ;
 8     };
 9     that.setName = function( new_name ){
10         name = new_name ;
11     };
12     that.getNewName = function( ){   //默认的行为
13         return name ;
14     };
15     that.sayHello = function(){
16         console.log( 'Hello ' + this.getNewName() );
17     };
18     
19     return that ;
20 };
21 
22 //1. 创建一个对象
23 var tomObject = createPersonObjFn();
24 tomObject.getNewName = function(){
25     return 'dear ' + tomObject.getName() + '!' ;
26 }
27 tomObject.setName( 'Tom' );
28 
29 //调用公开的方法
30 tomObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello dear Tom!
31 
32 //2. 创建另外一个Jack的对象
33 var jackObject = createPersonObjFn();
34 jackObject.getNewName = function(){   //定义当前对象的getNewName， 
35     return 'my ' + jackObject.getName() + '!' ;
36 }
37 jackObject.setName( 'Jack' );
38 
39 //调用公开的方法
40 jackObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello my Jack!
41 
42 
43 //3 创建另外一个Bill的对象，不重新定义getNewName函数，采用默认的行为
44 var billObject = createPersonObjFn();
45 billObject.setName( 'Bill' );
46 
47 //调用公开的方法
48 billObject.sayHello( ) ;   //输出：Hello Bill

【总结】

JavaScript是一个表现力很强的语言，非常的灵活，自然也比较容易出错。上面举的例子中，我们仅仅突出展现了闭包的特性，其实，利用“原型链”的特性，我们完全可以基于tomObject,jackObject这些对象再来创建另外的对象，或者tomObject这些对象的创建过程，放到另外一个闭包中，这样或许可以组合出更加丰富的模型。闭包的特性就在这里，原型链的特性也在这里......到底什么时候用？怎么组合起来用？关键还是看我们的业务诉求，看真实的使用场景，看我们对性能，扩展性，安全等等多个方面的期望。

另外，本文涉及到一些背景知识，例如：原型链是怎样的一个图谱关系？new这个运算符在创建对象时都做了啥？Object.create又可以如何理解? 由于篇幅有限，就没有展开来讲，如有疑问或建议，欢迎指出讨论，谢谢。

【再思考】
细心的同学或许发现了，既然闭包中that.getNewName和that.getName的实现都完全一样，为什么要重复定义这两个函数呢？是不是可以把闭包中that.getName给删除掉呢？
答案当然是否定的。如果删除了闭包中的that.getName，而你又重新定义了that.getNewName的方法，这时候，闭包中的私有属性name在闭包外就没法访问到了。
这就像同一包纸巾中的纸，样子完全一样，但职责不同，有些是事前用的，有些则是事后用的。
比如，你在公园里吃苹果，没有水果刀，你会先抽出一张纸(A)擦一下苹果的外表，吃完苹果之后，把苹果的核用纸包起来扔到垃圾桶，又抽出一张纸(B)擦一下嘴巴和手。
因为大家都是讲卫生，懂文明的"四有新人"。
今天的分享到此为止，感谢大家捧场，希望诸位大侠不吝赐教。