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javascript 类

javascript 类

作者: 五十岚色叶 | 来源:发表于2019-11-04 14:07 被阅读0次

    Class

    简介

    类的由来

    JavaScript 语言中,生成实例对象的传统方法是通过构造函数。下面是一个例子

    function Point(x, y) {
          this.x = x;
          this.y = y;
    }
    
    Point.prototype.toString = function () {
         return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
    };
    
    var p = new Point(1, 2);
    

    上面这种写法跟传统的面向对象语言(比如 C++ 和 Java)差异很大,ES6 提供了更接近传统语言的写法,引入了 Class(类)这个概念,作为对象的模板,通过class关键字,可以定义类

    基本上,ES6 的class可以看作只是一个语法糖,它的绝大部分功能,ES5 都可以做到,新的class写法只是让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法而已。上面的代码用 ES6 的class改写,就是下面这样

    class Point {
          constructor(x, y) {
                this.x = x;
                this.y = y;
          }
    
          toString() {
                return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
          }
    }
    

    上面代码定义了一个“类”,可以看到里面有一个constructor方法,这就是构造方法,而this关键字则代表实例对象。也就是说,ES5 的构造函数Point,对应 ES6 的Point类的构造方法

    定义“类”的方法的时候,前面不需要加上function这个关键字,直接把函数定义放进去了就可以了

    ES6 的类,完全可以看作构造函数的另一种写法

    class Point {
            // ...
    }
    
    typeof Point    //   "function"
    Point === Point.prototype.constructor       //   true
    

    上面代码表明,类的数据类型就是函数,类本身就指向构造函数

    使用的时候,也是直接对类使用new命令,跟构造函数的用法完全一致

    class Bar {
          doStuff() {
                console.log('stuff');
          }
    }
    
    var b = new Bar();
    b.doStuff()     // "stuff"
    

    类的所有方法都定义在类的prototype属性上面

    
    lass Point {
          constructor() {
                // ...
          }
    
          toString() {
             // ...
          }
    
          toValue() {
                // ...
          }
    }
    
    // 等同于
    Point.prototype = {
          constructor() {},
          toString() {},
          toValue() {},
    };
    

    在类的实例上面调用方法,其实就是调用原型上的方法

    class B {}
    let b = new B();
    
    b.constructor === B.prototype.constructor // true
    

    上面代码中,b是B类的实例,它的constructor方法就是B类原型的constructor方法

    由于类的方法都定义在prototype对象上面,所以类的新方法可以添加在prototype对象上面。Object.assign方法可以很方便地一次向类添加多个方法

    class Point {
          constructor(){
             // ...
          }
    }
    
    Object.assign(Point.prototype, {
          toString(){},
          toValue(){}
    });
    

    prototype对象的constructor属性,直接指向“类”的本身

    Point.prototype.constructor === Point   // true
    

    类的内部所有定义的方法,都是不可枚举的(non-enumerable

    class Point {
          constructor(x, y) {
                // ...
          }
    
          toString() {
                // ...
          }
    }
    
    Object.keys(Point.prototype)
        // []
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
        // ["constructor","toString"]
    

    上面代码中,toString方法是Point类内部定义的方法,它是不可枚举的。这一点与 ES5 的行为不一致

    var Point = function (x, y) {
        // ...
    };
    
    Point.prototype.toString = function() {
        // ...
    };
    
    Object.keys(Point.prototype)
        // ["toString"]
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
        // ["constructor","toString"]
    

    上面代码采用 ES5 的写法,toString方法就是可枚举的

    constructor 方法

    constructor方法是类的默认方法,通过new命令生成对象实例时,自动调用该方法。一个类必须有constructor方法,如果没有显式定义,一个空的constructor方法会被默认添加

    class Point { }
    // 等同于
    class Point {
        constructor() {}
    }
    

    constructor方法默认返回实例对象(即this),完全可以指定返回另外一个对象

    class Foo {
          constructor() {
                return Object.create(null);
          }
    }
    
    new Foo() instanceof Foo
    // false
    

    上面代码中,constructor函数返回一个全新的对象,结果导致实例对象不是Foo类的实例

    类必须使用new调用,否则会报错。这是它跟普通构造函数的一个主要区别,后者不用new也可以执行

    class Foo {
          constructor() {
                return Object.create(null);
          }
    }
    
    Foo()
        // TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'
    
    类的实例

    生成类的实例的写法,与 ES5 完全一样,也是使用new命令。前面说过,如果忘记加上new,像函数那样调用Class,将会报错

    class Point {
         // ...
    }
        // 报错
    var point = Point(2, 3);
        // 正确
    var point = new Point(2, 3);
    

    实例的属性除非显式定义在其本身(即定义在this对象上),否则都是定义在原型上(即定义在class上)

    
    //定义类
    class Point {
    
          constructor(x, y) {
                this.x = x;
                this.y = y;
          }
    
          toString() {
                return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
          }
    
    }
    
    var point = new Point(2, 3);
    
    point.toString()    // (2, 3)
    
    point.hasOwnProperty('x')   // true
    point.hasOwnProperty('y')   // true
    point.hasOwnProperty('toString')    // false
    point.__proto__.hasOwnProperty('toString')  // true
    

    上面代码中,x和y都是实例对象point自身的属性(因为定义在this变量上),所以hasOwnProperty方法返回true,而toString是原型对象的属性(因为定义在Point类上),所以hasOwnProperty方法返回false

    类的所有实例共享一个原型对象

    var p1 = new Point(2,3);
    var p2 = new Point(3,2);
    
    p1.__proto__ === p2.__proto__
        //  true
    

    上面代码中,p1和p2都是Point的实例,它们的原型都是Point.prototype,所以proto属性是相等的

    这也意味着,可以通过实例的proto属性为“类”添加方法

    var p1 = new Point(2,3);
    var p2 = new Point(3,2);
    
    p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };
    
    p1.printName()  // "Oops"
    p2.printName()  // "Oops"
    
    var p3 = new Point(4,2);
    p3.printName()  // "Oops"
    

    上面代码在p1的原型上添加了一个printName方法,由于p1的原型就是p2的原型,因此p2也可以调用这个方法。而且,此后新建的实例p3也可以调用这个方法。这意味着,使用实例的proto属性改写原型,必须相当谨慎,不推荐使用,因为这会改变“类”的原始定义,影响到所有实例

    取值函数(getter)和存值函数(settter)

    在“类”的内部可以使用get和set关键字,对某个属性设置存值函数和取值函数,拦截该属性的存取行为

    class MyClass {
          constructor() {
                 // ...
          }
          get prop() {
                return 'getter';
          }
          set prop(value) {
                console.log('setter: '+value);
          }
    }
    
    let inst = new MyClass();
    
    inst.prop = 123;
    // setter: 123
    
    inst.prop
    // 'getter'
    

    值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的

    需要注意的是 set 函数必须带参数,而 get 函数则不需要参数

    属性表达式

    类的属性名,可以采用表达式

    let methodName = 'getArea';
    
    class Square {
          constructor(length) {
                // ...
          }
    
          [methodName]() {
                // ...
          }
    }
    

    上面代码中,Square类的方法名getArea,是从表达式得到的

    静态方法

    类相当于实例的原型,所有在类中定义的方法,都会被实例继承。如果在一个方法前,加上static关键字,就表示该方法不会被实例继承,而是直接通过类来调用,这就称为“静态方法”

    class Foo {
          static classMethod() {
                return 'hello';
          }
    }
    
    Foo.classMethod()       // 'hello'
    var foo = new Foo();
    foo.classMethod()
        // TypeError: foo.classMethod is not a function
    

    上面代码中,Foo类的classMethod方法前有static关键字,表明该方法是一个静态方法,可以直接在Foo类上调用(Foo.classMethod()),而不是在Foo类的实例上调用。如果在实例上调用静态方法,会抛出一个错误,表示不存在该方法

    注意,如果静态方法包含this关键字,这个this指的是类,而不是实例

    class Foo {
          static bar() {
                this.baz();
          }
          static baz() {
                console.log('hello');
          }
          baz() {
                console.log('world');
          }
    }
    
    Foo.bar()   // hello
    

    上面代码中,静态方法bar调用了this.baz,这里的this指的是Foo类,而不是Foo的实例,等同于调用Foo.baz。另外,从这个例子还可以看出,静态方法可以与非静态方法重名

    父类的静态方法,可以被子类继承

    class Foo {
          static classMethod() {
                return 'hello';
          }
    }
    
    class Bar extends Foo {}
    
    Bar.classMethod()   // 'hello'
    

    上面代码中,父类Foo有一个静态方法,子类Bar可以调用这个方法

    静态方法也是可以从super对象上调用的

    class Foo {
          static classMethod() {
             return 'hello';
          }
    }
    
    class Bar extends Foo {
          static classMethod() {
                return super.classMethod() + ', too';
          }
    }
    
    Bar.classMethod()   // "hello, too"
    

    静态属性

    静态属性指的是 Class 本身的属性,即Class.propName,而不是定义在实例对象(this)上的属性

    class Foo {}
    
    Foo.prop = 1;
    Foo.prop        // 1
    

    上面的写法为Foo类定义了一个静态属性prop

    目前,只有这种写法可行,因为 ES6 明确规定,Class 内部只有静态方法,没有静态属性。现在有一个提案提供了类的静态属性,写法是在实例属性法的前面,加上static关键字

    class MyClass {
          static myStaticProp = 42;
    
          constructor() {
                console.log(MyClass.myStaticProp);  // 42
          }
    }
    

    这个新写法大大方便了静态属性的表达

    // 老写法
    class Foo {
        // ...
    }
    Foo.prop = 1;
    
    // 新写法
    class Foo {
        static prop = 1;
    }
    

    上面代码中,老写法的静态属性定义在类的外部。整个类生成以后,再生成静态属性。这样让人很容易忽略这个静态属性,也不符合相关代码应该放在一起的代码组织原则。另外,新写法是显式声明(declarative),而不是赋值处理,语义更好

    实例属性的新写法

    实例属性除了定义在constructor()方法里面的this上面,也可以定义在类的最顶层

    class IncreasingCounter {
          constructor() {
                this._count = 0;
          }
          get value() {
                console.log('Getting the current value!');
                return this._count;
          }
          increment() {
                this._count++;
          }
    }
    

    上面代码中,实例属性this._count定义在constructor()方法里面,另一种写法是,这个属性也可以定义在类的最顶层,其他都不变

    class IncreasingCounter {
          _count = 0;
          get value() {
                console.log('Getting the current value!');
                return this._count;
          }
          increment() {
                this._count++;
          }
    }
    

    上面代码中,实例属性_count与取值函数value()和increment()方法,处于同一个层级,这时,不需要在实例属性前面加上this

    这种新写法的好处是,所有实例对象自身的属性都定义在类的头部,看上去比较整齐,一眼就能看出这个类有哪些实例属性

    class foo {
          bar = 'hello';
          baz = 'world';
    
          constructor() {
                // ...
          }
    }
    

    上面的代码,一眼就能看出,foo类有两个实例属性,一目了然。另外,写起来也比较简洁

    私有方法和私有属性

    现有的解决方法

    私有方法和私有属性,是只能在类的内部访问的方法和属性,外部不能访问,这是常见需求,有利于代码的封装,但 ES6 不提供,只能通过变通方法模拟实现

    一种做法是在命名上加以区别

    class Widget {
    
          // 公有方法
          foo (baz) {
                this._bar(baz);
          }
    
          // 私有方法
          _bar(baz) {
                return this.snaf = baz;
          }
    
            // ...
    }
    

    上面代码中,_bar方法前面的下划线,表示这是一个只限于内部使用的私有方法,但是,这种命名是不保险的,在类的外部,还是可以调用到这个方法

    另一种方法就是索性将私有方法移出模块,因为模块内部的所有方法都是对外可见的

    class Widget {
          foo (baz) {
            bar.call(this, baz);
          }
          // ...
    }
    
    function bar(baz) {
        return this.snaf = baz;
    }
    

    上面代码中,foo是公开方法,内部调用了bar.call(this, baz),这使得bar实际上成为了当前模块的私有方法

    还有一种方法是利用Symbol值的唯一性,将私有方法的名字命名为一个Symbol值

    const bar = Symbol('bar');
    const snaf = Symbol('snaf');
    
    export default class myClass{
          // 公有方法
          foo(baz) {
                this[bar](baz);
          }
    
          // 私有方法
          [bar](baz) {
                return this[snaf] = baz;
          }
          // ...
    };
    

    上面代码中,bar和snaf都是Symbol值,一般情况下无法获取到它们,因此达到了私有方法和私有属性的效果。但是也不是绝对不行,Reflect.ownKeys()依然可以拿到它们

    const inst = new myClass();
    
    Reflect.ownKeys(myClass.prototype)
        // [ 'constructor', 'foo', Symbol(bar) ]
    

    上面代码中,Symbol 值的属性名依然可以从类的外部拿到

    私有属性的提案

    目前,有一个提案,为class加了私有属性。方法是在属性名之前,使用#表示

    class IncreasingCounter {
          #count = 0;
          get value() {
                console.log('Getting the current value!');
                return this.#count;
          }
          increment() {
                this.#count++;
          }
    }
    

    上面代码中,#count就是私有属性,只能在类的内部使用(this.#count),如果在类的外部使用,就会报错

    const counter = new IncreasingCounter();
    counter.#count      // 报错
    counter.#count = 42     // 报错
    

    上面代码在类的外部,读取私有属性,就会报错

    下面是另一个例子

    class Point {
          #x;
          constructor(x = 0) {
                this.#x = +x;
          }
    
          get x() {
                return this.#x;
          }
    
          set x(value) {
                this.#x = +value;
          }
    }
    

    上面代码中,#x就是私有属性,在Point类之外是读取不到这个属性的。由于井号#是属性名的一部分,使用时必须带有#一起使用,所以#x和x是两个不同的属性

    之所以要引入一个新的前缀#表示私有属性,而没有采用private关键字,是因为 JavaScript 是一门动态语言,没有类型声明,使用独立的符号似乎是唯一的比较方便可靠的方法,能够准确地区分一种属性是否为私有属性。另外,Ruby 语言使用@表示私有属性,ES6 没有用这个符号而使用#,是因为@已经被留给了 Decorator

    这种写法不仅可以写私有属性,还可以用来写私有方法

    class Foo {
          #a;
          #b;
          constructor(a, b) {
                this.#a = a;
                this.#b = b;
          }
          #sum() {
                return #a + #b;
          }
          printSum() {
                console.log(this.#sum());
          }
    }
    

    实例属性

    实例属性除了定义在constructor()方法里面的this上面,也可以定义在类的最顶层。

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