JavaScript、TypeScript中的Class的本质与特性
文章目录
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- 1. 类
- 2. 类的相关概念
- 3. ES6中类的用法
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- 3.1属性和方法
- 3.2 类的继承
- 3.3 存取器
- 3.4 静态方法
- 4. ES7 中类的用法
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- 4.1 实例属性
- 4.2 静态属性
- 5. TypeScript 中类的用法
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- 5.1 public private 和 protected
- 5.2 参数属性
- 5.3 readonly
- 6. 抽象类
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1. 类
传统方法中，JavaScript 通过构造函数实现类的概念，通过原型链实现继承。而在 ES6 中，我们终于迎来了 class。其中class的本质：构造函数 + 原型链。
2. 类的相关概念
虽然 JavaScript 中有类的概念，但是可能大多数 JavaScript 程序员并不是非常熟悉类，这里对类相关的概念做一个简单的介绍。
- 类（Class）：定义了一件事物的抽象特点，包含它的属性和方法
- 对象（Object）：类的实例，通过 new 生成
- 面向对象（OOP）的三大特性：封装、继承、多态
- 封装（Encapsulation）：将对数据的操作细节隐藏起来，只暴露对外的接口。外界调用端不需要（也不可能）知道细节，就能通过对外提供的接口来访问该对象，同时也保证了外界无法任意更改对象内部的数据
- 继承（Inheritance）：子类继承父类，子类除了拥有父类的所有特性外，还有一些更具体的特性
- 多态（Polymorphism）：由继承而产生了相关的不同的类，对同一个方法可以有不同的响应。比如 Cat 和 Dog 都继承自 Animal，但是分别实现了自己的 eat 方法。此时针对某一个实例，我们无需了解它是 Cat 还是 Dog，就可以直接调用 eat 方法，程序会自动判断出来应该如何执行 eat
- 存取器（getter & setter）：用以改变属性的读取和赋值行为
- 修饰符（Modifiers）：修饰符是一些关键字，用于限定成员或类型的性质。比如 public 表示公有属性或方法
- 抽象类（Abstract Class）：抽象类是供其他类继承的基类，抽象类不允许被实例化。抽象类中的抽象方法必须在子类中被实现
- 接口（Interfaces）：不同类之间公有的属性或方法，可以抽象成一个接口。接口可以被类实现（implements）。一个类只能继承自另一个类，但是可以实现多个接口
3. ES6中类的用法
3.1属性和方法
使用 class 定义类，使用 constructor 定义构造函数。通过new 生成新实例的时候，会自动调用构造函数。
class Animal {
public name;
constructor(name) {
this.name = name;
}
sayHi() {
return `My name is ${this.name}`;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack
3.2 类的继承
使用 extends 关键字实现继承，子类中使用 super关键字来调用父类的构造函数和方法。
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name); // 调用父类的 constructor(name)
console.log(this.name);
}
sayHi() {
return 'Meow, ' + super.sayHi(); // 调用父类的 sayHi()
}
}
let c = new Cat('Tom'); // Tom
console.log(c.sayHi()); // Meow, My name is Tom
3.3 存取器
使用 getter 和 setter 可以改变属性的赋值和读取行为：
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name;
}
get name() {
return 'Jack';
}
set name(value) {
console.log('setter: ' + value);
}
}
let a = new Animal('Kitty'); // setter: Kitty
a.name = 'Tom'; // setter: Tom
console.log(a.name); // Jack
3.4 静态方法
使用 static 修饰符修饰的方法称为静态方法，它们不需要实例化，而是直接通过类来调用：
class Animal {
static isAnimal(a) {
return a instanceof Animal;
}
}
let a = new Animal('Jack');
Animal.isAnimal(a); // true
a.isAnimal(a); // TypeError: a.isAnimal is not a function
4. ES7 中类的用法
ES7 中有一些关于类的提案，TypeScript 也实现了它们，这里做一个简单的介绍。
4.1 实例属性
ES6 中实例的属性只能通过构造函数中的 this.xxx 来定义，ES7 提案中可以直接在类里面定义：
class Animal {
name = 'Jack';
constructor() {
// ...
}
}
let a = new Animal();
console.log(a.name); // Jack
4.2 静态属性
ES7 提案中，可以使用 static 定义一个静态属性：
class Animal {
static num = 42;
constructor() {
// ...
}
}
console.log(Animal.num); // 42
5. TypeScript 中类的用法
5.1 public private 和 protected
TypeScript 可以使用三种访问修饰符（Access Modifiers），分别是 public、private 和protected。
public修饰的属性或方法是公有的，可以在任何地方被访问到，默认所有的属性和方法都是public的private修饰的属性或方法是私有的，不能在声明它的类的外部访问protected修饰的属性或方法是受保护的，它和private类似，区别是它在子类中也是允许被访问的
下面举一些例子：
class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
console.log(a.name); // Tom
上面的例子中，name 被设置为了 public，所以直接访问实例的 name 属性是允许的。
很多时候，我们希望有的属性是无法直接存取的，这时候就可以用 private 了：
class Animal {
private name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';
// index.ts(9,13): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
// index.ts(10,1): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
需要注意的是，TypeScript 编译之后的代码中，并没有限制 private 属性在外部的可访问性。
上面的例子编译后的代码是：
var Animal = (function () {
function Animal(name) {
this.name = name;
}
return Animal;
})();
var a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';
虽然在typeScript编译成javaScript过程中会显示错误，但是还是能正常编译为js，即使在typeScript对属性进行了私有性限制，但是编译成js后这些限制会消失。
使用 private 修饰的属性或方法，在子类中也是不允许访问的：
class Animal {
private name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
console.log(this.name);
}
}
// index.ts(11,17): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
而如果是用 protected 修饰，则允许在子类中访问：
class Animal {
protected name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
console.log(this.name);
}
}
当构造函数修饰为 private 时，该类不允许被继承或者实例化：
class Animal {
public name;
private constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
}
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(7,19): TS2675: Cannot extend a class 'Animal'. Class constructor is marked as private.
// index.ts(13,9): TS2673: Constructor of class 'Animal' is private and only accessible within the class declaration.
当构造函数修饰为 protected 时，该类只允许被继承：
class Animal {
public name;
protected constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
}
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(13,9): TS2674: Constructor of class 'Animal' is protected and only accessible within the class declaration.
5.2 参数属性
修饰符和readonly还可以使用在构造函数参数中，等同于类中定义该属性同时给该属性赋值，使代码更简洁。
class Animal {
public constructor(public name) {
}
}
等价于：
class Animal {
public name: string;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
5.3 readonly
只读属性关键字，只允许出现在属性声明或索引签名或构造函数中。
class Animal {
readonly name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
// index.ts(10,3): TS2540: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.
注意如果 readonly 和其他访问修饰符同时存在的话，需要写在其后面。
class Animal {
public constructor(public readonly name) {
}
}
6. 抽象类
abstract用于定义抽象类和其中的抽象方法。
什么是抽象类？
首先，抽象类是不允许被实例化的：
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(9,11): error TS2511: Cannot create an instance of the abstract class 'Animal'.
上面的例子中，我们定义了一个抽象类 Animal，并且定义了一个抽象方法 sayHi。在实例化抽象类的时候报错了。
其次，抽象类中的抽象方法必须被子类实现：
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
class Cat extends Animal {
public eat() {
console.log(`${this.name} is eating.`);
}
}
let cat = new Cat('Tom');
// index.ts(9,7): error TS2515: Non-abstract class 'Cat' does not implement inherited abstract member 'sayHi' from class 'Animal'.
上面的例子中，我们定义了一个类 Cat 继承了抽象类 Animal，但是没有实现抽象方法 sayHi，所以编译报错了。
下面是一个正确使用抽象类的例子：
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
class Cat extends Animal {
public sayHi() {
console.log(`Meow, My name is ${this.name}`);
}
}
let cat = new Cat('Tom');
上面的例子中，我们实现了抽象方法 sayHi，编译通过了。
需要注意的是，即使是抽象方法，TypeScript 的编译结果中，仍然会存在这个类，上面的代码的编译结果是：
var __extends =
(this && this.__extends) ||
function (d, b) {
for (var p in b) if (b.hasOwnProperty(p)) d[p] = b[p];
function __() {
this.constructor = d;
}
d.prototype = b === null ? Object.create(b) : ((__.prototype = b.prototype), new __());
};
var Animal = (function () {
function Animal(name) {
this.name = name;
}
return Animal;
})();
var Cat = (function (_super) {
__extends(Cat, _super);
function Cat() {
_super.apply(this, arguments);
}
Cat.prototype.sayHi = function () {
console.log('Meow, My name is ' + this.name);
};
return Cat;
})(Animal);
var cat = new Cat('Tom');
通过typeScript的class进行编译得出上面的代码可以得出的结论：class本质是构造函数 + 原型链，即继承使用原型链实现，类使用的是构造函数实现，类中定义的方法放到了构造函数的原型上。
注：本文出自印记中文文档