Class的语法
【Class的语法】
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。
1 | function Point(x, y) { |
上面这种写法跟传统的面向对象语言(比如 C++ 和 Java)差异很大,很容易让新学习这门语言的程序员感到困惑。
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。
1 | class Point { |
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。
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。
1 | class Point { |
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。
1 | class Bar { |
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。
1 | class Point { |
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。
1 | class B {} |
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。
1 | class Point { |
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。
1 | 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(non-enumerable)。
1 | class Point { |
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。
1 | var Point = function (x, y) { |
上面代码采用 ES5 的写法,toString()
方法就是可枚举的。
Class的两种定义形式
声明形式
1 | class Person { |
表达式形式
与函数一样,类也可以使用表达式的形式定义。
1 | const MyClass = class Me { |
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。
1 | let inst = new MyClass(); |
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。
1 | const MyClass = class { /* ... */ }; |
采用 Class 表达式,可以写出立即执行的 Class。
1 | let person = new class { |
上面代码中,person
是一个立即执行的类的实例。
表达式形式扩展
类的属性名,可以采用表达式。
1 | let methodName = 'getArea'; |
上面代码中,Square
类的方法名getArea
,是从表达式得到的。
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。
1 | class Point { |
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。
1 | class Foo { |
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。
1 | class Foo { |
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。
1 | class Point { |
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)。
1 | class Point { |
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。
1 | var p1 = new Point(2,3); |
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。
1 | var p1 = new Point(2,3); |
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。
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。
1 | // 原来的写法 |
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。
1 | class IncreasingCounter { |
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。
1 | class foo { |
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。
取值函数(getter)和存值函数(setter)
getter
get 语法将一个对象属性绑定到查询该属性时将被调用的一个函数上。
1 | {get prop() { ... } } // prop:要绑定到给定函数的属性名 |
有时候希望访问属性时能返回一个动态计算后的值, 或希望不通过使用明确的方法调用而显示内部变量的状态.在JavaScript中, 能通过使用 getter 实现. 尽管可能结合使用getter和setter创建一个伪属性,但不能既使用getter绑定到一个属性上,同时又用该属性真实的存储一个值.
在新对象初始化时定义一个getter
这会为obj创建一个虚假的属性latest, 该属性会返回log数组的最后一个元素.
1 | var log = ['test']; |
注意,试图赋给latest新值的话不会改变该值.
使用delete操作符删除getter
1 | delete obj.latest; |
使用defineProperty在存在的对象上定义 getter
在任意时间添加getter到一个存在的对象,使用 Object.defineProperty()
1 | var o = { a:0 } |
setter
1 | {set prop(val) { . . . }} //prop :要绑定到给定函数的属性名。 |
在 javascript 中,如果试着改变一个属性的值,那么对应的 setter 将被执行。setter 经常和 getter 连用以创建一个伪属性。一个拥有真实值的属性就不能再有 setter 了。
在对象初始化时定义 setter
对象 o 定义一个伪属性 current ,当对它赋值时,将会把值更新到 log:
1 | var o = { |
注意,current 属性是未定义的,访问它时将会返回 undefined。
用 delete 操作符移除一个 setter
1 | delete o.current; |
使用 defineProperty 为已存在的对象定义 setter
可以随时使用Object.defineProperty() 给一个已经存在的对象添加一个 setter。
1 | var o = { a:0 }; |
es6中的使用
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。
1 | class MyClass { |
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。
1 | class CustomHTMLElement { |
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。
实例属性、静态方法和静态属性
实例属性
我们之前将类的属性利用 this 的方式写在了构造方法里,把类的方法写在了 class 里。
现在我们还可以把类的属性和方法写在 class 里,然后在构造方法里进行值的修改,或者是提供一个 get set 方法来间接控制变量。
1 | class Person { |
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”。
1 | class Foo { |
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。
静态方法的 this 指向问题:静态方法的 this 指向这个类本身。
注意:普通方法 this 指向具体的对象,而静态方法的 this 指向类本身。
1 | class Person { |
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。
父类的静态方法,可以被子类继承。
1 | class Foo { |
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。
1 | class Foo { |
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。
1 | class Foo { |
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。
1 | class MyClass { |
这个新写法大大方便了静态属性的表达。
1 | // 老写法 |
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(declarative),而不是赋值处理,语义更好。
注意:静态属性 static 的定义方法目前只是一个提案,目前不推荐这样写!某些浏览器不支持。
1 | class Person { |
私有方法和私有属性
早期解决方案
1 | // 方式一:在属性开头加上 _ 表示私有 |
1 | // 方式二:将私有属性和方法移出类(使用模块) |
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。
1 | class IncreasingCounter { |
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。
1 | const counter = new IncreasingCounter(); |
上面示例中,在类的外部,读取或写入私有属性#count
,都会报错。
另外,不管在类的内部或外部,读取一个不存在的私有属性,也都会报错。这跟公开属性的行为完全不同,如果读取一个不存在的公开属性,不会报错,只会返回undefined
。
1 | class IncreasingCounter { |
上面示例中,#myCount
是一个不存在的私有属性,不管在函数内部或外部,读取该属性都会导致报错。
注意,私有属性的属性名必须包括#
,如果不带#
,会被当作另一个属性。
1 | class Point { |
上面代码中,#x
就是私有属性,在Point
类之外是读取不到这个属性的。由于井号#
是属性名的一部分,使用时必须带有#
一起使用,所以#x
和x
是两个不同的属性。
这种写法不仅可以写私有属性,还可以用来写私有方法。
1 | class Foo { |
上面示例中,#sum()
就是一个私有方法。
另外,私有属性也可以设置 getter 和 setter 方法。
1 | class Counter { |
上面代码中,#x
是一个私有属性,它的读写都通过get #x()
和set #x()
操作另一个私有属性#xValue
来完成。
私有属性不限于从this
引用,只要是在类的内部,实例也可以引用私有属性。
1 | class Foo { |
上面代码允许从实例foo
上面引用私有属性。
私有属性和私有方法前面,也可以加上static
关键字,表示这是一个静态的私有属性或私有方法。
1 | class FakeMath { |
上面代码中,#totallyRandomNumber
是私有属性,#computeRandomNumber()
是私有方法,只能在FakeMath
这个类的内部调用,外部调用就会报错。
类的注意点
严格模式
类和模块的内部,默认就是严格模式,所以不需要使用use strict
指定运行模式。只要你的代码写在类或模块之中,就只有严格模式可用。考虑到未来所有的代码,其实都是运行在模块之中,所以 ES6 实际上把整个语言升级到了严格模式。
不存在提升
类不存在变量提升(hoist),这一点与 ES5 完全不同。
1 | new Foo(); // ReferenceError |
上面代码中,Foo
类使用在前,定义在后,这样会报错,因为 ES6 不会把类的声明提升到代码头部。这种规定的原因与下文要提到的继承有关,必须保证子类在父类之后定义。
1 | { |
上面的代码不会报错,因为Bar
继承Foo
的时候,Foo
已经有定义了。但是,如果存在class
的提升,上面代码就会报错,因为class
会被提升到代码头部,而let
命令是不提升的,所以导致Bar
继承Foo
的时候,Foo
还没有定义。
name 属性
由于本质上,ES6 的类只是 ES5 的构造函数的一层包装,所以函数的许多特性都被Class
继承,包括name
属性。
1 | class Point {} |
name
属性总是返回紧跟在class
关键字后面的类名。
this 的指向
类的方法内部如果含有this
,它默认指向类的实例。但是,必须非常小心,一旦单独使用该方法,很可能报错。
1 | class Logger { |
上面代码中,printName
方法中的this
,默认指向Logger
类的实例。但是,如果将这个方法提取出来单独使用,this
会指向该方法运行时所在的环境(由于 class 内部是严格模式,所以 this 实际指向的是undefined
),从而导致找不到print
方法而报错。
一个比较简单的解决方法是,在构造方法中绑定this
,这样就不会找不到print
方法了。
1 | class Logger { |
另一种解决方法是使用箭头函数。
1 | class Obj { |
箭头函数内部的this
总是指向定义时所在的对象。上面代码中,箭头函数位于构造函数内部,它的定义生效的时候,是在构造函数执行的时候。这时,箭头函数所在的运行环境,肯定是实例对象,所以this
会总是指向实例对象。