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认识模块化

news 2025/7/8 3:53:04

1. 模块化的基本概念

1.1 什么是模块化

模块化是指解决一个复杂问题时，自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程。对于整个系统来说，模块是可组合、分解和更换的单元。

1. 现实生活中的模块化

2.编程领域中的模块化

编程领域中的模块化，就是遵守固定的规则，把一个大文件拆成独立并互相依赖的多个小模块。

把代码进行模块化拆分的好处：

① 提高了代码的复用性

② 提高了代码的可维护性

③ 可以实现按需加载

1.2 模块化规范

模块化规范就是对代码进行模块化的拆分与组合时，需要遵守的那些规则。

例如：

使用什么样的语法格式来引用模块
在模块中使用什么样的语法格式向外暴露成员

模块化规范的好处：大家都遵守同样的模块化规范写代码，降低了沟通的成本，极大方便了各个模块之间的相互调用，利人利己。

2. Node.js 中的模块化

2.1 Node.js 中模块的分类

Node.js 中根据模块来源的不同，将模块分为了 3 大类，分别是：

内置模块（内置模块是由 Node.js 官方提供的，例如 fs、path、http 等）
自定义模块（用户创建的每个 .js 文件，都是自定义模块）
第三方模块（由第三方开发出来的模块，并非官方提供的内置模块，也不是用户创建的自定义模块，使用前需要先下载）

2.2 加载模块

使用强大的 require() 方法，可以加载需要的内置模块、用户自定义模块、第三方模块进行使用。例如：

// 1. 加载内置的 fs 块
const fs = require('fs')// 2. 加载用户的自定义模块
const custom = require('./custom.js')// 3. 加载第三方模块(关于第三方模块的下载和使用，会在后面的课程中进行专门的讲解)
const moment = require('moment')

注意：使用 require() 方法加载其它模块时，会执行被加载模块中的代码。

2.3 Node.js 中的模块作用域

1. 什么是模块作用域

和函数作用域类似，在自定义模块中定义的变量、方法等成员，只能在当前模块内被访问，这种模块级别的访问限制，叫做模块作用域。

// 02.test.js
const custom = require('./01.custom')// 输出 { } 空对象
// 在 02.test.js 模块中，无法访问到 01.custom.js 模块中的私有成员
console.log(custom)

// 01.custom.js// 1. 在模块作用域中定义常量 username
const username = '张三'
// 2. 在模块作用域中定义函数 sayHello
function sayHello () {console.log('大家好! 我是' + username)
}

2. 模块作用域的好处

防止了全局变量污染的问题

2.4 向外共享模块作用域中的成员

1. module 对象

在每个 .js 自定义模块中都有一个 module 对象，它里面存储了和当前模块有关的信息，打印如下：

2. module.exports 对象

在自定义模块中，可以使用 module.exports 对象，将模块内的成员共享出去，供外界使用。

外界用 require() 方法导入自定义模块时，得到的就是 module.exports 所指向的对象。

3. 共享成员时的注意点

使用 require() 方法导入模块时，导入的结果，永远以 module.exports 指向的对象为准。

4. exports 对象

由于 module.exports 单词写起来比较复杂，为了简化向外共享成员的代码，Node 提供了 exports 对象。默认情况下，exports 和 module.exports 指向同一个对象。最终共享的结果，还是以 module.exports 指向的对象为准。

4. exports 和 module.exports 的使用误区

时刻谨记，require() 模块时，得到的永远是 module.exports 指向的对象：

注意：为了防止混乱，建议大家不要在同一个模块中同时使用 exports 和 module.exports

2.5 Node.js 中的模块化规范

Node.js 遵循了 CommonJS 模块化规范，CommonJS 规定了模块的特性和各模块之间如何相互依赖。

CommonJS 规定：

① 每个模块内部，module 变量代表当前模块。

② module 变量是一个对象，它的 exports 属性（即 module.exports）是对外的接口。

③ 加载某个模块，其实是加载该模块的 module.exports 属性。require() 方法用于加载模块。

3. npm与包

3.1 包

1. 什么是包

Node.js 中的第三方模块又叫做包。

就像电脑和计算机指的是相同的东西，第三方模块和包指的是同一个概念，只不过叫法不同。

2. 包的来源

不同于 Node.js 中的内置模块与自定义模块，包是由第三方个人或团队开发出来的，免费供所有人使用。

注意：Node.js 中的包都是免费且开源的，不需要付费即可免费下载使用。

3. 为什么需要包

由于 Node.js 的内置模块仅提供了一些底层的 API，导致在基于内置模块进行项目开发的时，效率很低。

包是基于内置模块封装出来的，提供了更高级、更方便的 API，极大的提高了开发效率。

包和内置模块之间的关系，类似于 jQuery 和浏览器内置 API 之间的关系。

4. 从哪里下载包

国外有一家 IT 公司，叫做 npm, Inc. 这家公司旗下有一个非常著名的网站： https://www.npmjs.com/ ，它是全球最大的包共享平台，你可以从这个网站上搜索到任何你需要的包，只要你有足够的耐心！

到目前位置，全球约 1100 多万的开发人员，通过这个包共享平台，开发并共享了超过 120 多万个包供我们使用。

npm, Inc. 公司提供了一个地址为 https://registry.npmjs.org/ 的服务器，来对外共享所有的包，我们可以从这个服务器上下载自己所需要的包。

注意：

从 https://www.npmjs.com/ 网站上搜索自己所需要的包
从 https://registry.npmjs.org/ 服务器上下载自己需要的包

5. 如何下载包

npm, Inc. 公司提供了一个包管理工具，我们可以使用这个包管理工具，从 https://registry.npmjs.org/ 服务器把需要的包下载到本地使用。

这个包管理工具的名字叫做 Node Package Manager（简称 npm 包管理工具），这个包管理工具随着 Node.js 的安装包一起被安装到了用户的电脑上。

大家可以在终端中执行 npm -v 命令，来查看自己电脑上所安装的 npm 包管理工具的版本号：

3.2 npm 初体验

1. 格式化时间的传统做法

2. 格式化时间的高级做法

① 使用 npm 包管理工具，在项目中安装格式化时间的包 moment

② 使用 require() 导入格式化时间的包

③ 参考 moment 的官方 API 文档对时间进行格式化

3. 在项目中安装包的命令

如果想在项目中安装指定名称的包，需要运行如下的命令：

npm install 包的完整名称

上述的装包命令，可以简写成如下格式：

npm i 完整的包名称

4. 初次装包后多了哪些文件

初次装包完成后，在项目文件夹下多一个叫做 node_modules 的文件夹和 package-lock.json 的配置文件。

其中：

node_modules 文件夹用来存放所有已安装到项目中的包。require() 导入第三方包时，就是从这个目录中查找并加载包。
package-lock.json 配置文件用来记录 node_modules 目录下的每一个包的下载信息，例如包的名字、版本号、下载地址等。

注意：程序员不要手动修改 node_modules 或 package-lock.json 文件中的任何代码，npm 包管理工具会自动维护它们。

5. 安装指定版本的包

默认情况下，使用 npm install 命令安装包的时候，会自动安装最新版本的包。如果需要安装指定版本的包，可以在包名之后，通过 @ 符号指定具体的版本，例如：

npm i moment@2 .22 .2

6. 包的语义化版本规范

包的版本号是以“点分十进制”形式进行定义的，总共有三位数字，例如 2.24.0

其中每一位数字所代表的的含义如下：

第1位数字：大版本

第2位数字：功能版本

第3位数字：Bug修复版本

版本号提升的规则：只要前面的版本号增长了，则后面的版本号归零。

3.3 包管理配置文件

npm 规定，在项目根目录中，必须提供一个叫做 package.json 的包管理配置文件。用来记录与项目有关的一些配置信息。例如：

项目的名称、版本号、描述等
项目中都用到了哪些包
哪些包只在开发期间会用到
那些包在开发和部署时都需要用到

1. 多人协作的问题

2. 如何记录项目中安装了哪些包

在项目根目录中，创建一个叫做 package.json 的配置文件，即可用来记录项目中安装了哪些包。从而方便剔除 node_modules 目录之后，在团队成员之间共享项目的源代码。

注意：今后在项目开发中，一定要把 node_modules 文件夹，添加到 .gitignore 忽略文件中。

3. 快速创建 package.json

npm 包管理工具提供了一个快捷命令，可以在执行命令时所处的目录中，快速创建 package.json 这个包管理配置文件：

// 作用: 在执行命令所处的目录中，快速新建 package.json 文件
npm init -y

注意：

① 上述命令只能在英文的目录下成功运行！所以，项目文件夹的名称一定要使用英文命名，不要使用中文，不能出现空格。

② 运行 npm install 命令安装包的时候，npm 包管理工具会自动把包的名称和版本号，记录到 package.json 中。

4. dependencies 节点

5. 一次性安装所有的包

当我们拿到一个剔除了 node_modules 的项目之后，需要先把所有的包下载到项目中，才能将项目运行起来。

否则会报类似于下面的错误：

//由于项目运行依赖于 moment 这个包，如果没有提前安装好这个包，就会报如下的错误:
Error: Cannot find module 'moment'

可以运行 npm install 命令（或 npm i）一次性安装所有的依赖包：

// 执行 npm install 命今时,npm 包管理T具会先读取 package.json 中的 dependencies 节点,
// 读取到记录的所有依赖包名称和版本号之后，npm 包管理工具会把这些包一次性下载到项目中
npm install

6. 卸载包

可以运行 npm uninstall 命令，来卸载指定的包：

// 使用 npm uninstall 具体的包名 来卸载包
npm uninstall moment

注意：npm uninstall 命令执行成功后，会把卸载的包，自动从 package.json 的 dependencies 中移除掉。

7. devDependencies 节点

如果某些包只在项目开发阶段会用到，在项目上线之后不会用到，则建议把这些包记录到 devDependencies 节点中。

与之对应的，如果某些包在开发和项目上线之后都需要用到，则建议把这些包记录到 dependencies 节点中。

您可以使用如下的命令，将包记录到 devDependencies 节点中：

// 安装指定的包，并记录到 devDependencies 节点中
npm i 包名 -D
// 注意：上述命令是简写形式，等价于下面完整的与法
npm install 包名 --save-dev