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类

Shimon Zhan2022年4月19日
大约 6 分钟

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。

TypeScript 除了实现了所有 ES6 中的类的功能以外，还添加了一些新的用法。

这一节主要介绍类的用法，下一节再介绍如何定义类的类型。

类的概念

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

ES6 中类的用法

下面我们先回顾一下 ES6 中类的用法，更详细的介绍可以参考 ECMAScript 6 入门 - Classopen in new window。

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 {
  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

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

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

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

ES2016 中类的用法

ES2016 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。

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，ES2016 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

静态属性

ES2016 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

TypeScript 中类的用法

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); // Jack
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";

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);
  }
}

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");

类的类型

给类加上 TypeScript 的类型很简单，与接口类似:

class Animal {
  name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  sayHi(): string {
    return `My name is ${this.name}`;
  }
}

let a: Animal = new Animal("Jack");
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack

参考

上次编辑于: 2022/4/19 07:13:07
贡献者: ShimonZhan
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