对于一个前端开发者来说,很少用到 class ,因为在 JavaScript 中更多的是 函数式 编程,抬手就是一个 function,几乎不见 class 或 new 的踪影。所以 设计模式 也是大多数前端开发者的一个短板。

最近在学习 Angular 的过程中发现其大量的运用了 class,不得不佩服,Angular 确实是一个优秀的、值得深入研究的 框架

本文将简单的介绍一下 JavaScriptTypeScript 中的 class。

基本概念

在介绍 class 之前,要先介绍一些基本的概念。

  1. 静态成员

    类自身的成员,可以继承,但实例无法访问,一般多见于工具类,比如在jQuery时代最常见的 $.ajaxajax 便是 $ 的静态方法,使用方便,不需要再通过 new 或者函数调用的得到一个新实例。

  2. 私有成员

    类内部的成员,一般是不能继承的,只能在内部使用,实例无法访问,有一点点像闭包内部的变量,但是还是一定的差别,目前 JavaScript 无法直接定义私有成员,只能通过其它方式辅助实现。

  3. getter/setter

    存取器属性,当我们访问或者修改一个实例的属性的时候,我们可通过存取器属性拦截这两个操作,从而做一些其它的事情,vue正是通过这个api来实现对数据变化的追踪。

  4. 实例成员

    new 出来的实例所具有的成员,可以被继承,也是通过这个特性实现了代码的复用。

  5. 抽象类,抽象方法

    抽象类指不可以被实例化的类,通过 new 关键字调用会报错,一般都被设计成父类。

    抽象方法,只提供方法的名称,参数和返回值,不负责实现,具体的实现由子类去完成,如果一个子类继承于抽象类,那么这个子类必须实现父类所有的抽象方法,否则会报错。

    这两个概念在 JavaScript 都无法直接实现,但在 TypeScript 或 其它面向对象语言中可以轻松实现,另外这个特性也是用于实现 多态 的重要手段。

案例介绍

为了更好的介绍 class,本文将采用三个 来做例子,分别是 PersonChineseAmerican。从字面上可以很快的知道: Person 是 父类(基类) ,Chinese 和 American 是 子类(派生类)

Person 有 name、age、gender 三个属性,sayHello 方法和 fullName 存取器属性。同时 Person 还有一些 静态成员私有成员 ,由于实在太难想例子了,所以就用 foo、bar、x、y、z 这些来代替吧。

作为子类的 Chinese 和 American 继承了 Person 的实例成员和静态成员。同时它们自身也有一些自己的方法和属性:

Chinese 有 kungfu 属性,会习武 martial。

American 有 twitter,还可以 sendTwitter。

接下来我们就分别使用 JavaScript 和 TypeScript 来实现这个案例。

JavaScript 中的 class

JavaScript 中的 class 要分开说,在 ES6 中提供了两个关键字 classextends ,虽然它们只是语法糖,底层还是再利用 prototype 实现继承的,但是不能否认,这中写法确实让代码更清晰,更易读。

ES6 中的 class

class Person {

// #x = '私有属性x';
// static x = '静态属性x';
// name;
// age;
// gender;

// 上面的写法还在提案中,并没有成为正式标准,不过变化的可能性已经不大了。
// 顺便吐槽一下,用 # 表示私有成员,真的是很无语.

/**
* Person的静态方法,可以被子类继承
* 可以通过 this 访问静态成员
*/
static foo() {
console.log(`类 ${this.name} 有一个 ${this.x}`);
}

constructor(name, age, gender) {
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}

/**
* 数据存储器,可以访问实例成员,子类的实例可以继承
* 以通过 this 访问实例成员
*/
get fullName() {
const suffix = this.gender === '男' ? '先生' : '女士';
return this.name + suffix;
}

set fullName(value) {
console.log(`你已改名为 ${value} `);
}

/**
* Person的实例方法,可以被子类的实例继承
* 可以通过 this 访问实例成员
*/
sayHello() {
console.log(`你好我是 ${this.fullName} ,我 ${this.age} 岁了`);
}
}
Person.x = '静态属性x';
class Chinese extends Person {

static bar() {
console.log(`类 ${this.name} 的父类是 ${super.name}`);
super.foo();
}

constructor(name, age, gender, kungfu) {
super(name, age, gender);
this.kungfu = kungfu;
}

martial() {
console.log(`${this.name} 正在修炼 ${this.kungfu} `);
}
}
class American extends Person {

// static y = '静态属性y';

static bar() {
console.log(`类 ${this.name} 有自己的 ${this.y} ,还继承了父类 ${super.name}${super.x}`);
}

constructor(name, age, gender, twitter) {
super(name, age, gender);
this.twitter = twitter;
}

sendTwitter(msg) {
console.log(`${this.name} : `);
console.log(` ${msg}`);
}
}
American.y = '静态属性y';
Person.x;       // 静态属性x
Person.foo(); // 类 Person 有一个 静态属性x

Chinese.x; // 静态属性x
Chinese.foo(); // 类 Chinese 有一个 静态属性x
Chinese.bar(); // 类 Chinese 的父类是 Person

American.x; // 静态属性x
American.y; // '静态属性y
American.foo(); // 类 American 有一个 静态属性x
American.bar(); // 类 American 有自己的 静态属性y ,还继承了父类 Person 的 静态属性x

const p = new Person('Lucy', 20, '女');
const c = new Chinese('韩梅梅', 18, '女', '咏春拳');
const a = new American('特朗普', 72, '男', 'Donald J. Trump');

c.sayHello(); // 你好我是 韩梅梅女士 ,我 18 岁了
c.martial(); // 韩梅梅 正在修炼 咏春拳
a.sayHello(); // 你好我是 特朗普先生 ,我 72 岁了
a.sendTwitter('推特治国'); // 特朗普 : 推特治国

ES6 之前的 class

ES5 的继承,实质是先创造子类的实例对象 this,

然后再将父类的方法添加到 this 上面 Parent.apply(this) 。

ES6 的继承机制完全不同,实质是先创造父类的实例对象 this,所以必须先调用 super 方法,

然后再用子类的构造函数修改this。

为了实现继承,我们需要先实现一个 extendsClass 函数,它的作用是让子类继承父类的静态成员和实例成员。

function extendsClass(parent, child) {

// 防止子类和父类相同名称的成员被父类覆盖
var flag = false;

// 继承静态成员
for (var k in parent) {
flag = k in child;
if (!flag) {
child[k] = parent[k];
}
}

// 继承父类prototype上的成员
// 用一个新的构造函数切断父类和子类之间的数据共享
var F = function () { }
F.prototype = parent.prototype;
var o = new F();
for (var k in o) {
flag = k in child.prototype;
if (!flag) {
child.prototype[k] = o[k];
}
}
}
function Person(name, age, gender) {
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = this.gender;
// 如果将 getter/setter 写在 prototype 会获取不到
Object.defineProperty(this, 'fullName', {
get: function () {
var suffix = this.gender === '男' ? '先生' : '女士';
return this.name + suffix;
},
set: function () {
console.log('你已改名为 ' + value + ' ');
},
});
}

Person.x = '静态属性x';
Person.foo = function () {
console.log('类 ' + this.name + ' 有一个 ' + this.x);
}

Person.prototype = {
constructor: Person,
// get fullName() { },
// set fullName(value) { },
sayHello: function () {
console.log('你好我是 ' + this.fullName + ' ,我 ' + this.age + ' 了');
},
};
function Chinese(name, age, gender, kungfu) {
// 用call改变this指向,实现继承父类的实例属性
Person.call(this, name, age, gender);
this.kungfu = kungfu;
}

Chinese.bar = function () {
console.log('类 ' + this.name + ' 的父类是 ' + Person.name);
Person.foo();
}

Chinese.prototype = {
constructor: Chinese,
martial: function () {
console.log(this.name + ' 正在修炼 ' + this.kungfu + ' ');
}
};

extendsClass(Person, Chinese);
function American(name, age, gender, twitter) {
Person.call(this, name, age, gender);
this.twitter = twitter;
}

American.y = '静态属性y';
American.bar = function () {
console.log('类 ' + this.name + ' 有自己的 ' + this.y + ' ,还继承了父类 ' + Person.name + ' 的 ' + Person.x);
}

American.prototype = {
constructor: American,
sendTwitter: function (msg) {
console.log(this.name + ' : ');
console.log(' ' + msg);
}
};

extendsClass(Person, American);

TypeScript 中的 class

讲完了 JavaScript 中的类,还是没有用到 抽象类,抽象方法,私有方法这三个概念,由于 JavaScript 语言的局限性,想要实现这三种概念是很困难的,但是在 TypeScript 可以轻松的实现这一特性。

首先我们稍微修改一下例子中的描述,Person 是抽象类,因为一个正常的人肯定是有国籍的,Person 的 sayHello 方法是抽象方法,因为每个国家打招呼的方式不一样。另外一个人的性别是只能读取,不能修改的,且是确定的是,不是男生就是女生,所以还要借助一下枚举。

enum Gender {
female = 0,
male = 1
};
abstract class Person {

private x: string = '私有属性x,子类和实例都无法访问';

protected y: string = '私有属性y,子类可以访问,实例无法访问';

name: string;
public age: number;
public readonly gender: Gender; // 用关键字 readonly 表明这是一个只读属性

public static x: string = '静态属性x';
public static foo() {
console.log(`类 ${this.name} 有一个 ${this.x}`);
}

constructor(name: string, age: number, gender: Gender) {
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}

get fullName(): string {
const suffix = this.gender === 1 ? '先生' : '女士';
return this.name + suffix;
}

set FullName(value: string) {
console.log(`你已改名为 ${value} `);
}

// 抽象方法,具体实现交由子类完成
abstract sayHello(): void;
}
class Chinese extends Person {

public kungfu: string;

public static bar() {
console.log(`类 ${this.name} 的父类是 ${super.name}`);
super.foo();
}

public constructor(name: string, age: number, gender: Gender, kungfu: string) {
super(name, age, gender);
this.kungfu = kungfu;
}

public sayHello(): void {
console.log(`你好我是 ${this.fullName} ,我 ${this.age} 岁了`);
}

public martial() {
console.log(`${this.name} 正在修炼 ${this.kungfu} `);
}
}
class American extends Person {

static y = '静态属性y';

public static bar() {
console.log(`类 ${this.name} 有自己的 ${this.y} ,还继承了父类 ${super.name}${super.x}`);
}

public twitter: string;

public constructor(name: string, age: number, gender: Gender, twitter: string) {
super(name, age, gender);
this.twitter = twitter;
}

public sayHello(): void {
console.log(`Hello, I am ${this.fullName} , I'm ${this.age} years old`);
}

public sendTwitter(msg: string): void {
console.log(`${this.name} : `);
console.log(` ${msg}`);
}
}
Person.x;       // 静态属性x
Person.foo(); // 类 Person 有一个 静态属性x

Chinese.x; // 静态属性x
Chinese.foo(); // 类 Chinese 有一个 静态属性x
Chinese.bar(); // 类 Chinese 的父类是 Person

American.x; // 静态属性x
American.y; // '静态属性y
American.foo(); // 类 American 有一个 静态属性x
American.bar(); // 类 American 有自己的 静态属性y ,还继承了父类 Person 的 静态属性x

const c: Chinese = new Chinese('韩梅梅', 18, Gender.female, '咏春拳');
const a: American = new American('特朗普', 72, Gender.male, 'Donald J. Trump');

c.sayHello(); // 你好我是 韩梅梅女士 ,我 18 岁了
c.martial(); // 韩梅梅 正在修炼 咏春拳
a.sayHello(); // Hello, I am 特朗普先生 , I'm 72 years old
a.sendTwitter('推特治国'); // 特朗普 : 推特治国