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26- class 类与继承

26- class 类与继承

作者: 夏海峰 | 来源:发表于2018-08-22 14:54 被阅读4次

    1、ES5 中基于原型的构造函数

    function Point(x, y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    Point.prototype.toString = function() {
        return `${this.x}, ${this.y}`;
    }
    // 创建实例
    var p = new Point(1, 2);
    

    2、ES6 的 class关键字

    ES6 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。
    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。

    class Point {
        constructor(x, y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
        toString() {
            return `${this.x}, ${this.y}`;
        }
    }
    // 创建实例
    var p = new Point(1, 2);
    

    ES6 的类,完全可以看作构造函数的另一种写法。类的数据类型就是函数,类本身就指向构造函数。

    typeof Point;   // 'function'
    Point === Point.prototype.constructor;   // true
    

    事实上,类的所有方法都定义在类的prototype属性上面。
    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。

    Object.assign(Point.prototype, {
        fn1(){},
        fn2(){},
        fn3(){}
    });
    

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

    Object.keys(Point.prototype);    // []
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype);   // ["constructor", "toString"]
    

    类的属性名,可以采用表达式。

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

    3、严格模式

    类和模块的内部,默认就是严格模式,所以不需要显示地使用use strict指定运行模式。只要你的代码写在类或模块之中,就只有严格模式可用。
    考虑到未来所有的代码,其实都是运行在模块之中,所以 ES6 实际上把整个语言升级到了严格模式。

    4、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。
    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() {
            // 自定义返回值
            return Object.create(null);
        }
    }
    new Foo() instanceof Foo;   // false
    

    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。

    5、类的实例对象
    与 ES5 一样,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)。

    class Point {
        constructor(x, y) {
            this.x = x;    // 实例属性
            this.y = y;
        }
        toString() {}      // 类属性
    }
    var p = new Point(1, 2);
    
    p.hasOwnProperty('x');  // true
    p.hasOwnProperty('y');  // true
    p.hasOwnProperty('toString');   // false
    p.__proto__.hasOwnProperty('toString');  // true
    

    与 ES5 一样,类的所有实例共享一个原型对象。

    var p2 = new Point(4, 5);
    p.__proto__ === p2.__proto__ === Point.prototype;   // true
    
    // 可以通过实例的__proto__属性为“类”添加方法。
    p.__proto__.print = function() {
        console.log('打印');
    }
    p2.print();
    

    proto 并不是语言本身的特性,这是各大厂商具体实现时添加的私有属性,虽然目前很多现代浏览器的 JS 引擎中都提供了这个私有属性,但依旧不建议在生产中使用该属性,避免对环境产生依赖。生产环境中,我们可以使用 Object.getPrototypeOf 方法来获取实例对象的原型,然后再来为原型添加方法/属性。

    6、class 表达式

    const MyClass = class Me {
        getClassName() {
            return Me.name;
        }
    };
    

    需要注意的是,这个类的名字是MyClass而不是Me,Me只在 Class 的内部代码可用,指代当前类。

    如果类的内部没用到的话,可以省略Me,也就是可以写成下面的形式。

    const MyClass = class  { };
    

    采用 Class 表达式,可以写出立即执行的 Class。

    let person = new Class {
        constructor(name) {
            this.name = name;
        }
        sayName() {
            console.log(this.name);
        }
    }('张三');
    
    person.sayName();   // '张三'
    

    7、class类 不存在变量提升
    类不存在变量提升(hoist),这一点与 ES5 完全不同。

    new Bar();   // 报错
    class Bar { };
    

    类 使用在前,定义在后,这样会报错,因为 ES6 不会把类的声明提升到代码头部。这种规定的原因与下文要提到的继承有关,必须保证子类在父类之后定义。

    let 、 const 也不存在变量提升

    8、类的公有方法和私有方法

    class Widget {
        // 公有方法
        foo() {}
    }
    

    公有方法,在类的外部可以被调用

    // 实现类私有方法的方案一
    // 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。
    function bar(x) {
        return this.x = x;
    }
    class Widget {
        foo(x) {
            // bar变成了类的私有方法
            bar.call(this, x);
        }
    }
    
    // 实现类私有方法的方案二
    // 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 Widget {
        // 公有方法
        foo(x) {
            this[bar](x);
        }
        // 私有方法
        [bar](x) {
            return this[snaf] = x;
        }
    }
    

    上面代码中,bar和snaf都是Symbol值,导致第三方无法获取到它们,因此达到了私有方法和私有属性的效果。

    与私有方法一样,ES6 不支持私有属性。

    9、this 的指向
    类的方法内部如果含有this,它默认指向类的实例。

    // this 绑定当前类的实例 方案一
    // 在构造方法中绑定this
    class Log {
        constructor() {
            this.print.bind(this);
        }
        print() {}
    }
    
    // this 绑定当前类的实例 方案二
    // 使用箭头函数。
    class Log {
        constructor() {
            this.print = () => {};
        }
    }
    
    // this 绑定当前类的实例 方案三
    // 使用Proxy,获取方法的时候,自动绑定this。
    function selfish (target) {
        const cache = new WeakMap();
        return proxy = new Proxy(target, {
            get (target, key) {
                const value = Reflect.get(target, key);
                if (typeof value !== 'function') {
                    return value;
                }
                if (!cache.has(value)) {
                    // 绑定当前对象target
                    cache.set(value, value.bind(target));
                }
                return cache.get(value);
            }
        });
    }
    class Log { print() {} };
    const log = selfish(new Log());
    

    10、name 属性

    由于本质上,ES6 的类只是 ES5 的构造函数的一层包装,所以函数的许多特性都被Class继承,包括name属性。

    class Point {};
    Point.name;   // 'Point'
    

    name属性总是返回紧跟在class关键字后面的类名。

    11、Class 的取值函数(getter)和存值函数(setter)

    与 ES5 一样,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 age() {
            console.log('发生了 age 取值操作');
        }
        set age() {
            console.log('发生了 age 赋值操作');
        }
    }
    let inst = new MyClass();
    inst.age = 20;   // '发生了 age 赋值操作'
    inst.age;        // '发生了 age 取值操作'
    

    存值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的。

    var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(MyClass.prototype, 'age');
    'get' in descriptor;   // true
    'set' in descriptor;   // true
    

    12、Class类中的 Generator 方法
    如果某个方法之前加上星号(*),就表示该方法是一个 Generator 函数。

    class Foo {
        constructor(...args) {
            this.args = args;
        }
        * [Symbol.iterator]() {
            for (let arg of this.args) {
                yield arg;
            }
        }
    }
    
    for (let x of new Foo('a', 'b')) {
        console.log(x);
    }
    // 'a'
    // 'b'
    

    Foo类的Symbol.iterator方法前有一个星号,表示该方法是一个 Generator 函数。Symbol.iterator方法返回一个Foo类的默认遍历器,for...of循环会自动调用这个遍历器。

    13、class中的 静态方法和实例方法

    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 {
        // 实例方法,this指定类的实例
        fn1() {
            console.log(this);
        }
    
        // 静态方法,this指向类
        static fn2() {
            console.log(this);
        }
    }
    
    Foo.fn2();
    var f = new Foo();
    f.fn1();
    

    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。

    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 fn() {}
    }
    class Bar extends Foo { }
    
    Bar.fn();
    

    静态方法也是可以从super对象上调用的。
    super指向父类。

    class Doo extends Foo {
        static fn2() {
            super.fn();
        }
    }
    

    14、class中 的静态属性和实例属性

    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 {
        constructor() {
            this.prop = 0;  // 实例属性
        }
    };
    Foo.prop = 1;   // 类的静态属性
    

    类的静态属性只有上述这种写法,因为 ES6 明确规定,Class 内部只有静态方法,没有静态属性。
    实例属性,只能写在类的constructor方法里面。

    15、new.target
    在 Class 内部调用new.target,返回当前 Class。
    子类继承父类时,new.target会返回子类。

    class Foo {
        constructor() {
            console.log(new.target === Foo);  // true
        }
    }
    

    在构造函数之中,new命令作用于的那个构造函数。如果构造函数不是通过new命令调用的,new.target会返回undefined

    function Person() {
        if (new.target === Person) {
            console.log('使用了 new 创建实例');
        }
        if (new.target === undefined) {
            console.log('未使用 new 创建实例');
        }
    }
    

    16、extends 继承

    Class 可以通过extends关键字实现继承,这比 ES5 的通过修改原型链实现继承,要清晰和方便很多。

    class Point {};
    class ColorPoint extends Point {
        constructor(x, y, color) {
            super(x, y);   // 调用父类的 constructor(x, y)
            this.color = color;
        }
        toString() {
            return this.color + ' ' + super.toString();  // 调用父类的toString()方法
        }
    }
    

    子类必须在constructor方法中调用super方法,否则新建实例时会报错。这是因为子类自己的this对象,必须先通过父类的构造函数完成塑造,得到与父类同样的实例属性和方法,然后再对其进行加工,加上子类自己的实例属性和方法。如果不调用super方法,子类就得不到this对象。

    如果子类没有定义constructor方法,这个方法会被默认添加,代码如下。也就是说,不管有没有显式定义,任何一个子类都有constructor方法。

    class ColorPoint extends Point {};
    // 等同于
    class ColorPoint extends Point {
        constructor(...args) {
            super(...args);
        }
    }
    

    在子类的构造函数中,只有调用super之后,才可以使用this关键字,否则会报错。这是因为子类实例的构建,是基于对父类实例加工,只有super方法才能返回父类实例。

    子类实例,同时是子类和父类的实例:

    var cp = new ColorPoint();
    cp instanceof ColorPoint;   // true
    cp instanceof Point;    // true
    

    父类的静态方法,会被子类继承。

    class A {
        static hello() {}
    }
    class B extends A {};
    
    B.hello();   // 类 B,继承了类 A 的静态方法。
    

    17、Object.getPrototypeOf()

    Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。可以使用这个方法判断,一个类是否继承了另一个类。
    Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point; // true

    18、super 关键字

    super这个关键字,既可以当作函数使用,也可以当作对象使用。在这两种情况下,它的用法完全不同。

    第一种情况,super作为函数调用时,代表父类的构造函数。ES6 要求,子类的构造函数必须执行一次super函数。
    super虽然代表了父类A的构造函数,但是返回的是子类B的实例,即super内部的this指的是B,因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)。

    class A {
        constructor() {
            console.log(new.target.name);
        }
    }
    class B extends A {
        constructor() {
            super();
        }
    }
    
    new A();    // A
    new B();    // B
    

    new.target指向当前正在执行的函数
    作为函数时,super()只能用在子类的构造函数之中,用在其他地方就会报错。

    第二种情况,super作为对象时,在普通方法中,指向父类的原型对象;在静态方法中,指向父类。

    class A {
        p() {}
    }
    class B extends A {
        constructor() {
            super();    // super作为函数,执行父类的构造函数,返回子类实例
            super.p();  // super作为对象,指向父类的原型A.prototype 或者 父类A
        }
    }
    

    这里需要注意,由于super指向父类的原型对象或父类,所以定义在父类实例上的方法或属性,是无法通过super调用的。
    如果super作为对象,用在静态方法之中,这时super将指向父类,而不是父类的原型对象。

    19、super小结

    1、在子类的构造器中调用super()时,执行的是父类的构造器,并返回子类实例。
    2、在子类的非静态方法中使用super对象时,super指向父类的原型,即 super = A.prototype ,此时 this 指向子类实例。
    3、在子类的静态方法中使用super对象时,super指向父类,即 super = A ,此时 this 指向子类。

    由于对象总是继承其他对象的,所以可以在任意一个对象中,使用super关键字。

    var obj = {
        toString() {
            super.toString();  // 在普通对象中使用 super
        }
    }
    

    20、类的 prototype 属性 和 proto 属性

    大多数浏览器的 ES5 实现之中,每一个对象都有proto属性,指向对应的构造函数的prototype属性。Class 作为构造函数的语法糖,同时有prototype属性和proto属性。
    (1)子类的proto属性,表示构造函数的继承,总是指向父类。
    (2)子类prototype属性的proto属性,表示方法的继承,总是指向父类的prototype属性。

    class A {};
    class B extends A {};
    
    B.__proto__ === A;  // true
    B.prototype.__proto__ === A.prototype;  // true
    

    这两条继承链,可以这样理解:作为一个对象,子类(B)的原型(proto属性)是父类(A);作为一个构造函数,子类(B)的原型对象(prototype属性)是父类的原型对象(prototype属性)的实例。

    手动实现继承:

    class M {};
    class N {};
    Object.setPrototypeOf(N.prototype, M.prototype);
    Object.setPrototypeOf(N, M);
    Object.setPrototypeOf = function(obj, proto) {
        obj.__proto__ = proto;
        return obj;
    }
    

    21、extends 的继承目标

    extends关键字后面可以跟多种类型的值。

    第一种特殊情况,子类继承Object类。

    class C extends Object {};
    C.__proto__ === Object;  // true
    C.prototype.__proto__ === Object.prototype;  // true
    

    A 其实就是构造函数 Object 的复制,A 的实例就是 Object 的实例。

    第二种特殊情况,不存在任何继承。

    class C {};
    C.__proto__ === Function.prototype;  // true
    C.prototype.__proto__ === Object.prototype;  // true
    

    第三种特殊情况,子类继承null。

    class C extends null {};
    C.__proto__ === Function.prototype;  // true
    C.prototype.__proto__ === undefined;  // true
    

    22、实例的 proto 属性

    子类实例的proto属性的proto属性,指向父类实例的proto属性。也就是说,子类的原型的原型,是父类的原型。

    var a = new A();
    var b = new B();
    
    b.__proto__.__proto__ = a.__proto__;  // true
    

    23、js 原生构造函数的继承

    原生构造函数是指语言内置的构造函数,通常用来生成数据结构。ECMAScript 的原生构造函数大致有下面这些。

        Boolean()
        Number()
        String()
        Array()
        Date()
        Function()
        RegExp()
        Error()
        Object()
    

    在 ES5 中,这些原生构造函数是无法被继承的。

    ES6 允许继承原生构造函数 定义子类,因为 ES6 是先新建父类的实例对象this,然后再用子类的构造函数修饰this,使得父类的所有行为都可以继承。

    class MyArray extends Array {
        constructor(...args) {
            super(...args);
        }
    }
    

    这意味着,ES6 可以自定义原生构造函数(比如Array、String等)的子类,这是 ES5 无法做到的。

    上面这个例子也说明,extends关键字不仅可以用来继承类,还可以用来继承原生的构造函数。

    class ExtendableError extends Error {
        constructor(msg) {
            super();
            this.msg = msg;
            this.stack = (new Error()).stack;
            this.name = this.constructor.name;
        }
    }
    
    class MyError extends ExtendableError {
        constructor(args) {
            super(args);
        }
    }
    
    var myerror = new MyError('geek');
    myerror.msg;    // 'geek'
    myerror instanceof Error;  // true
    myerror.name;   // 'MyError'
    myerror.stack;
    

    24、Mixin 模式的实现

    Mixin 指的是多个对象合成一个新的对象,新对象具有全部成员的接口。

    Mixin 简单实现如下:

    const a = { a: 1 };
    const b = { b: 2 };
    const c = { ...a, ...b };
    // c对象是a对象和b对象的合成,具有两者的接口。
    

    Mixin 混合生成一个新类,实现如下:

    function mix(...mixins) {
        class Mix {};
        for (let mixin of mixins) {
            copyProperties(Mix, mixin);   // 拷贝实例属性
            copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype); // 拷贝原型属性
        }
        return Mix;
    }
    function copyProperties(target, source) {
        for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {
            if ( key !== 'constructor' && key !== 'prototype' && key !== 'name') {
                let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
                Object.defineProperty(target, key, desc);
            }
        }
    }
    

    上面代码的mix函数,可以将多个对象合成为一个类。使用的时候,只要继承这个类即可。
    class MyClass extends mix(Loggable, Serializable) {};


    完!!!

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