JavaScript类封装、静态方法与继承实现详解

JavaScript类的基础封装与定义

JavaScript本身并非严格的面向对象语言，未内置class关键字来直接定义类。不过，我们可以借助JavaScript特有的闭包与原型机制来模拟类的封装行为。下面我们将以构建一个基础的Shape类为例，展示具体的实现路径。

 
function ShapeBase() {
this.show = function()
{ 
alert("ShapeBase show");
}; 
this.init = function(){
alert("ShapeBase init");
}; 
} 

上述代码在类内部定义了两个实例方法：show和init。需要特别注意的是，这里使用this关键字来绑定方法，而非var。在JavaScript中，使用var通常用于定义私有变量或私有方法，而this则指向实例本身。

此外，我们还可以利用prototype属性来为Shape类定义共享方法，这种方式更符合JavaScript的设计哲学。

 
ShapeBase.prototype.show=function()
{ 
alert("ShapeBase show");
} 
ShapeBase.prototype.init=function()
{ 
alert("ShapeBase init");
} 

虽然上述写法可行，但逐行定义prototype显得不够直观。我们可以采用对象字面量的方式，将所有方法集中定义在prototype对象中，使代码结构更加清晰。

 
ShapeBase.prototype={
show:function()
{ 
alert("ShapeBase show");
}, 
init:function() {
alert("ShapeBase init");
} 
}; 

现在类结构已经搭建完毕，接下来编写测试代码验证其功能是否符合预期。

 
function test(src){
var s=new ShapeBase();
s.init();
s.show();
} 

从运行结果可以看出，其调用方式与传统面向对象语言（如C#）高度相似，行为表现也与预期一致。

JavaScript静态方法的实现

至此，我们已经掌握了JavaScript实例方法的创建。然而，若需实现类似C#中的静态方法（即无需实例化即可调用的方法），该如何处理？

实现JavaScript静态方法的逻辑非常直接，参考以下示例：

 
//静态方法
ShapeBase.StaticDraw = function()
{ 
alert("method draw is static");
} 

JavaScript继承机制与抽象类模拟

与类定义类似，JavaScript原生也不支持传统的类继承机制。但我们可以通过将父类的prototype成员复制到子类的prototype中，从而手动实现继承效果。

同样地，JavaScript没有内置抽象类的概念。但利用语言本身的特性，我们可以构建出具备抽象类特征的类结构。

首先探讨JavaScript中的虚方法概念。在传统语言中，虚方法需预先声明，包含虚方法的类即为抽象类且不可直接实例化。而在JavaScript中，虚方法可被理解为：在类定义中未显式实现，但已通过this指针引用的方法。

与传统面向对象语言不同，JavaScript中的虚方法无需显式声明，可直接使用，且包含虚方法的类依然可以被实例化。

为了更优雅地实现继承，我们先定义Object的扩展方法，包括一个静态版本和一个实例版本，用于执行prototype属性的复制操作。

 
Object.extend = function(destination, source) {
for (property in source) {
destination[property] = source[property];
} 
return destination;
} 
Object.prototype.extend = function(object) {
return Object.extend.apply(this, [this, object]);
} 

接下来，我们尝试实现一个继承自ShapeBase的Rect类，首先展示一种较为简单的实现方式。

 
function Rect() {
} 
Rect.prototype = ShapeBase.prototype; //只这一句就行了
//扩充新的方法
Rect.prototype.add=function() {
alert("Rect add");
} 

上述直接赋值原型的方法存在局限：它不支持方法重写。如果修改了show方法，ShapeBase的show也会指向同一函数，这通常是因为prototype赋值仅改变了引用地址所致。

例如，如果在Rect中也定义了：

Rect.prototype.show=function() {

alert("Rect show");

那么执行结果将如下所示：

function test(){

var s=new ShapeBase();

s.show(); //结果:Rect show

var r=new Rect();

r.show(); //结果:Rect show

r.add();

为了解决上述问题，我们使用Object.extend方法来实现更完善的继承，并引入oninit虚方法。修改后的ShapeBase如下：

 
ShapeBase.prototype={
show:function()
{ 
alert("ShapeBase show");
}, 
initialize:function () {
this.oninit();
} 
}; 

基于上述基础，我们重新实现Rect类的继承逻辑。

 
Rect.prototype=(new ShapeBase).extend({
//添加新的方法
add:function() {
alert("Rect add");
}, 
//使用这种方法可以重写show方法
show:function() {
alert("Rect show");
}, 
//实现虚方法
oninit:function() {
alert("Rect oninit");
} 
}) 

类定义完成后，我们再次运行测试代码以验证最终效果。

 
function test(src){
ShapeBase.StaticDraw();
var s=new ShapeBase();
s.show(); //alert("ShapeBase show")
var r=new Rect();
r.show(); //alert("Rect show")
r.add();
r.initialize(); //alert("Rect oninit")
} 

此外，网络上还有一种通过专门的管理对象来创建类的方案，其代码结构如下：

 
// 
//对象属性复制方法,很多库都有实现,如PrototypeJS里面的extend和Ext里面的Ext.apply
// 
function extend(des, src) {
if (!des)
des = {};
if (src) {
for (var i in src) {
des[i] = src[i];
} 
} 
return des;
} 
var CC = {}; //全局变量
// 
//create 用于创建类
// 
CC.create = function(superclass, constructor){
var clazz = (function() {
this.initialize.apply(this, arguments);
}); 
//如果无参数,直接返回类.
if(arguments.length == 0)
return clazz;
//如果无父类,此时constructor应该为一个纯对象,直接复制属性返回.
if(!superclass){
extend(clazz.prototype, constructor);
return clazz;
} 
var absObj = clazz.prototype,
sprPropty = superclass.prototype;
if(sprPropty){
//用于访问父类方法
clazz.superclass = sprPropty;
extend(absObj, sprPropty);
//调用属性构造函数创建属性,这个是实现关键.
extend(absObj, constructor(sprPropty));
// 子类实例直接通过obj.superclass访问父类属性,
// 如果不想造成过多引用,也可把这句注释掉,因为多数时候是没必要的.
absObj.superclass = sprPropty;
// 
clazz.constructor = constructor;
} 
return clazz;
} 
// 
//创建一个动物类
// 
var Animal = CC.create(null, {
//属性
footprint : '- - - - - - =',
//类初始化方法,必须的,当用 new 生成一个类时该方法自动被调用,参见上定义.
initialize : function(options){
extend(this, options);
alert('Animal initialize method is called.');
}, 
eat : function(){
alert('Animal eat method is called.');
}, 
move : function(){
alert('I am moving like this '+ this.footprint +' .');
} 
}); 
// 
//创建一个Duke类
// 
var Duke = CC.create(Animal, function(superclass){
//在这可以定义一些类全局静态数据,该类每个实例都共享这些数据.
//计算实例个类,包括派生类实例.
var static_instance_counter = 0;
function classUtilityFuncHere(){ }
//返回类具体属性.
return {
//重写初始化方法
//@override
initialize : function(options) {
alert('Initializing Duke class..');
//调用父类初始化,这种方法比一般其它库的要简洁点吧,可以不管父类是什么.
superclass.initialize.call(this, options);
//做一些子类喜欢做的事.
alert('Duke initialize method is called.');
//读取或修改类静态属性
static_instance_counter++;
}, 
//重写move方法,增加Duke自己的移动方式.
move : function(){
this.footprint = this.footprint + 'zzzzzzzz';
superclass.move.call(this);
}, 
//重写eat方法,注意,里面不调用父类方法,即父类eat被覆盖了.
eat : function(){
alert('Duke is eating..');
}, 
//新增一个say方法,显示当前已经初始化的Duke类实例数量.
say : function(){
alert('the number of Duke instances is '+static_instance_counter);
} 
}; 
}); 
var DukeChild = CC.create(Duke, function(superclass){
return {
move : function(){
this.footprint = this.footprint + '++++++++++++=';
superclass.move.call(this);
}, 
say : function(){
alert(this.msg || '');
} 
}; 
}); 
(function test() {
var animal = new Animal();
animal.eat();
animal.move();
var dukeA = new Duke();
dukeA.eat();
dukeA.move();
dukeA.say();
var dukeB = new Duke();
dukeB.eat();
dukeB.move();
dukeB.say();
var dukeC = new DukeChild({msg : 'I am a child of duke.'});
dukeC.move();
dukeC.say();
})();