[[200813]]

一、什么是接口

接口是面向?qū)ο驤avaScript程序員的工具箱中最有用的工具之一。在設(shè)計模式中提出的可重用的面向?qū)ο笤O(shè)計的原則之一就是“針對接口編程而不是實現(xiàn)編程”，即我們所說的面向接口編程，這個概念的重要性可見一斑。但問題在于，在JavaScript的世界中，沒有內(nèi)置的創(chuàng)建或?qū)崿F(xiàn)接口的方法，也沒有可以判斷一個對象是否實現(xiàn)了與另一個對象相同的一套方法，這使得對象之間很難互換使用，好在JavaScript擁有出色的靈活性，這使得模擬傳統(tǒng)面向?qū)ο蟮慕涌冢砑舆@些特性并非難事。接口提供了一種用以說明一個對象應(yīng)該具有哪些方法的手段，盡管它可以表明這些方法的含義，但是卻不包含具體實現(xiàn)。有了這個工具，就能按對象提供的特性對它們進(jìn)行分組。例如，假如A和B以及接口I，即便A對象和B對象有極大的差異，只要他們都實現(xiàn)了I接口，那么在A.I(B)方法中就可以互換使用A和B，如B.I(A)。還可以使用接口開發(fā)不同的類的共同性。如果把原本要求以一個特定的類為參數(shù)的函數(shù)改為要求以一個特定的接口為參數(shù)的函數(shù)，那么所有實現(xiàn)了該接口的對象都可以作為參數(shù)傳遞給它，這樣一來，彼此不相關(guān)的對象也可以被相同地對待。

二、接口的利與弊

既定的接口具有自我描述性，并能夠促進(jìn)代碼的重用性，接口可以提供一種信息，告訴外部一個類需要實現(xiàn)哪些方法。還有助于穩(wěn)定不同類之間的通信方式，減少了繼承兩個對象的過程中出現(xiàn)的問題。這對于調(diào)試也是有幫助的，在JavaScript這種弱類型語言中，類型不匹配很難追蹤，使用接口時，如果出現(xiàn)了問題，會有更明確的錯誤提示信息。當(dāng)然接口并非完全沒有缺點，如果大量使用接口會一定程度上弱化其作為弱類型語言的靈活性，另一方面，JavaScript并沒有對接口的內(nèi)置的支持，只是對傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮慕涌谶M(jìn)行模擬，這會使本身較為靈活的JavaScript變得更加難以駕馭。此外，任何實現(xiàn)接口的方式都會對性能造成影響，某種程度上歸咎于額外的方法調(diào)用開銷。接口使用的***的問題在于，JavaScript不像是其他的強(qiáng)類型語言，如果不遵守接口的約定，就會編譯失敗，其靈活性可以有效地避開上述問題，如果是在協(xié)同開發(fā)的環(huán)境下，其接口很有可能被破壞而不會產(chǎn)生任何錯誤，也就是不可控性。

在面向?qū)ο蟮恼Z言中，使用接口的方式大體相似。接口中包含的信息說明了類需要實現(xiàn)的方法以及這些方法的簽名。類的定義必須明確地聲明它們實現(xiàn)了這些接口，否則是不會編譯通過的。顯然在JavaScript中我們不能如法炮制，因為不存在interface和implement關(guān)鍵字，也不會在運行時對接口是否遵循約定進(jìn)行檢查，但是我們可以通過輔助方法和顯式地檢查模仿出其大部分特性。

三、在JavaScript中模仿接口

在JavaScript中模仿接口主要有三種方式：通過注釋、屬性檢查和鴨式辯型法，以上三種方式有效結(jié)合，就會產(chǎn)生類似接口的效果。

注釋是一種比較直觀地把與接口相關(guān)的關(guān)鍵字(如interface、implement等)與JavaScript代碼一同放在注釋中來模擬接口，這是最簡單的方法，但是效果最差。代碼如下：

//以注釋的形式模仿描述接口 
 
/* 
 
interface Composite{  
    function add(child);  
    function remove(child);  
    function getName(index);  
}  
interface FormItem{  
    function save();  
} 
 
*/   
 
//以注釋的形式模仿使用接口關(guān)鍵字 
 
var CompositeForm =function(id , method,action) { //implements Composite , FormItem  
    // do something  
} 
 
//模擬實現(xiàn)具體的接口方法 此處實現(xiàn)Composite接口 
 
CompositeForm.prototype.Add=function(){  
    // do something  
}   
 
CompositeForm.prototype.remove=function(){  
    // do something  
}  
 
CompositeForm.prototype.getName=function(){  
    // do something  
}   
 
//模擬實現(xiàn)具體的接口方法 此處實現(xiàn)FormItem接口  
Composite.prototype.save=function(){  
    // do something  
}  

這種方式其實并不是很好，因為這種模仿還只停留在文檔規(guī)范的范疇，開發(fā)人員是否會嚴(yán)格遵守該約定有待考量，對接口的遵守完全依靠開發(fā)人員的自覺性。另外，這種方式并不會去檢查某個函數(shù)是否真正地實現(xiàn)了我們約定的“接口”。盡管如此，這種方式也有優(yōu)點，它易于實現(xiàn)而不需要額外的類或者函數(shù)，可以提高代碼的可重用性，因為類實現(xiàn)的接口都有注釋說明。這種方式不會影響到文件占用的空間或執(zhí)行速度，因為注釋的代碼可以在部署的時候輕松剔除。但是由于不會提供錯誤消息，它對測試和調(diào)試沒什么幫助。下面的一種方式會對是否實現(xiàn)接口進(jìn)行檢查，代碼如下：

//以注釋的形式模仿使用接口關(guān)鍵字 
 
var CompositeForm =function(id , method,action) { //implements Composite , FormItem  
    // do something  
    this.implementsinterfaces=['Composite','FormItem']; //顯式地把接口放在implementsinterfaces中 
 
}   
 
//檢查接口是否實現(xiàn)  
function implements(Object){  
    for(var i=0 ;i< arguments.length;i++){  
        var interfaceName=arguments[i];  
        var interfaceFound=false;  
        for(var j=0;j<Object.implementsinterfaces.length;j++){  
            if(Object.implementsinterfaces[j]==interfaceName){  
                interfaceFound=true;  
                break;  
            }  
        }  
        if(!interfaceFound){  
            return false;  
        }else{  
            return true;  
        } 
    } 
 
} 
 
function AddForm(formInstance){  
    if(!implements(formInstance,'Composite','FormItem')){  
        throw new Error('Object does not implements required interface!');  
    }  
}  

上述代碼是在方式一的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，在這個例子中，CompositeForm宣稱自己實現(xiàn)了Composite和FormItem這兩個接口，其做法是把這兩個接口的名稱加入一個implementsinterfaces的數(shù)組。顯式地聲明自己支持什么接口。任何一個要求其參數(shù)屬性為特定類型的函數(shù)都可以對這個屬性進(jìn)行檢查，并在所需要的接口未在聲明之中時拋出錯誤。這種方式相對于上一種方式，多了一個強(qiáng)制性的類型檢查。但是這種方法的缺點在于它并未保證類真正地實現(xiàn)了自稱實現(xiàn)的接口，只是知道它聲明自己實現(xiàn)了這些接口。其實類是否聲明自己支持哪些接口并不重要，只要它具有這些接口中的方法就行。鴨式辯型(像鴨子一樣走路并且嘎嘎叫的就是鴨子)正是基于這樣的認(rèn)識，它把對象實現(xiàn)的方法集作為判斷它是不是某個類的實例的唯一標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)在檢查一個類是否實現(xiàn)了某個接口時也可以大顯身手。這種方法的背后觀點很簡單：如果對象具有與接口定義的方法同名的所有方法，那么就可以認(rèn)為它實現(xiàn)了這個接口。可以使用一個輔助函數(shù)來確保對象具有所有必需的方法，代碼如下：

//interface 
var Composite =new Interface('Composite',['add','remove','getName']);  
var FormItem=new Interface('FormItem',['save']);   
//class  
var Composite=function(id,method,action){      
 
} 
 
//Common Method  
function AddForm(formInstance){  
    ensureImplements(formInstance,Composite,FormItem);  
    //如果該函數(shù)沒有實現(xiàn)指定的接口，這個函數(shù)將會報錯  
}  

與另外兩種方式不同，這種方式無需注釋，其余的各個方面都是可以強(qiáng)制實施的。EnsureImplements函數(shù)需要至少兩個參數(shù)。***個參數(shù)是想要檢查的對象，其余的參數(shù)是被檢查對象的接口。該函數(shù)檢查器***個參數(shù)代表的對象是否實現(xiàn)了那些接口所聲明的方法，如果漏掉了任何一個，就會拋錯，其中會包含被遺漏的方法的有效信息。這種方式不具備自我描述性，需要一個輔助類和輔助函數(shù)來幫助實現(xiàn)接口檢查，而且它只關(guān)心方法名稱，并不檢查參數(shù)的名稱、數(shù)目或類型。

四、Interface類

在下面的代碼中，對Interface類的所有方法的參數(shù)都進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，如果參數(shù)沒有驗證通過，那么就會拋出異常。加入這種檢查的目的就是，如果在執(zhí)行過程中沒有拋出異常，那么就可以肯定接口得到了正確的聲明和實現(xiàn)。

var Interface = function(name ,methods){  
    if(arguments.length!=2){  
        throw new Error('2 arguments required!');  
    }  
    this.name=name;  
    this.methods=[];  
    for(var i=0;len=methods.length;i<len;i++){  
        if(typeof(methods[i]!=='String')){  
            throw new Error('method name must be String!');  
        }  
        this.methods.push(methods[i]);  
    }  
}    
 
Interface.ensureImplements=function(object){  
    if(arguments.length<2){  
        throw new Error('2 arguments required at least!');  
    }  
    for(var i=0;len=arguments.length;i<len;i++){  
        var interface=arguments[i];  
        if(interface.constructor!==Interface){  
            throw new Error('instance must be Interface!');  
        }  
        for(var j=0;methodLength=interface.methods.length;j<methodLength;j++){  
            var method=interface.methods[j];  
            if(!object[method]||typeof(object[method])=='function')){  
                throw new Error('object does not implements method!');  
            }      
        }  
    }  
}  

其實多數(shù)情況下，接口并不是經(jīng)常被使用的，嚴(yán)格的類型檢查并不總是明智的。但是在設(shè)計復(fù)雜的系統(tǒng)的時候，接口的作用就體現(xiàn)出來了，這看似降低了靈活性，卻同時也降低了耦合性，提高了代碼的重用性。這在大型系統(tǒng)中是比較有優(yōu)勢的。在下面的例子中，聲明了一個displayRoute方法，要求其參數(shù)具有三個特定的方法，通過Interface對象和ensureImplements方法來保證這三個方法的實現(xiàn)，否則將會拋出錯誤。

//聲明一個接口，描述該接口包含的方法  
var DynamicMap=new Interface{'DynamicMap',['centerOnPoint','zoom','draw']};    
 
//聲明一個displayRoute方法  
function displayRoute(mapInstance){  
    //檢驗該方法的map  
    //檢驗該方法的mapInsstance是否實現(xiàn)了DynamicMap接口，如果未實現(xiàn)則會拋出  
    Interface.ensureImplements(mapInstance,DynamicMap); 
    //如果實現(xiàn)了則正常執(zhí)行  
    mapInstance.centerOnPoint(12,22);  
    mapInstance.zoom(5);  
    mapInstance.draw();  
}  

下面的例子會將一些數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁的形式展現(xiàn)出來，這個類的構(gòu)造器以一個TestResult的實例作為參數(shù)。該類會對TestResult對象所包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化(Format)后輸出，代碼如下：

var ResultFormatter=function(resultObject){  
     //對resultObject進(jìn)行檢查，保證是TestResult的實例  
     if(!(resultObject instanceof TestResult)){  
         throw new Error('arguments error!');  
     }  
     this.resultObject=resultObject;  
}   
 
ResultFormatter.prototype.renderResult=function(){  
     var dateOfTest=this.resultObject.getData();  
     var resultArray=this.resultObject.getResults();  
     var resultContainer=document.createElement('div');  
     var resultHeader=document.createElement('h3');  
     resultHeader.innerHTML='Test Result from '+dateOfTest.toUTCString();  
     resultContainer.appendChild(resultHeader);  
     var resultList=document.createElement('ul');  
     resultContainer.appendChild(resultList);   
 
     for(var i=0;len=resultArray.length;i<len;i++){  
         var listItem=document.createElement('li');  
         listItem.innerHTML=resultArray[i];  
         resultList.appendChild('listItem');  
     }  
     return resultContainer;  
}  

該類的構(gòu)造器會對參數(shù)進(jìn)行檢查，以確保其的確為TestResult的類的實例。如果參數(shù)達(dá)不到要求，構(gòu)造器將會拋出一個錯誤。有了這樣的保證，在編寫renderResult方法的時候，就可以認(rèn)定有g(shù)etData和getResult兩個方法。但是，構(gòu)造函數(shù)中，只對參數(shù)的類型進(jìn)行了檢查，實際上這并不能保證所需要的方法都得到了實現(xiàn)。TestResult類會被修改，致使其失去這兩個方法，但是構(gòu)造器中的檢查依舊會通過，只是renderResult方法不再有效。

此外，構(gòu)造器中的這個檢查施加了一些不必要的限制。它不允許使用其他的類的實例作為參數(shù)，否則會直接拋錯，但是問題來了，如果有另一個類也包含并實現(xiàn)了getData和getResult方法，它本來可以被ResultFormatter使用，卻因為這個限制而無用武之地。

解決問題的辦法就是刪除構(gòu)造器中的校驗，并使用接口代替。我們采用這個方案對代碼進(jìn)行優(yōu)化：

//接口的聲明  
var resultSet =new Interface('ResultSet',['getData','getResult']);   
 
//修改后的方案  
var ResultFormatter =function(resultObject){  
     Interface.ensureImplements(resultObject,resultSet);  
     this.resultObject=resultObject;  
}  

上述代碼中，renderResult方法保持不變，而構(gòu)造器卻采用的ensureImplements方法，而不是typeof運算符。現(xiàn)在的這個構(gòu)造器可以接受任何符合接口的類的實例了。

五、依賴于接口的設(shè)計模式

<1>工廠模式：對象工廠所創(chuàng)建的具體對象會因具體情況而不同。使用接口可以確保所創(chuàng)建的這些對象可以互換使用，也就是說對象工廠可以保證其生產(chǎn)出來的對象都實現(xiàn)了必需的方法;

<2>組合模式：如果不使用接口就不可能使用這個模式，其中心思想是可以將對象群體與其組成對象同等對待。這是通過接口來做到的。如果不進(jìn)行鴨式辯型或類型檢查，那么組合模式就會失去大部分意義;

<3>裝飾者模式：裝飾者通過透明地為另一個對象提供包裝而發(fā)揮作用。這是通過實現(xiàn)與另外那個對象完全一致的接口實現(xiàn)的。對于外界而言，一個裝飾者和它所包裝的對象看不出有什么區(qū)別，所以使用Interface來確保所創(chuàng)建的裝飾者實現(xiàn)了必需的方法;

<4>命令模式：代碼中所有的命令對象都有實現(xiàn)同一批方法(如run、ecxute、do等)通過使用接口，未執(zhí)行這些命令對象而創(chuàng)建的類可以不必知道這些對象具體是什么，只要知道他們都正確地實現(xiàn)了接口即可。借此可以創(chuàng)建出模塊化程度很高的、耦合度很低的API。