ECMAScript6-----Class的基本知识

1.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);

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。这种新的 Class 写法，本质上开头的 ES5 的构造函数Point是一致的。

Point类除了构造方法，还定义了一个toString()方法。注意，定义toString()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。另外，方法与方法之间不需要逗号分隔，加了会报错。

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');
  }
}

const b = new Bar();
b.doStuff() // "stuff"

构造函数的prototype属性，在 ES6 的“类”上面继续存在。事实上，类的所有方法都定义在类的prototype属性上面。

class Point {
  constructor() {
    // ...
  }

  toString() {
    // ...
  }

  toValue() {
    // ...
  }
}

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

上面代码中，constructor()、toString()、toValue()这三个方法，其实都是定义在Point.prototype上面。

因此，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 {}
const 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，这与 ES5 的行为是一致的。

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

另外，类的内部所有定义的方法，都是不可枚举的。

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。

2.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() {}
}

上面代码中，定义了一个空的类Point，JavaScript 引擎会自动为它添加一个空的constructor()方法。

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

3.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);

类的属性和方法，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;
    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对象上），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。这些都与 ES5 的行为保持一致。

与 ES5 一样，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。

__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。

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。

4.实例属性的新写法

ES2022 为类的实例属性，又规定了一种新写法。实例属性现在除了可以定义在constructor()方法里面的this上面，也可以定义在类内部的最顶层。

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

上面示例中，实例属性_count定义在constructor()方法里面的this上面。

现在的新写法是，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。

注意，新写法定义的属性是实例对象自身的属性，而不是定义在实例对象的原型上面。

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。

5.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 prop() {
    return 'getter';
  }
  set prop(value) {
    console.log('setter: '+value);
  }
}

let inst = new MyClass();

inst.prop = 123;
// setter: 123

inst.prop
// 'getter'

上面代码中，prop属性有对应的存值函数和取值函数，因此赋值和读取行为都被自定义了。

存值函数和取值函数是设置在属性的Descriptor 对象上的。

class CustomHTMLElement {
  constructor(element) {
    this.element = element;
  }

  get html() {
    return this.element.innerHTML;
  }

  set html(value) {
    this.element.innerHTML = value;
  }
}

var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(
  CustomHTMLElement.prototype, "html"
);

"get" in descriptor  // true
"set" in descriptor  // true

上面代码中，存值函数和取值函数是定义在html属性的描述对象上面，这与 ES5 完全一致。

6.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。

7.Class 表达式

与函数一样，类也可以使用表达式的形式定义。

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

上面代码使用表达式定义了一个类。需要注意的是，这个类的名字是Me，但是Me只在 Class 的内部可用，指代当前类。在 Class 外部，这个类只能用MyClass引用。

let inst = new MyClass();
inst.getClassName() // Me
Me.name // ReferenceError: Me is not defined

上面代码表示，Me只在 Class 内部有定义。

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"

上面代码中，person是一个立即执行的类的实例。

8.静态方法和静态属性

8.1 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"

8.2 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，而不是赋值处理，语义更好。

9.私有方法和私有属性

9.1 早期解决方案

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，但早期的 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类，因为类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()实际上成为了当前类的私有方法。

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。

9.2 私有属性的正式写法

ES2022正式为class添加了私有属性，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

上面示例中，在类的外部，读取或写入私有属性#count，都会报错。

注意，从 Chrome 111 开始，开发者工具里面可以读写私有属性，不会报错，原因是Chrome团队认为这样方便调试。

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 this.#a + this.#b;
  }
  printSum() {
    console.log(this.#sum());
  }
}

上面示例中，#sum()就是一个私有方法。

9.3 in 运算符

class C {
  #brand;
  static isC(obj) {
    try {
      obj.#brand;
      return true;
    } catch {
      return false;
    }
  }
}

上面示例中，类C的静态方法isC()就用来判断，某个对象是否为C的实例。它采用的方法就是，访问该对象的私有属性#brand。如果不报错，就会返回true；如果报错，就说明该对象不是当前类的实例，从而catch部分返回false。

因此，try...catch结构可以用来判断某个私有属性是否存在。但是,这样的写法很麻烦，代码可读性很差，ES2022 改进了in运算符，使它也可以用来判断私有属性。

class C {
  #brand;
  static isC(obj) {
    if (#brand in obj) {
      // 私有属性 #brand 存在
      return true;
    } else {
      // 私有属性 #foo 不存在
      return false;
    }
  }
}

上面示例中,in运算符判断某个对象是否有私有属性#brand。它不会报错，而是返回一个布尔值。

10.其它

其它内容详见https://es6.ruanyifeng.com/#docs/class。