[Effective JavaScript 笔记]第35条：使用闭包存储私有数据

js的对象系统并没有特别鼓励或强制信息隐藏。所有的属性名都是一个字符串，任意一个程序都可以简单地通过访问属性名来获取相应的对象属性。例如，for...in循环、ES5的Object.keys()和Object.getOwnPropertyNames()函数等特性都能轻易地获取对象的所有属性名。

怎么处理私有属性

编码规范

js程序员诉诸于编码规范，而不是任何绝对的强制机制。例如，一些程序员使用命名规范给私有属性名前置或后置一个下划线字符(_)。这并没有强制隐藏，而只是表明对对象的正确行为操作的一个建议。用户不应该检查或修改该属性，以便对象仍然能自由地改变其实现。

使用闭包

程序员需要更高强度的信息隐藏。例如，一些安全敏感的平台或应用程序框架。它们希望发送对象到未授信的、缺乏对该对象内部风险干预的应用程序。强制信息隐藏能够派上用场的另外一个情形是频繁使用的程序库。在这些程序中，当粗心的用户不小心地依赖或干扰了实现细节，就会引入不可预知的BUG。
上面这些情况，js为信息隐藏提供了一种非常可靠的机制-闭包。
闭包是一种简朴的数据结构。它们将数据存储到封闭的变量中而不提供对这些变量的直接访问。获取闭包内部结构的唯一方式是该函数显式地提供获取它的途径。换句话说，对象和闭包具有相反的策略：对象的属性会被自动暴露出去，闭包中的变量会被自动隐藏起来。
可以利用闭包的特性在对象中存储真正的私有数据。不是将数据作为对象的属性来存储，而是在构造函数中以变量的方式来存储它，并将对象的方法转变为引用这些变量的闭包。

function User(name,pwd){
  this.toString=function(){
     return '[User '+name+']';
  };
  this.checkPwd=function(pwd){
     return hash(pwd)===pwd;
  }
}

当使用上面的代码如

var u=new User('wengxuesong','asdfasdf');
u.toString();//'[User wengxuesong]'

执行环境、活动对象及作用域链

首先是构造函数的运行，这时将创造了两个环境:全局环境、User环境。每个环境都有一个与之关联的变量对象，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。在WEB浏览器中全局环境关联的是window对象。某个执行环境中的所有代码执行完毕后，该环境被销毁，保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁。
第一次调用User函数时，会创建一个包含this,arguments,name,pwd的活动对象。全局执行环境的变量对象在User执行环境的作用域链中处于第二位。当使用new时，this指向生成的实例对象。
对应的图示如下:

 

与其它的实现不同，该实现的toString和checkPwd方法是以变量的方式来引用name和pwd变量的，而不是以this属性的方式来引用。现在，User的实例根本不包含任何实例属性，因此外部代码不能直接访问User实例的name和pwd变量。

缺点：

为了让构造函数中的变量在使用它们的方法的作用域内，这些方法必须置于实例对象中。这将导致实例包含过多的方法副本，占用内存。但信息隐藏如果更重要，这占额外的代价是值得的。

提示

• 闭包变量是私有的，只能通过局部引用获取

• 将局部变量作为私有数据从而通过方法实现信息隐藏

附录一：for...in循环

for...in语句是一种精准的迭代语句，可以用来枚举对象的属性。

语法

for(property in expression) statement

示例

var obj={a:10,b:20,c:30}
for(var prop in obj){
  console.log(prop);
}
/*
'a'
'b'
'c'
*/

上面代码显示了所有obj对象的属性，每次执行循环时，都会将obj对象中存在的一个属性名赋值给变量prop。这个过程一直持续到对象中的所有属性都被枚举一遍为止。
其中var不是必需的，但最好加上，可以确保变量是局部的。
如果迭代对象是null或undefined，会抛出错误。
ES5中不会抛出错误，而只是不执行循环体。

建议

在使用for...in循环前先检测该对象的值不是null或undefined。

附录二：Object.keys方法

来自mozilla.org社区
Object.keys()方法返回对象的可枚举属性数组，顺序和for...in循环一样（不同之处在于for...in循环也会遍历原型对象中的属性）。

语法

Object.keys(obj);

参数

obj:想要枚举属性的对象

示例

var arr=['a','b','c'];
console.log(Object.keys(arr));//['0','1','2']

//类数组
var obj={0:'a',1:'b',2:'c'};
console.log(Object.keys(obj));//['0','1','2']

//类数组，包含随机索引
var an_obj = { 100: 'a', 2: 'b', 7: 'c' };
console.log(Object.keys(an_obj)); //['2', '7', '100']

//getFoo为非可枚举属性
var my_obj = Object.create({}, { getFoo: { value: function() { return this.foo; } } });
my_obj.foo = 1;

console.log(Object.keys(my_obj)); // console: ['foo']

　　

注意

在ES5中，如果参数不是一个object类型，会导致一个类型错误。ES6中，则会把不是object的参数转化为obj

Object.keys("foo");
// TypeError: "foo" is not an object (ES5 code)

Object.keys("foo");
// ["0", "1", "2"]                   (ES6 code)

兼容版本

if (!Object.keys) {
  Object.keys = (function() {
    'use strict';
    var hasOwn = Object.prototype.hasOwnProperty,
        hasDontEnumBug = !({ toString: null }).propertyIsEnumerable('toString'),
        dontEnums = [
          'toString',
          'toLocaleString',
          'valueOf',
          'hasOwnProperty',
          'isPrototypeOf',
          'propertyIsEnumerable',
          'constructor'
        ],
        dontEnumsLength = dontEnums.length;

    return function(obj) {
      if (typeof obj !== 'object' && (typeof obj !== 'function' || obj === null)) {
        throw new TypeError('Object.keys called on non-object');
      }

      var result = [], prop, i;
      for (prop in obj) {
        if (hasOwn.call(obj, prop)) {
          result.push(prop);
        }
      }

      if (hasDontEnumBug) {
        for (i = 0; i < dontEnumsLength; i++) {
          if (hasOwn.call(obj, dontEnums[i])) {
            result.push(dontEnums[i]);
          }
        }
      }
      return result;
    };
  }());
}

附录三：Object.getOwnPropertyNames方法

来自mozilla.org社区
Object.getOwnPropertyNames方法返回对象的所有属性（可枚举，不可枚举）

语法

Object.getOwnPropertyNames(obj)

参数

obj:要返回所有属性的对象

示例

var arr = ['a', 'b', 'c'];
console.log(Object.getOwnPropertyNames(arr).sort()); 
// logs ["0", "1", "2", "length"]//上面的length是不可枚举的属性

// 类数组对象var obj = { 0: 'a', 1: 'b', 2: 'c' };
console.log(Object.getOwnPropertyNames(obj).sort()); 
// logs ["0", "1", "2"]

// 使用Array.prototype.forEach方法来遍历
Object.getOwnPropertyNames(obj).forEach(function(val, idx, array) {
  console.log(val + ' -> ' + obj[val]);
});
// logs// 0 -> a// 1 -> b// 2 -> c

// 不可枚举属性示例var my_obj = Object.create({}, {
  getFoo: {
    value: function() { return this.foo; },
    enumerable: false
  }
});
my_obj.foo = 1;

console.log(Object.getOwnPropertyNames(my_obj).sort()); 
// logs ["foo", "getFoo"]

　　

如果只想得到可枚举的属性，可以使用Object.keys()或for...in循环（这个要配合Object.prototype.hasOwnProperty()方法），见附录1，2。

原型链中的属性不会列举

function PClass(){}
PClass.prototype.m=function(){};

function SClass(){
  this.prop=5;
  this.sm=function(){};
}
SClass.prototype=new PClass();
SClass.prototype.constructor=SClass;
SClass.prototype.pm=function(){};

console.log(Object.getOwnPropertyNames(
    new SClass() // ["prop", "sm"]
))

　　

只获取不可枚举属性

var target = [1,2,3,4];
var enum_and_nonenum = Object.getOwnPropertyNames(target);//获取所有属性
var enum_only = Object.keys(target);//获取可枚举属性
//去除所有可枚举属性
var nonenum_only = enum_and_nonenum.filter(function(key) {
  var indexInEnum = enum_only.indexOf(key);
  if (indexInEnum == -1) {
    return true;
  } else {
    return false;
  }
});

console.log(nonenum_only);//["length"]

　　

注意

同附录2中的Object.keys的参数。ES5不是object类型报错，ES6先转化再执行。

Object.getOwnPropertyNames('foo');
// TypeError: "foo" is not an object (ES5 code)

Object.getOwnPropertyNames('foo');
// ["0", "1", "2", "length"]  (ES6 code)