學(xué)習JavaScript設(shè)計模式(多態(tài))_javascript技巧

從字面上來理解多態(tài)不太容易，下面我們來舉例說明一下。

主人家里養(yǎng)了兩只動物，分別是一只鴨和一只雞，當主人向它們發(fā)出“叫”的命令時，鴨會“嘎嘎嘎”地叫，而雞會“咯咯咯”地叫。這兩只動物都會以自己的方式來發(fā)出叫聲。它們同樣“都是動物，并且可以發(fā)出叫聲”，但根據(jù)主人的指令，它們會各自發(fā)出不同的叫聲。

其實，其中就蘊含了多態(tài)的思想。下面我們通過代碼進行具體的介紹。

1. 一段“多態(tài)”的JavaScript代碼

我們把上面的故事用JavaScript代碼實現(xiàn)如下：

這段代碼確實體現(xiàn)了“多態(tài)性”，當我們分別向鴨和雞發(fā)出“叫喚”的消息時，它們根據(jù)此消息作出了各自不同的反應(yīng)。但這樣的“多態(tài)性”是無法令人滿意的，如果后來又增加了一只動物，比如狗，顯然狗的叫聲是“汪汪汪”，此時我們必須得改動makeSound函數(shù)，才能讓狗也發(fā)出叫聲。修改代碼總是危險的，修改的地方越多，程序出錯的可能性就越大，而且當動物的種類越來越多時，makeSound有可能變成一個巨大的函數(shù)。

多態(tài)背后的思想是將“做什么”和“誰去做以及怎樣去做”分離開來，也就是將“不變的事物”與 “可能改變的事物”分離開來。在這個故事中，動物都會叫，這是不變的，但是不同類型的動物具體怎么叫是可變的。把不變的部分隔離出來，把可變的部分封裝起來，這給予了我們擴展程序的能力，程序看起來是可生長的，也是符合開放-封閉原則的，相對于修改代碼來說，僅僅增加代碼就能完成同樣的功能，這顯然優(yōu)雅和安全得多。

2. 對象的多態(tài)性

下面是改寫后的代碼，首先我們把不變的部分隔離出來，那就是所有的動物都會發(fā)出叫聲：

然后把可變的部分各自封裝起來，我們剛才談到的多態(tài)性實際上指的是對象的多態(tài)性：

現(xiàn)在我們向鴨和雞都發(fā)出“叫喚”的消息，它們接到消息后分別作出了不同的反應(yīng)。如果有一天動物世界里又增加了一只狗，這時候只要簡單地追加一些代碼就可以了，而不用改動以前的makeSound函數(shù)，如下所示：

3. 類型檢查和多態(tài)

類型檢查是在表現(xiàn)出對象多態(tài)性之前的一個繞不開的話題，但JavaScript是一門不必進行類型檢查的動態(tài)類型語言，為了真正了解多態(tài)的目的，我們需要轉(zhuǎn)一個彎，從一門靜態(tài)類型語言說起。

靜態(tài)類型語言在編譯時會進行類型匹配檢查。以Java為例，由于在代碼編譯時要進行嚴格的類型檢查，所以不能給變量賦予不同類型的值，這種類型檢查有時候會讓代碼顯得僵硬，代碼如下：

現(xiàn)在我們嘗試把上面讓鴨子和雞叫喚的例子換成Java代碼：

我們已經(jīng)順利地讓鴨子可以發(fā)出叫聲，但如果現(xiàn)在想讓雞也叫喚起來，我們發(fā)現(xiàn)這是一件不可能實現(xiàn)的事情。因為(1)處AnimalSound類的makeSound方法，被我們規(guī)定為只能接受Duck類型的參數(shù)：

某些時候，在享受靜態(tài)語言類型檢查帶來的安全性的同時，我們亦會感覺被束縛住了手腳。

為了解決這一問題，靜態(tài)類型的面向?qū)ο笳Z言通常被設(shè)計為可以向上轉(zhuǎn)型：當給一個類變量賦值時，這個變量的類型既可以使用這個類本身，也可以使用這個類的超類。這就像我們在描述天上的一只麻雀或者一只喜鵲時，通常說“一只麻雀在飛”或者“一只喜鵲在飛”。但如果想忽略它們的具體類型，那么也可以說”一只鳥在飛“。

同理，當Duck對象和Chicken對象的類型都被隱藏在超類型Animal身后，Duck對象和Chicken對象就能被交換使用，這是讓對象表現(xiàn)出多態(tài)性的必經(jīng)之路，而多態(tài)性的表現(xiàn)正是實現(xiàn)眾多設(shè)計模式的目標。

4. 使用繼承得到多態(tài)效果

使用繼承來得到多態(tài)效果，是讓對象表現(xiàn)出多態(tài)性的最常用手段。繼承通常包括實現(xiàn)繼承和接口繼承。本節(jié)我們討論實現(xiàn)繼承，接口繼承的例子請參見第21章。

我們先創(chuàng)建一個Animal抽象類，再分別讓Duck和Chicken都繼承自Animal抽象類，下述代碼中(1)處和(2)處的賦值語句顯然是成立的，因為鴨子和雞也是動物：

現(xiàn)在剩下的就是讓AnimalSound類的makeSound方法接受Animal類型的參數(shù)，而不是具體的Duck類型或者Chicken類型：

5. JavaScript的多態(tài)

從前面的講解我們得知，多態(tài)的思想實際上是把“做什么”和“誰去做”分離開來，要實現(xiàn)這一點，歸根結(jié)底先要消除類型之間的耦合關(guān)系。如果類型之間的耦合關(guān)系沒有被消除，那么我們在makeSound方法中指定了發(fā)出叫聲的對象是某個類型，它就不可能再被替換為另外一個類型。在Java中，可以通過向上轉(zhuǎn)型來實現(xiàn)多態(tài)。

而JavaScript的變量類型在運行期是可變的。一個JavaScript對象，既可以表示Duck類型的對象，又可以表示Chicken類型的對象，這意味著JavaScript對象的多態(tài)性是與生俱來的。

這種與生俱來的多態(tài)性并不難解釋。JavaScript作為一門動態(tài)類型語言，它在編譯時沒有類型檢查的過程，既沒有檢查創(chuàng)建的對象類型，又沒有檢查傳遞的參數(shù)類型。在2節(jié)的代碼示例中，我們既可以往makeSound函數(shù)里傳遞duck對象當作參數(shù)，也可以傳遞chicken對象當作參數(shù)。

由此可見，某一種動物能否發(fā)出叫聲，只取決于它有沒有makeSound方法，而不取決于它是否是某種類型的對象，這里不存在任何程度上的“類型耦合”。這正是我們從上一節(jié)的鴨子類型中領(lǐng)悟的道理。在JavaScript中，并不需要諸如向上轉(zhuǎn)型之類的技術(shù)來取得多態(tài)的效果。

6. 多態(tài)在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中的作用

有許多人認為，多態(tài)是面向?qū)ο缶幊陶Z言中最重要的技術(shù)。但我們目前還很難看出這一點，畢竟大部分人都不關(guān)心雞是怎么叫的，也不想知道鴨是怎么叫的。讓雞和鴨在同一個消息之下發(fā)出不同的叫聲，這跟程序員有什么關(guān)系呢？

Martin Fowler在《重構(gòu)：改善既有代碼的設(shè)計》里寫到：

多態(tài)的最根本好處在于，你不必再向?qū)ο笤儐枴澳闶鞘裁搭愋汀倍蟾鶕?jù)得到的答案調(diào)用對象的某個行為——你只管調(diào)用該行為就是了，其他的一切多態(tài)機制都會為你安排妥當。

換句話說，多態(tài)最根本的作用就是通過把過程化的條件分支語句轉(zhuǎn)化為對象的多態(tài)性，從而消除這些條件分支語句。

Martin Fowler的話可以用下面這個例子很好地詮釋：

在電影的拍攝現(xiàn)場，當導(dǎo)演喊出“action”時，主角開始背臺詞，照明師負責打燈光，后面的群眾演員假裝中槍倒地，道具師往鏡頭里撒上雪花。在得到同一個消息時，每個對象都知道自己應(yīng)該做什么。如果不利用對象的多態(tài)性，而是用面向過程的方式來編寫這一段代碼，那么相當于在電影開始拍攝之后，導(dǎo)演每次都要走到每個人的面前，確認它們的職業(yè)分工（類型），然后告訴他們要做什么。如果映射到程序中，那么程序中將充斥著條件分支語句。

利用對象的多態(tài)性，導(dǎo)演在發(fā)布消息時，就不必考慮各個對象接到消息后應(yīng)該做什么。對象應(yīng)該做什么并不是臨時決定的，而是已經(jīng)事先約定和排練完畢的。每個對象應(yīng)該做什么，已經(jīng)成為了該對象的一個方法，被安裝在對象的內(nèi)部，每個對象負責它們自己的行為。所以這些對象可以根據(jù)同一個消息，有條不紊地分別進行各自的工作。

將行為分布在各個對象中，并讓這些對象各自負責自己的行為，這正是面向?qū)ο笤O(shè)計的優(yōu)點。

再看一個現(xiàn)實開發(fā)中遇到的例子，這個例子的思想和動物叫聲的故事非常相似。

假設(shè)我們要編寫一個地圖應(yīng)用，現(xiàn)在有兩家可選的地圖API提供商供我們接入自己的應(yīng)用。目前我們選擇的是谷歌地圖，谷歌地圖的API中提供了show方法，負責在頁面上展示整個地圖。示例代碼如下：

后來因為某些原因，要把谷歌地圖換成百度地圖，為了讓renderMap函數(shù)保持一定的彈性，我們用一些條件分支來讓renderMap函數(shù)同時支持谷歌地圖和百度地圖：

可以看到，雖然renderMap函數(shù)目前保持了一定的彈性，但這種彈性是很脆弱的，一旦需要替換成搜搜地圖，那無疑必須得改動renderMap函數(shù)，繼續(xù)往里面堆砌條件分支語句。

我們還是先把程序中相同的部分抽象出來，那就是顯示某個地圖：

現(xiàn)在來找找這段代碼中的多態(tài)性。當我們向谷歌地圖對象和百度地圖對象分別發(fā)出“展示地圖”的消息時，會分別調(diào)用它們的show方法，就會產(chǎn)生各自不同的執(zhí)行結(jié)果。對象的多態(tài)性提示我們，“做什么”和“怎么去做”是可以分開的，即使以后增加了搜搜地圖，renderMap函數(shù)仍然不需要做任何改變，如下所示：

在這個例子中，我們假設(shè)每個地圖API提供展示地圖的方法名都是show，在實際開發(fā)中也許不會如此順利，這時候可以借助適配器模式來解決問題。

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