class的基本用法 · web-knowledge

### 1. 簡介 JavaScript 語言中，生成實例對象的傳統方法是通過構造函數。下面是一個例子。 ~~~ 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); ~~~ 上面這種寫法跟傳統的面向對象語言（比如 C++ 和 Java）差異很大，很容易讓新學習這門語言的程序員感到困惑。 ES6 提供了更接近傳統語言的寫法，引入了 Class（類）這個概念，作為對象的模板。通過class關鍵字，可以定義類。基本上，ES6 的class可以看作只是一個語法糖，它的絕大部分功能，ES5 都可以做到，新的class寫法只是讓對象原型的寫法更加清晰、更像面向對象編程的語法而已。上面的代碼用 ES6 的class改寫，就是下面這樣。 ~~~ //定義類 class Point { constructor(x, y) { this.x = x; this.y = y; } toString() { return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')'; } } ~~~ 上面代碼定義了一個“類”，可以看到里面有一個constructor方法，這就是構造方法，而this關鍵字則代表實例對象。也就是說，ES5 的構造函數Point，對應 ES6 的Point類的構造方法。 Point類除了構造方法，還定義了一個toString方法。注意，定義“類”的方法的時候，前面不需要加上function這個關鍵字，直接把函數定義放進去了就可以了。另外，方法之間不需要逗號分隔，加了會報錯。 ES6 的類，完全可以看作構造函數的另一種寫法。 ~~~ class Point { // ... } typeof Point // "function" Point === Point.prototype.constructor // true ~~~ 上面代碼表明，類的數據類型就是函數，類本身就指向構造函數。使用的時候，也是直接對類使用new命令，跟構造函數的用法完全一致。 ~~~ class Bar { doStuff() { console.log('stuff'); } } var b = new Bar(); b.doStuff() // "stuff" ~~~ 構造函數的prototype屬性，在 ES6 的“類”上面繼續存在。事實上，類的所有方法都定義在類的prototype屬性上面。 ~~~ class Point { constructor() { // ... } toString() { // ... } toValue() { // ... } } // 等同于 Point.prototype = { constructor() {}, toString() {}, toValue() {}, }; 在類的實例上面調用方法，其實就是調用原型上的方法。 class B {} let b = new B(); b.constructor === B.prototype.constructor // true ~~~ 上面代碼中，b是B類的實例，它的constructor方法就是B類原型的constructor方法。由于類的方法都定義在prototype對象上面，所以類的新方法可以添加在prototype對象上面。Object.assign方法可以很方便地一次向類添加多個方法。 ~~~ class Point { constructor(){ // ... } } Object.assign(Point.prototype, { toString(){}, toValue(){} }); ~~~ prototype對象的constructor屬性，直接指向“類”的本身，這與 ES5 的行為是一致的。 `Point.prototype.constructor === Point // true` 另外，類的內部所有定義的方法，都是不可枚舉的（non-enumerable）。 ~~~ class Point { constructor(x, y) { // ... } toString() { // ... } } Object.keys(Point.prototype) // [] Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype) // ["constructor","toString"] ~~~ 上面代碼中，toString方法是Point類內部定義的方法，它是不可枚舉的。這一點與 ES5 的行為不一致。 ~~~ var Point = function (x, y) { // ... }; Point.prototype.toString = function() { // ... }; Object.keys(Point.prototype) // ["toString"] Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype) // ["constructor","toString"] ~~~ 上面代碼采用 ES5 的寫法，toString方法就是可枚舉的。類的屬性名，可以采用表達式。 ~~~ let methodName = 'getArea'; class Square { constructor(length) { // ... } [methodName]() { // ... } } ~~~ 上面代碼中，Square類的方法名getArea，是從表達式得到的。 ### 2. 嚴格模式類和模塊的內部，默認就是嚴格模式，所以不需要使用use strict指定運行模式。只要你的代碼寫在類或模塊之中，就只有嚴格模式可用。考慮到未來所有的代碼，其實都是運行在模塊之中，所以 ES6 實際上把整個語言升級到了嚴格模式。 ### 3. constructor 方法 constructor方法是類的默認方法，通過new命令生成對象實例時，自動調用該方法。一個類必須有constructor方法，如果沒有顯式定義，一個空的constructor方法會被默認添加。 ~~~ class Point { } // 等同于 class Point { constructor() {} } ~~~ 上面代碼中，定義了一個空的類Point，JavaScript 引擎會自動為它添加一個空的constructor方法。 constructor方法默認返回實例對象（即this），完全可以指定返回另外一個對象。 ~~~ class Foo { constructor() { return Object.create(null); } } new Foo() instanceof Foo // false ~~~ 上面代碼中，constructor函數返回一個全新的對象，結果導致實例對象不是Foo類的實例。類必須使用new調用，否則會報錯。這是它跟普通構造函數的一個主要區別，后者不用new也可以執行。 ~~~ class Foo { constructor() { return Object.create(null); } } Foo() // TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new' ~~~ ### 4. 類的實例對象生成類的實例對象的寫法，與 ES5 完全一樣，也是使用new命令。前面說過，如果忘記加上new，像函數那樣調用Class，將會報錯。 ~~~ class Point { // ... } // 報錯 var point = Point(2, 3); // 正確 var point = new Point(2, 3); ~~~ 與 ES5 一樣，實例的屬性除非顯式定義在其本身（即定義在this對象上），否則都是定義在原型上（即定義在class上）。 ~~~ //定義類 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 ~~~ 上面代碼中，x和y都是實例對象point自身的屬性（因為定義在this變量上），所以hasOwnProperty方法返回true，而toString是原型對象的屬性（因為定義在Point類上），所以hasOwnProperty方法返回false。這些都與 ES5 的行為保持一致。與 ES5 一樣，類的所有實例共享一個原型對象。 ~~~ var p1 = new Point(2,3); var p2 = new Point(3,2); p1.__proto__ === p2.__proto__ //true ~~~ 上面代碼中，p1和p2都是Point的實例，它們的原型都是Point.prototype，所以__proto__屬性是相等的。這也意味著，可以通過實例的__proto__屬性為“類”添加方法。 __proto__ 并不是語言本身的特性，這是各大廠商具體實現時添加的私有屬性，雖然目前很多現代瀏覽器的 JS 引擎中都提供了這個私有屬性，但依舊不建議在生產中使用該屬性，避免對環境產生依賴。生產環境中，我們可以使用 Object.getPrototypeOf 方法來獲取實例對象的原型，然后再來為原型添加方法/屬性。 ~~~ 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" ~~~ 上面代碼在p1的原型上添加了一個printName方法，由于p1的原型就是p2的原型，因此p2也可以調用這個方法。而且，此后新建的實例p3也可以調用這個方法。這意味著，使用實例的__proto__屬性改寫原型，必須相當謹慎，不推薦使用，因為這會改變“類”的原始定義，影響到所有實例。 ### 5. Class 表達式與函數一樣，類也可以使用表達式的形式定義。 ~~~ const MyClass = class Me { getClassName() { return Me.name; } }; ~~~ 上面代碼使用表達式定義了一個類。需要注意的是，這個類的名字是MyClass而不是Me，Me只在 Class 的內部代碼可用，指代當前類。 ~~~ let inst = new MyClass(); inst.getClassName() // Me Me.name // ReferenceError: Me is not defined ~~~ 上面代碼表示，Me只在 Class 內部有定義。如果類的內部沒用到的話，可以省略Me，也就是可以寫成下面的形式。 `const MyClass = class { /* ... */ };` 采用 Class 表達式，可以寫出立即執行的 Class。 ~~~ let person = new class { constructor(name) { this.name = name; } sayName() { console.log(this.name); } }('張三'); person.sayName(); // "張三" ~~~ 上面代碼中，person是一個立即執行的類的實例。 ### 6. 不存在變量提升類不存在變量提升（hoist），這一點與 ES5 完全不同。 ~~~ new Foo(); // ReferenceError class Foo {} ~~~ 上面代碼中，Foo類使用在前，定義在后，這樣會報錯，因為 ES6 不會把類的聲明提升到代碼頭部。這種規定的原因與下文要提到的繼承有關，必須保證子類在父類之后定義。 ~~~ { let Foo = class {}; class Bar extends Foo { } } ~~~ 上面的代碼不會報錯，因為Bar繼承Foo的時候，Foo已經有定義了。但是，如果存在class的提升，上面代碼就會報錯，因為class會被提升到代碼頭部，而let命令是不提升的，所以導致Bar繼承Foo的時候，Foo還沒有定義。 ### 7.私有方法和私有屬性 * 現有的方法私有方法是常見需求，但 ES6 不提供，只能通過變通方法模擬實現。一種做法是在命名上加以區別。 ~~~ class Widget { // 公有方法 foo (baz) { this._bar(baz); } // 私有方法 _bar(baz) { return this.snaf = baz; } // ... } ~~~ 上面代碼中，_bar方法前面的下劃線，表示這是一個只限于內部使用的私有方法。但是，這種命名是不保險的，在類的外部，還是可以調用到這個方法。另一種方法就是索性將私有方法移出模塊，因為模塊內部的所有方法都是對外可見的。 ~~~ class Widget { foo (baz) { bar.call(this, baz); } // ... } function bar(baz) { return this.snaf = baz; } ~~~ 上面代碼中，foo是公有方法，內部調用了bar.call(this, baz)。這使得bar實際上成為了當前模塊的私有方法。還有一種方法是利用Symbol值的唯一性，將私有方法的名字命名為一個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; } // ... }; ~~~ 上面代碼中，bar和snaf都是Symbol值，導致第三方無法獲取到它們，因此達到了私有方法和私有屬性的效果。 * 私有屬性的提案與私有方法一樣，ES6 不支持私有屬性。目前，有一個提案，為class加了私有屬性。方法是在屬性名之前，使用`#`表示。 ~~~ class Point { #x; constructor(x = 0) { #x = +x; // 寫成 this.#x 亦可 } get x() { return #x } set x(value) { #x = +value } } ~~~ 上面代碼中，`#x`就是私有屬性，在Point類之外是讀取不到這個屬性的。由于井號`#`是屬性名的一部分，使用時必須帶有`#`一起使用，所以`#x`和`x`是兩個不同的屬性。私有屬性可以指定初始值，在構造函數執行時進行初始化。 ~~~ class Point { #x = 0; constructor() { #x; // 0 } } ~~~ 之所以要引入一個新的前綴#表示私有屬性，而沒有采用private關鍵字，是因為 JavaScript 是一門動態語言，使用獨立的符號似乎是唯一的可靠方法，能夠準確地區分一種屬性是否為私有屬性。另外，Ruby 語言使用@表示私有屬性，ES6 沒有用這個符號而使用#，是因為@已經被留給了 Decorator。這種寫法不僅可以寫私有屬性，還可以用來寫私有方法。 ~~~ class Foo { #a; #b; #sum() { return #a + #b; } printSum() { console.log(#sum()); } constructor(a, b) { #a = a; #b = b; } } ~~~ 上面代碼中，#sum()就是一個私有方法。另外，私有屬性也可以設置 getter 和 setter 方法。 ~~~ class Counter { #xValue = 0; get #x() { return #xValue; } set #x(value) { this.#xValue = value; } constructor() { super(); // ... } } ~~~ 上面代碼中，#x是一個私有屬性，它的讀寫都通過get #x()和set #x()來完成。 ### 8. this 的指向類的方法內部如果含有this，它默認指向類的實例。但是，必須非常小心，一旦單獨使用該方法，很可能報錯。 ~~~ class Logger { printName(name = 'there') { this.print(`Hello ${name}`); } print(text) { console.log(text); } } const logger = new Logger(); const { printName } = logger; printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined ~~~ 上面代碼中，printName方法中的this，默認指向Logger類的實例。但是，如果將這個方法提取出來單獨使用，this會指向該方法運行時所在的環境，因為找不到print方法而導致報錯。一個比較簡單的解決方法是，在構造方法中綁定this，這樣就不會找不到print方法了。 ~~~ class Logger { constructor() { this.printName = this.printName.bind(this); } // ... } ~~~ 另一種解決方法是使用箭頭函數。 ~~~ class Logger { constructor() { this.printName = (name = 'there') => { this.print(`Hello ${name}`); }; } // ... } ~~~ 還有一種解決方法是使用Proxy，獲取方法的時候，自動綁定this。 ~~~ function selfish (target) { const cache = new WeakMap(); const handler = { get (target, key) { const value = Reflect.get(target, key); if (typeof value !== 'function') { return value; } if (!cache.has(value)) { cache.set(value, value.bind(target)); } return cache.get(value); } }; const proxy = new Proxy(target, handler); return proxy; } const logger = selfish(new Logger()); ~~~ ### 9. name 屬性由于本質上，ES6 的類只是 ES5 的構造函數的一層包裝，所以函數的許多特性都被Class繼承，包括name屬性。 ~~~ class Point {} Point.name // "Point" ~~~ name屬性總是返回緊跟在class關鍵字后面的類名。 ### 10. Class 的取值函數（getter）和存值函數（setter）與 ES5 一樣，在“類”的內部可以使用get和set關鍵字，對某個屬性設置存值函數和取值函數，攔截該屬性的存取行為。 ~~~ 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' ~~~ 上面代碼中，prop屬性有對應的存值函數和取值函數，因此賦值和讀取行為都被自定義了。存值函數和取值函數是設置在屬性的 Descriptor 對象上的。 ~~~ 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 ~~~ 上面代碼中，存值函數和取值函數是定義在html屬性的描述對象上面，這與 ES5 完全一致。 ### 11. Class 的 Generator 方法如果某個方法之前加上星號（*），就表示該方法是一個 Generator 函數。 ~~~ class Foo { constructor(...args) { this.args = args; } * [Symbol.iterator]() { for (let arg of this.args) { yield arg; } } } for (let x of new Foo('hello', 'world')) { console.log(x); } // hello // world ~~~ 上面代碼中，Foo類的Symbol.iterator方法前有一個星號，表示該方法是一個 Generator 函數。Symbol.iterator方法返回一個Foo類的默認遍歷器，for...of循環會自動調用這個遍歷器。 ### 12. Class 的靜態方法類相當于實例的原型，所有在類中定義的方法，都會被實例繼承。如果在一個方法前，加上static關鍵字，就表示該方法不會被實例繼承，而是直接通過類來調用，這就稱為“靜態方法”。 ~~~ class Foo { static classMethod() { return 'hello'; } } Foo.classMethod() // 'hello' var foo = new Foo(); foo.classMethod() // TypeError: foo.classMethod is not a function ~~~ 上面代碼中，Foo類的classMethod方法前有static關鍵字，表明該方法是一個靜態方法，可以直接在Foo類上調用（Foo.classMethod()），而不是在Foo類的實例上調用。如果在實例上調用靜態方法，會拋出一個錯誤，表示不存在該方法。注意，如果靜態方法包含this關鍵字，這個this指的是類，而不是實例。 ~~~ class Foo { static bar () { this.baz(); } static baz () { console.log('hello'); } baz () { console.log('world'); } } Foo.bar() // hello ~~~ 上面代碼中，靜態方法bar調用了this.baz，這里的this指的是Foo類，而不是Foo的實例，等同于調用Foo.baz。另外，從這個例子還可以看出，靜態方法可以與非靜態方法重名。父類的靜態方法，可以被子類繼承。 ~~~ class Foo { static classMethod() { return 'hello'; } } class Bar extends Foo { } Bar.classMethod() // 'hello' ~~~ 上面代碼中，父類Foo有一個靜態方法，子類Bar可以調用這個方法。靜態方法也是可以從super對象上調用的。 ~~~ class Foo { static classMethod() { return 'hello'; } } class Bar extends Foo { static classMethod() { return super.classMethod() + ', too'; } } Bar.classMethod() // "hello, too" ~~~ ### 13. Class 的靜態屬性和實例屬性靜態屬性指的是 Class 本身的屬性，即Class.propName，而不是定義在實例對象（this）上的屬性。 ~~~ class Foo { } Foo.prop = 1; Foo.prop // 1 ~~~ 上面的寫法為Foo類定義了一個靜態屬性prop。目前，只有這種寫法可行，因為 ES6 明確規定，Class 內部只有靜態方法，沒有靜態屬性。 // 以下兩種寫法都無效 ~~~ class Foo { // 寫法一 prop: 2 // 寫法二 static prop: 2 } Foo.prop // undefined ~~~ 目前有一個靜態屬性的提案，對實例屬性和靜態屬性都規定了新的寫法。 * （1）類的實例屬性類的實例屬性可以用等式，寫入類的定義之中。 ~~~ class MyClass { myProp = 42; constructor() { console.log(this.myProp); // 42 } } ~~~ 上面代碼中，myProp就是MyClass的實例屬性。在MyClass的實例上，可以讀取這個屬性。以前，我們定義實例屬性，只能寫在類的constructor方法里面。 ~~~ class ReactCounter extends React.Component { constructor(props) { super(props); this.state = { count: 0 }; } } ~~~ 上面代碼中，構造方法constructor里面，定義了this.state屬性。有了新的寫法以后，可以不在constructor方法里面定義。 ~~~ class ReactCounter extends React.Component { state = { count: 0 }; } ~~~ 這種寫法比以前更清晰。為了可讀性的目的，對于那些在constructor里面已經定義的實例屬性，新寫法允許直接列出。 ~~~ class ReactCounter extends React.Component { state; constructor(props) { super(props); this.state = { count: 0 }; } } ~~~ * （2）類的靜態屬性類的靜態屬性只要在上面的實例屬性寫法前面，加上static關鍵字就可以了。 ~~~ class MyClass { static myStaticProp = 42; constructor() { console.log(MyClass.myStaticProp); // 42 } } ~~~ 同樣的，這個新寫法大大方便了靜態屬性的表達。 ~~~ // 老寫法 class Foo { // ... } Foo.prop = 1; // 新寫法 class Foo { static prop = 1; } ~~~ 上面代碼中，老寫法的靜態屬性定義在類的外部。整個類生成以后，再生成靜態屬性。這樣讓人很容易忽略這個靜態屬性，也不符合相關代碼應該放在一起的代碼組織原則。另外，新寫法是顯式聲明（declarative），而不是賦值處理，語義更好。 ### 14. new.target 屬性 new是從構造函數生成實例對象的命令。ES6 為new命令引入了一個new.target屬性，該屬性一般用在構造函數之中，返回new命令作用于的那個構造函數。如果構造函數不是通過new命令調用的，new.target會返回undefined，因此這個屬性可以用來確定構造函數是怎么調用的。 ~~~ function Person(name) { if (new.target !== undefined) { this.name = name; } else { throw new Error('必須使用 new 命令生成實例'); } } // 另一種寫法 function Person(name) { if (new.target === Person) { this.name = name; } else { throw new Error('必須使用 new 命令生成實例'); } } var person = new Person('張三'); // 正確 var notAPerson = Person.call(person, '張三'); // 報錯 ~~~ 上面代碼確保構造函數只能通過new命令調用。 Class 內部調用new.target，返回當前 Class。 ~~~ class Rectangle { constructor(length, width) { console.log(new.target === Rectangle); this.length = length; this.width = width; } } var obj = new Rectangle(3, 4); // 輸出 true ~~~ 需要注意的是，子類繼承父類時，new.target會返回子類。 ~~~ class Rectangle { constructor(length, width) { console.log(new.target === Rectangle); // ... } } class Square extends Rectangle { constructor(length) { super(length, length); } } var obj = new Square(3); // 輸出 false ~~~ 上面代碼中，new.target會返回子類。利用這個特點，可以寫出不能獨立使用、必須繼承后才能使用的類。 ~~~ class Shape { constructor() { if (new.target === Shape) { throw new Error('本類不能實例化'); } } } class Rectangle extends Shape { constructor(length, width) { super(); // ... } } var x = new Shape(); // 報錯 var y = new Rectangle(3, 4); // 正確 ~~~ 上面代碼中，Shape類不能被實例化，只能用于繼承。注意，在函數外部，使用new.target會報錯。