一、在prototype上保存方法
不使用prototype进行JavaScript的编码是完全可行的,例如:
function User(name, passwordHash) { this.name = name; this.passwordHash = passwordHash; this.toString = function() { return "[User " + this.name + "]"; }; this.checkPassword = function(password) { return hash(password) === this.passwordHash; }; } var u1 = new User(/* ... */); var u2 = new User(/* ... */); var u3 = new User(/* ... */);
当创建了多个User类型的实例时,就存在问题了:不仅是name和passwordHash属性在每个实例上都存在,toString和checkPassword方法在每个实例上都有一份拷贝。就像下图表示的那样:
但是,当toString和checkPassword被定义在prototype上时,上图就变成下面这个样子了:
toString和checkPassword方法现在定义在了User.prototype对象上,也就意味着这两个方法只存在一份拷贝,并被所有的User实例共享。
也许你会认为将方法作为拷贝放在每个实例上,会节省方法查询的时间。(当方法定义在prototype上时,首先会在实例本身上寻找方法,如果没有找到才会去prototype上继续找)
但是在现代的JavaScript执行引擎中,对方法的查询进行了大量优化,所以这个查询时间几乎是不需要考虑的,那么将方法放在prototype对象上就节省了很多内存。
二、使用闭包来保存私有数据
JavaScript的对象系统从其语法上而言并不鼓励使用信息隐藏(Information Hiding)。因为当使用诸如this.name,this.passwordHash的时候,这些属性默认的访问级别就是public的,在任何位置都能够通过obj.name,obj.passwordHash来对这些属性进行访问。
在ES5环境中,也提供了一些方法来更方便的访问一个对象上所有的属性,比如Object.keys(),Object.getOwnPropertyNames()。所以,一些开发人员使用一些规约来定义JavaScript对象的私有属性,比如最典型的是使用下划线作为属性的前缀来告诉其他开发人员和用户这个属性是不应该被直接访问的。
但是这样做,并不能从根本上解决问题。其他开发人员和用户还是能够对带有下划线的属性进行直接访问。对于确实需要私有属性的场合,可以使用闭包进行实现。
从某种意义而言,在JavaScript中,闭包对于变量的访问策略和对象的访问策略是两个极端。闭包中的任何变量默认都是私有的,只有在函数内部才能访问这些变量。比如,可以将User类型实现如下:
function User(name, passwordHash) { this.toString = function() { return "[User " + name + "]"; }; this.checkPassword = function(password) { return hash(password) === passwordHash; }; }
此时,name和passwordHash都没有被保存为实例的属性,而是通过局部变量进行保存。然后根据闭包的访问规则,实例上的方法可以对它们进行访问,而在其它地方则不能。
使用这种模式的一个缺点是,利用了局部变量的方法都需要被定义在实例本身上,不能讲这些方法定义在prototype对象上。正如在Item34中讨论的那样,这样做的问题是会增加内存的消耗。但是在某些特别的场合下,即使将方法定义在实例上也是可行的。
三、实例状态只保存在实例对象上
一个类型的prototype和该类型的实例之间是”一对多“的关系。那么,需要确保实例相关的数据不会被错误地保存在prototype之上。比如,对于一个实现了树结构的类型而言,将它的子节点保存在该类型的prototype上就是不正确的:
function Tree(x) { this.value = x; } Tree.prototype = { children: [], // should be instance state! addChild: function(x) { this.children.push(x); } }; var left = new Tree(2); left.addChild(1); left.addChild(3); var right = new Tree(6); right.addChild(5); right.addChild(7); var top = new Tree(4); top.addChild(left); top.addChild(right); top.children; // [1, 3, 5, 7, left, right]
当状态被保存到了prototype上时,所有实例的状态都会被集中地保存,在上面这种场景中显然是不正确的:本来属于每个实例的状态被错误地共享了。如下图所示:
正确的实现应该是这样的:
function Tree(x) { this.value = x; this.children = []; // instance state } Tree.prototype = { addChild: function(x) { this.children.push(x); } };
此时,实例状态的存储如下所示:
可见,当本属于实例的状态被共享到prototype上时,也许会产生问题。在需要在prototype上保存状态属性前,一定要确保该属性是能够被共享的。