ES6入门——类的概念

1、Class的基本用法

概述

JavaScript语言的传统方式是通过构造函数,定义并生成新对象。这种写法和传统的面向对象语言差异很大,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);
console.log(p.x); // 1
View Code

 

为了让程序员不再感到困惑和使JavaScript这门当初的玩具语言成为一款能够构建大型应用程序的高级货,ES6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可以看做只是一个语法糖,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。现在使用ES6的类写法重新编写上面那个例子,查看并分析它们之间的差异:

//定义Point类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
  toString() {
    return '(' + this.x + ',' + this.y + ')';
  }
}
var p = new Point(1, 2);
console.log(p.y); // 调用属性
console.log(p.toString()); // 调用方法
View Code

【分析】

上面的代码定义了一个类,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。也就是说,ES5的构造函数Point,对应ES6的Point类的构造方法。

【注意】

Point类除了构造方法,还定义了一个toString方法。在定义类的方法的时候,前面不需要加上function这个关键字,另外,方法之间不需要逗号分隔,加了会报错。

【拓展】

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,怎么来理解这句话呢?当然得贴上代码

class Point {
  constructor() {}
  toString() {}
  toValue() {}
}
// 等同于
Point.prototype = {
  toString() {},
  toValue() {}
}
View Code

 

在类的实例上调用方法,其实就是调用原型上的方法

class B {}
let b = new B();
b.constructor === B.prototype.constructor // true

 

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() {}
})
View Code

prototype对象的constructor属性,直接指向类的本身,这与ES5的行为一致。

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),怎么来理解,下面请看一张对比图:

 

类的属性名,可以采用表达式

let methodName = "getArea";
class Square {
  constructor(length) {}
  [methodName]() {}
}
View Code

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。一个类必选有constructor方法,如果没有显示定义,一个空的constructor方法会被默认添加。constructor方法默认返回实例对象(即this),完全可以指定返回一个对象。

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}
new Foo() instanceof Foo //false
View Code

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

【区分】

类的构造函数不使用new是没法调用的,会报错。然而普通构造函数的即使不用new也可以执行,不报错

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}
Foo() //报错
View Code

 

类的实例对象

生成类的实例对象的写法,与ES5完全不一样,也是使用new命令,如果忘记加上new,像调用函数那样调用class,将会报错。另外一点,ES6与ES5一样,实例的属性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)

//定义Point类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
  toString() {
    return '(' + this.x + ',' + this.y + ')';
  }
}
var p = new Point(1, 2);
console.log(p.toString()); //(2,3)
console.log(p.hasOwnProperty('x')); //true
console.log(p.hasOwnProperty('y')); //true
console.log(p.hasOwnProperty('toString')); //false
console.log(p.__proto__.hasOwnProperty('toString')); //true
View Code

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变量上),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),所以返回hasOwnProperty方法返回false,这些都与ES5的行为保持一致。

【再聊几句】

与ES5一样,类的所有实例共享一个原型对象。

var p1 = new Point(1, 2);
var p2 = new Point(3, 4);
p1.__proto__ == p2.__proto__  //true

上面的代码中,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Class添加方法。

var p1 = new Point(1, 2);
var p2 = new Point(3, 4);
p1.__proto__.printName = function(){return 'OPen'};
console.log(p1.printName()); //OPen
console.log(p2.printName()); //OPen
var p3 = new Point(5, 6);
console.log(p3.printName()); //OPen
View Code

【分析】

上面那段代码在p1的原型上添加了一个printName的方法,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。

【注意】

以上分析意味着,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class的原始定义,影响到所有实例。

 

不存在变量提升

class不存在变量提升(hoist),这一点与ES5完全不同。

new Foo();  //报错
class Foo {}

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。这种规定的原因与继承有关,必须保证子类在父类之后定义。

{
  let Foo = class {};
  class Bar extends Foo {

  }
}

 

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Myclass而不是Me,Me只在Class的内部代码可用,指代当前类,如果类的内部没用到的话,可以省略Me。如下代码所示:

const Myclass = class Me {
  getClassName() {
    return Me.name;
  }
};
let inst = new Myclass();
console.log(inst.getClassName()); //Me
console.log(Me.name); //ReferenceError: Me is not defined
View Code

【拓展】

采用class表达式,可以写出立即执行的class。下面代码中,person是一个立即执行的类的实例。

let person = new class {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}('张三');
person.sayName(); //张三
View Code

 

私有方法

私有方法是常见需求,但ES6不提供,只能通过变通的方法模拟实现。一种做法是在命名上加以区别:

class Width {
  //公有方法
  foo(baz) {
    this._bar(baz);
  }
  //私有方法
  _bar(baz) {
    return this.snaf = baz;
  }
}
View Code

然而这种做法是不保险的,在类的外部,还是可以调用到这个方法

【另一种做法】

将私有方法移出模块,因为模块内部的所有方法都是对外可见的。

class Width {
  foo(baz) {
    bar.call(this, baz);
  }
}

function bar(baz) {
  return this.snaf = baz;
}
View Code

上面代码中,foo是公有方法,内部调用了bar.call(this,baz),这使得bar实际上成为了当前模块的私有方法

【最后一种做法】

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;
  }
};
View Code

上面代码中,bar和snaf都是Symbol值,导致第三方无法获取到它们,因此达到了私有方法和私有属性的效果。

 

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(注:下面开始我要贴图了,敲代码太太累,学习效率也不高,重点放在对代码的分析上)

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,因为找不到print方法而导致报错。

【解决之道1】

 在构造方法中绑定this,这样就不会找不到print方法了

 

【解决之道2】

使用箭头函数

【解决之道3】

使用Proxy,获取方法的时候,自动绑定this。

 

 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,就只有严格模式可以用。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。

 

 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。name属性总是返回紧跟在class关键字后面的类名。

class Point {}
Point.name  //Point

 

 

 2、Class的继承

基本用法

Class之间可以通过extends关键字实现继承,这比ES5的通过修改原型链实现继承,要清晰和方便很多

 

上面代码定义了一个ColorPoint类,该类通过extends关键字,继承了Point类的所有属性和方法。在constructor方法和toString方法之中,都出现了super关键字,它在这里表示父类的构造函数,用来新建父类的this对象。

【注意】

子类必须在constructor方法中调用super方法,否则新建实例时会报错。这是因为子类没有自己的this对象,而是继承父类的this对象,然后对其进行加工,如果不调用super方法,那么子类就得不到this对象。

 

ES6继承与ES5的区别

ES5的继承实质是先创造子类的实例对象this,然后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。

【进一步说明】

 如果在ES6中,子类没有定义constructor方法,则这个方法会被默认添加。也就是说,不管有没有显式定义,任何一个子类都有constructor方法。

【注意】

 在子类的构造函数中只有调用super之后,才可以使用this关键字,否则会报错。这是因为子类实例的构建,是基于对父类实例加工,只有super方法才能返回父类实例。

生成上述子类实例的代码:

上面代码中,实例对象cp同时是ColorPoint和Point两个类的实例,这与ES5的行为完全一致。

 

类的prototype属性和__proto__属性

大多数浏览器的ES5实现中,每一个对象都有__proto__属性,指向对应的构造函数的prototype属性,Class作为构造函数的语法糖,同时有prototype属性和__proto__属性,因此同时存在两条继承连。

(1)子类的__proto__属性,表示构造函数的继承,总是指向父类。

(2)子类prototype属性的__proto__属性,表示方法的继承,总是指向父类的prototype属性。

【分析】

 上面代码这样的结果是因为:类的继承是按照下面的模式来实现的。

《对象的扩展》一章给出过Object.setPrototypeOf方法的实现,因此就得到了上面的结果。

【再唠叨几句】

这两条继承链,可以这样理解:

作为一个对象,子类(B)的原型(__proto__属性)是父类(A);

作为一个构造函数,子类(B)的原型(prototype属性)是父类(A)的实例。

 

 Extends的继承目标

extends关键字后面可以跟多种类型的值,下面代码的A,只要是一个有prototype属性的函数,就能被B继承。由于函数都有prototype属性(除了Function.prototype函数),因此A可以是任意函数。

class B extends A {

}

【拓展】

 (1)三种继承目标特殊情况之子类继承Object类。这种情况下,A其实就是构造函数Object的复制,A的实例就是Object的实例。

(2)三种继承目标特殊情况之不存在任何继承。这种情况下,A作为一个基类(即不存在任何继承),就是一个普通函数,所以直接继承Function.prototype。但是,A调用后返回一个空对象(即Object实例),所以A.prototype.__proto__指向构造函数(Object)的prototype属性。

 

(3)三种继承目标特殊情况之子类继承null。这种情况与第二种情况非常像,A也是一个普通函数,所以直接继承Function.prototype。但是,A调用后返回的对象不继承任何方法,所以它的__proto__指向Function.prototype。

 

其实质上执行了下面的代码

 

Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。因此这个方法可以来判断一个类是否继承了另一个类。

 

super关键字

super这个关键字,既可以当做函数使用,也可以当做对象使用。在这两种情况下,它的用法完全不同。

(1)作为函数调用:代表父类的构造函数,ES6要求子类的构造函数必须执行一次super函数。

【注意】

 super虽然代表父类A的构造函数,但是返回的是子类B的实例,即super内部的this指的是B,因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)。并且作为函数时,super()只能用在子类的构造函数之中,用在其他地方就会报错。请看下面的两张图片:

     

(2)作为对象使用:在普通方法中,指向父类的原型对象;在静态方法中,指向父类。

上面代码中,子类B当中的super.p(),就是讲super当做一个对象来使用。这时,super在普通方法之中,指向A.prototype,所以super.p()就相当于A.prototype.p()。

【注意】

 由于super指向父类的原型对象,所以定义在父类实例上的方法或者属性,是无法通过super调用的。比如下面代码,p是父类A实例的属性,super.p就引用不到它。

如果属性定义在父类的原型对象上,super就可以获取到。比如下面代码,属性x是定义在A.prototype上的,所以super.x可以取到它的值。

【拓展1】

 ES6规定,通过super调用父类的方法时,super会绑定子类的this。

上面代码中,super.print()虽然调用的是A.prototype.print(),但是A.prototype.print()会绑定子类B的this,导致输出的是2,而不是1。也就是说,实际上执行的是super.print.call(this)。

【拓展2】

 由于绑定子类的this,所以如果通过super对某个属性赋值,这时super就是this,赋值的属性会变成子类实例的属性。如下面代码中,super.x赋值为3,这时等同于对this.x赋值为3,而当读取super.x的时候,读的是A.prototype.x,所以返回undefined。

 

【拓展3】

如果super作为对象,用来静态方法之中,这时super将指向父类,而不是父类的原型对象。比如在下面代码中,super在静态方法之中指向父类,在普通方法之中指向父类的原型对象。

【注意】

 使用super的时候,必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用,否则会报错。

下面代码中,super.valueOf()表明super是一个对象,因此就不会报错。同时,由于super绑定B的this,所以super.valueOf()返回的是一个B的实例。

【再唠叨唠叨】

 由于对象总是继承其他对象的,所以可以在任意一个对象中,使用super关键字。

 

实例的__proto__属性

子类实例的__proto_属性的__proto__属性,指向父类实例的__proto__属性。也就是说,子类的原型的原型,是父类的原型。

上面代码中,ColorPoint继承了Point,导致前者原型的原型是后者的原型。因此,通过子类实例的__proto__.proto__属性,可以修改父类实例的行为。

上面代码在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法,结果影响到了Point的实例p1。

 

 

3、原生构造函数的继承

原生构造函数是指语言内置的构造函数,通常用来生成数据结构。ECMAScript的原生构造函数大致有下面这些:

  • Boolean()
  • Number()
  • String()
  • Array()
  • Date()
  • Funtion()
  • RegExp()
  • Error()
  • Object()

以前,这些原生构造函数是无法继承的。比如,不能自己定义一个Array的子类。下面左边代码定义了一个继承Array的MyArray类,但是,这个类的行为与Array完全不一致(右边代码)

    

【分析1】

 之所以会发生这种情况,是因为子类无法获得原生构造函数的内部属性,通过Array.apply()或者分配给原型对象都不行。原生构造函数会忽略apply方法传入的this,也就是说,原生构造函数的this无法绑定,导致拿不到内部属性。

 【分析2】

 ES5是先新建子类的实例对象this,再将父类的属性添加到子类上,由于父类的内部属性无法获取,导致无法继承原生的构造函数。比如,Array构造函数有一个内部属性 [[DefineOwnProperty]],用来定义新属性时,更新length属性,这个内部属性无法在子类中获取,导致子类的length属性行为不正常。下面,我们想让一个普通对象继承Error对象:

上面代码中,我们想通过Error.call(e)这种写法,让普通对象e具有Error对象的实例属性。但是,Error.call()完全忽略传入的第一个参数,而是返回 一个新对象,e本身没有任何变化。这证明了Error.call(e)这种写法,无法继承原生构造函数。

【ES6】

ES6允许继承原生构造函数定义子类,因为ES6是先新建父类的实例对象this,然后再用子类的构造函数修饰this,使得父类的所有行为都可以继承。下面是一个继承Array的例子

上面代码定义了一个MyArray类,继承了Array构造函数,因此就可以从MyArray生成数组的实例。这意味着,ES6可以自定义原生数据结构(比如Array、String等)的子类,这是ES5无法做到的。

【拓展1】

上面那个例子也说明,extends关键字不仅可以用来继承类,还可以用来继承原生的构造函数。因此可以在原生数据结构的基础上,定义自己的数据结构,下面就是定义了一个带版本功能的数组。

上面代码中,VersonedArray结构会通过commit方法,将自己的当前状态存入history属性,然后通过revert方法,可以撤销当前版本,回到上一个版本。除此之外,VersionedArray依然是一个数组所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

【自定义Error子类】

【注意】

 继承Object的子类,有一个行为差异。下面代码中,NewObj继承了Object,但是无法通过super方法向父类Object传参。这是因为ES6改变了Object构造函数的行为,一旦发现Object方法不是通过new Object()这种形式调用,ES6规定Object构造函数会忽略参数。

 

 

4、Class的取值函数(getter)和存值函数(setter)

与ES5一样,在Class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。

【拓展】

 存值函数和取值函数是设置在属性descriptor对象上的。

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。

 

 

5、Class的Generator方法

如果某个方法之前加上星号(*),就表示该方法是一个Generator函数。下面代码中,Foo类的Symbol.iterator方法前有一个星号,表示该方法是一个Generator函数。Symbol.iterator方法返回一个Foo类的默认遍历器,for...of循环会自动调用这个遍历器。

 

 

6、Class的静态方法

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,这就被称为“静态方法”。下面代码中,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。

【拓展1】

父类的静态方法,可以被子类继承。下面代码中,父类Foo有一个静态方法,子类Bar可以调用这个方法。

【拓展2】

 静态方法也是可以从super对象上调用的。

 

 

 7、Class的静态属性和实例属性

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。下面的写法为Foo类定义了一个静态属性prop。

【注意】

 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。

 

 

8、类的私有属性

目前,有一个提案,为class加了私有属性。方法是在属性名之前,使用#表示。下面代码中,#x就表示私有属性x,在Point类之外是读取不到这个属性的。还可以看到,私有属性与实例的属性是可以同名的(比如:#x与get x())。

 

 

9、new.target属性

new是从构造函数生成实例的命令。ES6为new命令引入了一个new.target属性,在构造函数中返回new命令作用于那个构造函数。如果构造函数不是通过new命令调用的,new.target会返回undefined,因此这个属性可以用来确定构造是怎么调用的。

上面代码确保构造函数只能通过new命令调用。

【拓展】

 class内部调用new.target,返回当前class。

【注意】

 子类继承父类时,new.target会返回子类。

利用这个特点,可以写出不能独立使用、必须继承后才能使用的类。

上面代码中,Shape类不能被实例化,只能用于继承。

 

 

10、Mixin模式的实现

Mixin模式指的是,将多个类的接口混入(mix in)另一个类,它在ES6的实现如下:

上面代码的mix函数,可以将多个对象合成为一个类。使用的时候,只要继承这个类即可。

 

 

11、ES5继承与ES6继承的写法大比拼

(1)ES5

//ES5父类
function User(name, age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
}
//静态方法
User.getClassName = function () {
  return 'User';
};
//类的方法
User.prototype.changeName = function (name) {
  this.name = name;
};
User.prototype.changeAge = function (name) {
  this.age = age;
};
Object.defineProperty(User.prototype, 'info', {
  get() {
    return 'name:' + this.name + ' | age:' + this.age;
  }
});
var user = new User('feng', 23);
console.log(user.info); // name:feng | age:23

//子类
function Manager(name, age, password) {
  User.call(this, name, age);
  this.password = password;
}
//继承静态方法
Manager.__proto__ = User;
//继承prototype方法
Manager.prototype = User.prototype;
//添加新方法
Manager.prototype.changePassword = function (pwd) {
  this.password = password;
};
var manager = new Manager('feng', 22, '556677');
console.log(manager.name); //feng
//调用changeName方法
manager.changeName('feng xiong');
console.log(manager.name); //feng xiong
View Code

(2)ES6

//ES6父类
class User {
  constructor(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  //静态方法
  static getClassName() {
    return 'User';
  }

  //类的方法
  changeName(name) {
    this.name = name;
  }
  changeAge(age) {
    this.age = age;
  }
  get info() {
    return 'name:' + this.name + ' | age:' + this.age;
  }
}
var user = new User('fengg', 233);
console.log(user.info); // name:fengg | age:233

//子类
class Manager extends User {
  constructor(name, age, password) {
    super(name, age);
    this.password = password;
  }
  changePassword(password) {
    this.password = password;
  }
  get info(){
      var info = super.info;
      console.log(info);
      return info + ' -- new';
  }
}
var manager = new Manager('ES6feng', 22, '556677');
console.log(manager.name); //ES6feng
manager.changeName('jack');
console.log(manager.name); //jack

console.log(manager.info);
// name:jack | age:22
// test.js:88 name:jack | age:22 -- new
View Code

 

posted @ 2018-01-02 17:45  Z皓  阅读(1028)  评论(0编辑  收藏  举报