Javascript面向对象扩展库

最近一直在用js做项目，遇到了许多需要应用面向对象来设计的功能，由于js对OOP的原生支持还不是很完善，所以就写了一个面向对象的扩展库用做底层支持，现在把它单独整理出来，完善了一些功能，在这里分享一下。
lang.js库提供了包和类的定义、类的继承与混合（mixin）、函数重载等功能，基本可满足大多数面向对象设计的需求。同时支持基于链式的定义方式，让库在使用时更加规范和便捷。下面首先通过简单的例子演示了lang.js的基本功能，之后给出了lang.js的源码及注释。

 

一.功能介绍
“lang”作为框架的全局定义，其中包括了四个方法：
lang.Package(string name) //用于定义包(默认会暴露到全局)
lang.Class(string name[, object config], object classBody) //用于定义类
lang.Object(string name | object body) //用于定义支持重载函数的普通对象
lang.Function(string name | object body) //用于定义重载函数

 

//1.基本的包和类的定义：
//首先通过全局函数Package定义一个包，下面可通过链式调用向包中定义类、对象或函数。

Package('com.site').

Class('Base',{
    Base: function(tagName){
        this.element = document.createElement(tagName);
    },
    add: function(child){
        this.element.appendChild(child);
    },
    show: function(){
        alert('I am Base!');
    }
}).

Class('Control', {
    Control: function(){
        //do soming
    }
});

alert(com.site);
alert(com.site.Base);
alert(com.site.Control);


//2.普通对象定义
//一个不需初始化的类，可直接定义成普通对象
Package('com.site.util').

Object({
    ModelA: {
        say: function(){
            alert('ModelA: Hello!');
        } 
    },
    ModelB: {
        print: function(){
            alert('ModelB: ' + this.Class.Type.name);
        } 
    }
});
com.site.util.ModelA.say();


//3.类的继承

//像很多面向对象语言一样，这里约定一个类只能拥有一个父类。但是可以通过mixin混合多个普通对象。
//在子类的构造函数中可以通过this.base访问父类的构造函数。
//如子类定义了与父类相同函数，父类函数将被重写，这里同样可以通过this.base调用父类被重写的函数。
Package('com.site').

Class('Panel', {extend: com.site.Base, mixin:[com.site.util.ModelA, com.site.util.ModelB]}, {
    Panel: function(tagName){
        //这里使用this.base调用父类构造函数
        this.base(tagName);
    },
    show: function(){
        alert('I am Panel!');
        this.base();
    }
});


var panel = new com.site.Panel("div");
panel.say();
panel.print();
alert(panel.element.outerHTML);

//4.静态成员的定义
/*
程序中可以将类的主体以函数的形式定义，将私有成员定义在函数内部，将公共成员以返回值的形式暴露出来。这种设计模式在很多流行框架中都可以看到，虽然隐藏的成员只能是静态的，不过这也足以满足大部分的需求了。
公有的静态成员可以通过Static标签定义，Static中可包含一个静态构造函数，该函数只会在类第一次创建的时候执行一次。
在运行期间类的内部可以通过this.Class.xxx的形式访问自身的静态成员，（this.Class就是所属类的引用）
*/

Package('com.site').

Class('Button', {extend: com.site.Panel}, function(){

    //在这里定义私有静态成员
    var tagName = 'BUTTON';
    var onclick = function(){
        alert('I am a Button!');
    }

    return {
        //这里定义共有静态成员
        Static: {
            count: 1,
            //静态构造函数
            Button: function(){
                this.createTime = new Date();
            }
        },
        Button: function(text){
            this.base(tagName);
            this.element.innerHTML = text;
            this.element.onclick = onclick;
            //调用静态变量
            this.Class.count++;
        }
    };
});

var button = new com.site.Button("Button1");
document.body.appendChild(button.element);
alert(com.site.Button.count);

//5.重载函数的定义
/*
lang.js中对函数重载提供了较完善的支持，在定义函数时可在函数名后面指定参数签名，调用函数时程序根据传入的参数自动匹配转发。
其中支持的类型包括：var,string,number,boolean,array,date,object,function,element和自定义的类（var表示任意类型，element表示DOM元素。）
为了保证灵活性，重载支持通配符功能，遵循正则表达式的规则，可以通过标记“+ * ? {?,?}”来处理不确定参数个数的情况。
重载函数在类的继承过程中是有效的，签名不同的函数不会被重写，被重写的父类重载函数同样支持通过this.base调用。
以下代码为重载在类中应用的例子：
*/

Package('com.site').

Class('Student',{
    Static: {
        //静态函数重载
        'create()': function(){
            //这里的this就是类本身，所以可以直接new
            return new this('静态', 1);
        },
        'create(string, number)': function(name, age){
            return new this(name, age);
        },
        'search()': function(){
            alert('search(*)');
        },
        'search(string)': function(name){
            alert('search('+name+')');
        }
    },
    //构造函数重载
    'Student()': function(){
        //利用this.self调用自身构造函数"Student(string, number)"
        this.self('未知', 0);
    },
    'Student(string, number)': function(name, age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    },
    //普通成员函数重载
    'print()': function(){
        this.print(this.name ,this.age);
    },
    'print(string, number)': function(name, age){
        alert('name:' + name + ',age:' + age);
    },
    //支持自定义类的类型
    'print(lib.ui.Panel)': function(panel){
        this.print(panel, true);
    },
    'print(lib.ui.Panel, boolean)': function(panel, append){
        if(append){
            panel.element.innerHTML += this.name;
        }else{
            panel.element.innerHTML = this.name;
        }
    }
}).

//继承中对重载的支持
Class('MaleStudent',{extend: com.site.Student},{
    Static: {
        //重写父类静态函数
        'search(string)': function(name){
            alert('MaleStudent: search('+name+')');
        },
        'search(string, number)': function(name, age){
            alert('MaleStudent: search('+name+','+age+')');
        }
    },
    'MaleStudent': function(){
        //调用父类的构造函数"Student(string, number)"
        this.base('未知男同学', 0);
    },
    'MaleStudent(string, number)': function(name, age){
        //调用父类的构造函数"Student(string, number)"
        this.base(name, age);
    },
    //重写了父类的重载函数
    'print()': function(){
        alert('MaleStudent: name:' + this.name + ',age:' + this.age);
    },
    'print(string, number)': function(name, age){
        //通过this.base调用父类函数"print(string, number)"
        this.base('<'+name+'>', '<' + age + '>');
    },
    //模糊匹配，这个函数可接受一个或多个字符串和零个或多个数字
    'print(string+, number*)': function(){
        var msg = [];
        for(var i=0; i<arguments.length; i++){
            msg.push(arguments[i]);
        }
        alert('print(string+, number*):' + msg.join('+'));
    }
});

//创建对象时会自动判断调用的构造函数
var studentA = new com.site.Student();
studentA.print();

var studentB = new com.site.MaleStudent('王小虎', 19);
studentB.print();
studentB.print('小虎', 19);

//这里调用了模糊匹配的重载函数
studentB.print('a','b','c');
studentB.print('x','y','z', 1, 2 ,3);

var studentC = new com.site.MaleStudent();
studentC.print();

//调用静态重载函数
var student = com.site.Student.create();
student.print();
com.site.Student.search();
com.site.Student.search('某同学');

//共有的静态函数会继承到子类，所以MaleStudent也可以create
var maleStudent = com.site.MaleStudent.create('小红', 18);
maleStudent.print();
com.site.MaleStudent.search('小明');
com.site.MaleStudent.search('小明',20);

//6.匿名定义
//有些时候，我们不希望显示的指定一个类或函数的名字，只希望把它保存到变量里面，那么可以通过匿名的方式进行定义。

//1）使用lang.Class创建匿名类
var clazz = lang.Class({
    //匿名类的名字统一为Anonymous，所以构造函数的名字也要是Anonymous
    Anonymous: function(name){
        this.name = name;
    },
    show: function(){
        alert(this.name);
    }
});

alert(clazz);
new clazz('匿名类').show();

//2）使用lang.Function创建匿名重载函数
var fn = lang.Function({
    '(default)': function(){
        var a = [].slice.call(arguments, 0);
        alert(a);
    },
    '(string)': function(a){
        alert('(string): ' + a);
    },
    '(string, number)': function(a, b){
        alert('(string, number): ' + a + ':' + b);
    },
    '(number)': function(a){
        alert('(number): ' + a);
    }
});

alert(fn);
fn('message');
fn('message', 1);
fn(1);
fn(1,2,3,4,5);

//3）使用lang.Object创建支持重载函数的普通对象
var obj = lang.Object({
    name: 'jim',
    'write()': function(){
        this.write(this.name);
    },
    'write(string)': function(name){
        alert(name);
    }
});

obj.write();
obj.write('joe');


//7.综合例子
Package("com.site").

Class('ClassA', {
    print: function(){
        alert(this.toString());
    }
}).

Class('ClassB', {
    print: function(){
        alert(this.toString());
    }
}).

Object({
    fn1: function(){
        alert(1);
    },
    fn2: function(){
        alert(2);
    },
    'debug(string)': function(msg){
        alert(msg);
    },
    'debug(string, number)': function(msg, num){
        alert(num + ': ' + msg);
    },
    'debug(com.site.ClassA, string)': function(c, method){
        alert('debug ClassA');
        c[method]();
    },
    'debug(com.site.ClassB, string)': function(c, method){
        alert('debug ClassB');
        c[method]();
    },
    'debug(element)': function(element){
        alert('element:' + element.outerHTML);
    }
}).

Object('Web', {
    'reload': function(){
        alert('reload...');
    },
    'reload(function)': function(fn){
        fn();
    }
}).

Package('com.site.util').

Function('myfn(string)', function(name){
    alert(name);
}).

Function('myfn(number)', function(num){
    alert(num*num);
}).

Class('ClassA', {
    ClassA: function(){
        alert('ClassA!');
    }
});

var div = document.createElement("div");
var span = document.createElement("span");
div.appendChild(span);

com.site.fn1();
com.site.fn2();
com.site.debug('info');
com.site.debug('info', 1);
com.site.debug(new com.site.ClassA(), 'print');
com.site.debug(new com.site.ClassB(), 'print');
com.site.debug(div);
com.site.Web.reload();
com.site.Web.reload(function(){alert('callback');});
com.site.util.myfn('Jim');
com.site.util.myfn(100);
new com.site.util.ClassA();


//8.自描述信息
/*
自描述就是类或对象在定义完成后对自身的信息的描述，常常用于实现一些特殊的功能，库中通过Type"保留字"存储类或包的自描述信息。
下面为使用方法：
*/

var value = com.site.Student;
alert('判断是否一个类:' + (value.Type && value.Type.type == 'class'));
alert('取完整类名:' + com.site.Student.Type.name);
alert('取父类完整类名:' + com.site.MaleStudent.Type.baseClass.Type.name);
alert('取短类名:' + com.site.Student.Type.shortName);
alert('取一个类的包名:' + com.site.Student.Type.Package.Type.name);
 

二.源码详解

var lang = (function(){
/***********************************
 Javascript面向对象扩展库(lang.js v1.0)
 By: X!ao_f
 QQ: 120000512
 Mail: xiao_f.mail#163.com
************************************/

var customToString = function(){
    return '[' + this.Type.type +  ' ' + this.Type.name + ']';
}

//支持重载的方法定义
var createMethod = (function(){
    
    //创建一个代理函数
    var createMethodProxy = function(context, name){
        //当调用重载的函数时，首先会执行该函数分析传入的参数，进行匹配和转发
        var method = function(){
            //在第一次调用时初始化，将映射信息缓存
            if(!method.__initialized__){
                initializeMethod(method);
            }

            //将参数类型拼接成函数签名
            var signature;
            if(arguments.length){
                var list = [];
                for(var i=0; i<arguments.length; i++){
                    var typename;
                    var argument = arguments[i];
                    if(argument === undefined || argument === null){
                        typename = 'object';
                    }else if(argument instanceof Array){
                        typename = 'array';
                    }else if(argument instanceof Date){
                        typename = 'date';
                    }else{
                        typename = typeof argument;
                        if(typename == 'object'){
                            if('Class' in argument){
                                typename = argument.Class.Type.name;
                            }else if('nodeType' in argument){
                                typename = 'element';
                            }
                        }
                    }
                    list.push(typename);
                }
                signature = list.join(',');
            }else{
                signature = '';
            }
            //如果常规缓存中存在匹配的签名，直接调用
            if(method.__overloads__[signature]){
                return method.__overloads__[signature].apply(this, arguments);
            }else{
                //缓存中不存在时，尝试利用正则进行模糊匹配
                //首先判断模糊匹配缓存中是否存在记录，如存在直接调用
                if(method.__overloadsCache__[signature]){
                    return method.__overloadsCache__[signature].apply(this, arguments);
                }
                //循环匹配
                for(var i=0; i<method.__overloadsRegExp__.length; i++){
                    //如果匹配成功，将映射关系存入模糊匹配缓存，同时调用并返回
                    if(method.__overloadsRegExp__[i].regexp.test(signature)){
                        method.__overloadsCache__[signature] = method.__overloadsRegExp__[i].fn;
                        return method.__overloadsRegExp__[i].fn.apply(this, arguments);
                    }
                }
                //如果依然无法找到对应的函数，判断是否存在默认函数
                if(method.__overloads__['default']){
                    return method.__overloads__['default'].apply(this, arguments);
                }else if(method.__overloads__['']){
                    return method.__overloads__[''].apply(this, arguments);
                }else{
                    alert('Error: '+method.Type.name+'('+signature+') is undefined.');
                }
            }
        };
        //内置对象
        method.__context__ = context;
        method.__functions__ = {};
        method.toString = customToString;
        //自描述信息
        method.Type = {
            name: name,
            Method: method,
            type: 'method'
        };
        return method;
    }

    //初始化
    var initializeMethod = function(method){
        //基础签名缓存
        method.__overloads__ = {};
        //模糊匹配正则缓存
        method.__overloadsRegExp__ = [];
        //模糊匹配结果缓存
        method.__overloadsCache__ = {};
        //例举所有定义的函数
        for(var signature in method.__functions__){
            var fn = method.__functions__[signature];
            var params = signature.substring(signature.indexOf('(') + 1, signature.length - 1);
            var pure = !/[\*\+\?\{]/.test(params);
            //如果不存在通配符直接保存到基础签名缓存   
            if(pure){
                method.__overloads__[params] = fn;
            }else{
                //生成模糊匹配正则
                var regexp = '^' + params
                    .replace(/([\w\.]+)(\{.*?\})?/g, '($1(,|$))$2')
                    .replace(/\./g, '\\.')
                    .replace(/((\()var(\())/g, '$2\\w+$3')
                    .replace(/,\(/g, '(') + '$';
                method.__overloadsRegExp__.push({ regexp: new RegExp(regexp), fn: fn });
            }
        }
        method.__initialized__ = true;
    }
    
    //返回外部的定义函数
    return function(signature, fn, comp){
        //如果传入的为一个对象，视为定义匿名方法
        if(typeof signature == 'object'){
            var context = {};
            var method;
            for(var key in signature){
                method = createMethod.call(context, 'anonymous'+key, signature[key]);
            }
            return method;
        }

        signature = signature.replace(/\s+/g, '');
        var index = signature.indexOf('(');
        var name = index > -1 ? signature.substring(0, signature.indexOf('(')) : signature;
        var context = this;
        var method = context[name];

        //上下文中不存在函数定义，视为第一次定义
        if(method === undefined){
            context[name] = method = createMethodProxy(context, name);
        }else if(!method.Type || method.Type.type!='method'){
            //上下文存在的函数是原生函数，将这个函数作为默认函数存入列表
            var temp = method;
            context[name] = method = createMethodProxy(context, name);
            method.__functions__[name + '()'] = temp;
        }else{
            //如果上下文不同，创建新的重载方法并将已经存在的函数复制，这里主要解决类继承中子类与父类冲突的问题
            //如果上下文相同，直接将初始化标记设为false，待下次调用时重新初始化
            if(method.__context__ !== context){
                var temp = method;
                context[name] = method = createMethodProxy(context);
                for(var sign in temp.__functions__){
                    method.__functions__[sign] = temp.__functions__[sign];
                }
            }else{
                method.__initialized__ = false;
            }
        }
        //将本次定义的函数添加到函数列表
        //先入为主策略
        if(comp){
            if(fn.__functions__){
                for(var key in fn.__functions__){
                    if(key in method.__functions__){
                        method.__functions__[key].__overridden__ = fn;
                    }else{
                        method.__functions__[key] = fn;
                    }
                }
            }else{
                if(signature in method.__functions__){
                    method.__functions__[signature].__overridden__ = fn;
                }else{
                    method.__functions__[signature] = fn;
                }
            }
        }else{
            //后入为主策略
            if(fn.__functions__){
                for(var key in fn.__functions__){
                    if(key in method.__functions__){
                        fn.__functions__[key].__overridden__ = method;
                    }
                    method.__functions__[key] = fn.__functions__[key];
                }
            }else{
                if(signature in method.__functions__){
                    fn.__overridden__ = method;
                }
                method.__functions__[signature] = fn;
            }
        }
        if(this.Type && this.Type.type == 'package'){
            return this;
        }else{
            return method;
        }
    };
})();


//类定义函数
var createClass = (function(){
    var slice = Array.prototype.slice;
    var emptyFn = function(){};

    var createClass = function(name){
        return function(){
            this[name].apply(this, slice.call(arguments, 0));
        };
    }

    //用于调用被重写函数
    var baseCaller = function(){
        if(arguments.length){
            var args = slice.call(arguments, 0);
            return baseCaller.caller.__overridden__.apply(this, args);
        }else{
            return baseCaller.caller.__overridden__.call(this);
        }
    }

    //用于调用自身重载构造函数
    var selfCaller = function(){
        if(arguments.length){
            var args = slice.call(arguments, 0);
            return selfCaller.caller.__self__.apply(this, args);
        }else{
            return selfCaller.caller.__self__.call(this);
        }
    }

    var filter = {prototype:true, Type:true};
        
    //快速浅拷贝
    function clone(a){
        var fn = function(){};
        fn.prototype = a;
        return new fn;
    }

    //对象复制，替换存在的(后入为主)
    function replace(base, self){
        for(var key in self){
            if(!(key in filter)){
                if(typeof self[key] == 'function'){
                    //如果子类函数包含重载签名或父类函数已经重载
                    if(key.indexOf('(') > -1 || (base[key] && base[key].__functions__)){
                        createMethod.call(base, key, self[key]);
                    }else{
                        //常规函数定义
                        if(key in base){
                            //记录重写信息
                            self[key].__overridden__ = base[key];
                        }
                        base[key] = self[key];
                    }
                }else{
                    base[key] = self[key];
                }
            }
        }
    }

    //对象复制，只取补集(先入为主)
    function complement(self, base){
        for(var key in base){
            if(!(key in filter)){
                if(typeof base[key] == 'function'){
                    if(key.indexOf('(') > -1 || (self[key] && self[key].__functions__)){
                        createMethod.call(self, key, base[key], true);
                    }else{
                        if(key in self){
                            //记录重写信息
                            self[key].__overridden__ = base[key];
                        }else{
                            self[key] = base[key];
                        }
                    }
                }else if(!(key in self)){
                    self[key] = base[key];
                }
            }
        }
    }

    return function(){
        //处理参数
        if(this.Type && this.Type.type == 'package'){
            if(arguments.length == 2){
                var name = arguments[0];
                var body = arguments[1];
            }else{
                var name = arguments[0];
                var config = arguments[1];
                var body = arguments[2];
            }
        }else{
            if(arguments.length == 1){
                var name = 'Anonymous';
                var body = arguments[0];
            }else{
                var name = 'Anonymous';
                var config = arguments[0];
                var body = arguments[1];
            }
        }

        //创建类的基础函数
        var clazz = createClass(name);
        
        //获取父类信息
        var baseClass;
        if(config && config.extend){
            baseClass = config.extend;
        }

        //如果传入的主体为函数，取其返回值
        if(typeof body == 'function'){
            body = body(clazz);
        }

        //处理静态成员
        if(body.Static){
            complement(clazz, body.Static);
            delete body.Static;
            body = body.Public||body;
        }else{
            body = body.Public||body;
        }
        
        //处理继承
        if(baseClass){
            //通过快速浅拷贝复制父类成员
            clazz.prototype = clone(baseClass.prototype);
            //继承静态成员
            complement(clazz, baseClass);
            //继承类成员
            complement(clazz.prototype, body);
        }else{
            //不存在继承
            clazz.prototype = {};
            complement(clazz.prototype, body);
        }

        //处理混合
        if(config && config.mixin){
            var mixin = config.mixin;
            if(mixin instanceof Array){
                for(var i=0; i<mixin.length; i++){
                    replace(clazz.prototype, mixin[i]);
                }
            }else{
                replace(clazz.prototype, mixin);
            }
        }
        //添加内置函数
        clazz.prototype.base = baseCaller;
        clazz.prototype.self = selfCaller;
        clazz.prototype.constructor = clazz;
        clazz.prototype.toString = customToString;
        clazz.toString = customToString;
        clazz.prototype.Class = clazz;
        if(clazz.prototype[name]){
            var constructor = clazz.prototype[name];
            if(constructor.__functions__){
                for(var key in constructor.__functions__){
                    //存在重载时，添加自身引用，用于通过this.self调用重载构造函数
                    constructor.__functions__[key].__self__ = constructor;
                    //存在继承时，将父类的构造函数作为被重写的函数，配置给当前类的构造函数
                    //用于通过base调用父类构造函数
                    if(baseClass){
                        constructor.__functions__[key].__overridden__ = baseClass.prototype[baseClass.Type.shortName];
                    }
                }
            }else if(baseClass){
                clazz.prototype[name].__overridden__ = baseClass.prototype[baseClass.Type.shortName];
            }
        }else{
            clazz.prototype[name] = emptyFn;
        }
        //类型自描述信息
        //如果当前上下文是一个包，将类添加到包中
        if(this.Type && this.Type.type == 'package'){
            clazz.Type = {
                type:'class',
                name: this.Type.name+'.'+name,
                shortName: name,
                Package: this,
                Class: clazz,
                baseClass: baseClass
            }
            clazz.prototype.Type = {
                type: 'object',
                name: this.Type.name+'.'+name
            }
            //将类添加到包
            this[name] = clazz;
            //调用静态构造函数
            if(name in clazz){
                clazz[name].call(clazz);
            }
            //返回this用于链式调用
            return this;
        }else{
            //上下文不是包则直接返回
            clazz.Type = {
                type:'class',
                name: name,
                shortName: name,
                Class: clazz,
                baseClass: baseClass
            }
            clazz.prototype.Type = {
                type: 'object',
                name: name,
                baseClass: baseClass
            }
            if(name in clazz){
                clazz[name].call(clazz);
            }
            return clazz;
        }
    };
})();


//用于创建支持重载的普通对象
var createObject = function(objects, config){
    var target;
    if(this.Type && this.Type.type == 'package'){
        target = this;
    }else{
        target = {};
    }
    if(typeof objects == 'string'){
        target = this[objects] = {};
        objects = config;
    }else if(typeof objects == 'function'){
        objects = objects();
    }
    for(var key in objects){
        if(typeof objects[key] == 'function' && (key.indexOf('(') > -1 || typeof target[key] == 'function')){
            createMethod.call(target, key, objects[key]);
        }else{
            target[key] = objects[key];
        }
    }
    if(this.Type && this.Type.type == 'package'){
        return this;
    }else{
        return target;
    }
};


//用于创建包
var createPackage = (function(){
    var root = this;
    return function(package){
        var name = [];
        var path = package.split('.');
        var parent = root;
        for(var i=0; i<path.length; i++){
            name.push(path[i]);
            if(parent[path[i]]){
                parent = parent[path[i]];
            }else{
                var pack = {
                    Class: createClass,
                    Object: createObject,
                    Function: createMethod,
                    Package: createPackage,
                    toString: customToString
                };
                pack.Type = {
                    type: 'package',
                    Package: pack,
                    name: name.join('.')
                }
                parent = parent[path[i]] = pack;
            }
        }
        return parent;
    }
})();

//默认将Package暴露
window.Package = createPackage;
return {
    Package: createPackage,
    Class: createClass,
    Function: createMethod,
    Object: createObject
};
})();
 

结束语：

到这里，lang.js的应用和原理就介绍完毕了，该库在主流浏览器中均已测试通过，
如果想使用lang.js，可以在这里免费下载，如发现什么问题，或有好的建议可以反馈给我。

 

posted @ 2011-12-19 16:22  X!ao_f  阅读(5967)  评论(13)  编辑  收藏  举报