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資訊專欄INFORMATION COLUMN

Class的基本用法和繼承

waruqi / 2679人閱讀

摘要:也就是說的構造函數,對應的類的構造方法。使用的時候,也就是直接對類使用命令,跟構造函數的用法完全一致。注意,雖然代表了父類的構造函數,但是返回的是子類的實例,即內部的指向的是,因此在這里相當于。

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);

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。

//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就可以了。另外,方法之間不需要逗號分割,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,也就是直接對類使用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();

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;

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。

class Point{
    constructor(x,y){}
    toString(){}
}
Object.keys(Point.prototype);
Object.getOwnPropertyName(Point.prototype);

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"]
Obejct.getOwnPtopertyName(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。

constructor方法

constructor方法是類的默認方法,通過new命令生成對象的實例時,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。

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,實例屬性除非顯式定義在其本身(即this對象上),否者都定義在原型上。

//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fasle。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__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。

請輸入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。

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;
    }
}

上面代碼中使用表達式定義了一個類。需要注意的是,這個類的名字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();

上面代碼中,person是一個立即執行的類實例。

不存在變量提升

類不存在變量提升,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不會把類的聲名提升到代碼頭部。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提升,上面的代碼就會報錯,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。

私有方法和私有屬性

現有的方法
私有方法是常見需求,但是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{
    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;
    }
}
私有屬性的提案

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,在構建函數執行時進行初始化。

class Point{
    #x = 0;
    constructor(){
        #x;//0
    }
}
this指向

類的方法內容如果含有this,他默認指向類的實例。但是,必須非常小心,一旦多帶帶使用該方法,很可能報錯。

class Logger{
    printName(name="three"){
        this.print(`Hellow ${name}`);
    }
    print(text){
        console.log(text);
    }
}
const logger = new Logger();
const {printName} = logger;
printName();

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多帶帶使用,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 = "three")=>{
            this.print(`Hellow ${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());
class繼承

class 可以通過extends關鍵字實現繼承,這比ES5的通過修改原型鏈實現繼承,要清晰和方便很多。

class Point{}
class ColorPoint extends Point{}

上面代碼定義了一個ColorPoint類,該類通過extends關鍵字,繼承了Point類的所有屬性和方法。但是由于沒有部署任何代碼,所以這兩個類完全一樣,等于復制了一個Point類。下面,我們在ColorPoint內部加上代碼。

class ColorPoint extends Point{
    constructor(x,y,color){
        super(x,y);//調用父類的constructor(x,y)
        this.color = color;
    }
    toString(){
        return this.color+ "" + super.toString();//調用父類的toString()方法。
    }
}

上面代碼中,constructor方法和toString方法之中,都出現了super關鍵字,它在這里表示父類的構造函數,用來新建父類的this對象。
子類必須在constructor方法中調用super方法,否則新建實例時會報錯。這是因為子類自己的this對象,必須先通過父類的構造函數完成塑造,得到與父類同樣的實例屬性和方法,然后再對其進行加工,加上子類自己的實例屬性和方法。如果不調用super方法,子類就得不到this對象。
如果子類沒有定義constructor方法,這個方法會被默認添加,代碼如下。也就是說沒有顯式定義,任何一個子類都有constructor方法。

class ColorPoint extends Point{
}
//等同于
class ColorPoint extends Point{
    constructor(...arguments){
        super(...arguments)
    }
}

另一個需要注意的地方是,在子類的構造函數中,只有調用super之后,才可以使用this關鍵字,否則會報錯。這是因為子類實例的構建,基于父類實例,只有super方法才能調用父類實例。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正確
  }
}

上面代碼中,子類的constructor方法沒有調用super之前,就使用this關鍵字,結果報錯,而放在super方法之后就是正確的。

Object.getPrototypeOf()

Obejct.getPrototypeOf方法可以用來從子類上獲取父類。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point

因此,可以使用這個方法判斷,一個類是否繼承了另一個類。

super關鍵字

super關鍵字既可以當作函數使用,也可以當作對象使用。在這種情況下,它的用法完全不同。
第一種情況,super作為函數調用時,代表父類的構造函數。ES6要求,子類的構造函數必須執行一次super函數。

class A{}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
    }
}

上面代碼中,子類B的構造函數之中super(),代表調用父類的構造函數。這是必須的,否則JavaScript引擎會報錯。
注意,super雖然代表了父類A的構造函數,但是返回的是子類B的實例,即super內部的this指向的是B,因此super()在這里相當于
A.prototype.constructor.call(this)。

class A {
  constructor() {
    console.log(new.target.name);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}
new A() // A
new B() // B代碼

上面代碼中,new.target指向當前正在執行的函數。可以看到,在super()執行時,它指向的是子類B的構造函數,而不是父類A的構造函數。也就是說,super()內部的this指向的是B。
作為函數時,super()只能用在子類的構造函數之中,用在其它地方就會報錯。

class A {}

class B extends A {
  m() {
    super(); // 報錯
  }
}

上面代碼中,super()用在B類的m方法之中,就會造成語法錯誤。
第二種情況,super作為對象時,在普通方法中,指向父類的原型對象;在靜態方法中指向父類。

class A{
    p(){
        return 2;
    }
}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        console.log(super.p())//2
    }
}
let b = new B();

上面代碼中,子類B當中的super.p(),就是將super當作一個對象使用。這時,super在普通方法之中,指向A.prototype,所以super.p()就相當于A.prototype.p().
這里需要注意,由于super指向父類的原型對象,所以定義在父類實例上的方法或屬性,是無法通過super調用的。

class A{
    constructor(){
        this.p = 2;
    }
}
class B extends A{
    get m(){
        return super.p;
    }
}
let b = new B();
b.m//undefined

上面代碼中,p是父類A實例的屬性,super.p就引用不到它。
如果屬性定義在父類的原型對象上,super就可以取到。

class A{}
A.prototype.x = 2;
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        console.log(super.x)//2
    }
}
let b = new B();

上面代碼中,水星X是定義在A.prototype上面的,所以super.x可以取到它的值。
ES6規定,在子類普通方法中通過super調用父類的方法時,方法內部的this指向當前的子類實例。

class A{
    constructor(){
        this.x =1;
    }
    print(){
        console.log(this.x);
    }
}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        this.x =2;
    }
    m(){
        super.print()
    }
}
let b = new B();
b.m()//2

上面代碼中,super.print()雖然調用的是A.prototype.print(),但是A.prototype.print()內部的this指向子類B的實例,導致輸出的是2,而不是1。也就是說,實際執行的是super.print.call(this).
由于this指向子類實例,所以如果通過super對某個屬性賦值,這時super就是this,賦值的屬性會變成子類實例的屬性。

class A{
    constructor(){
        this.x = 1;
    }
}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        this.x = 2;
        super.x = 3;
        console.log(super.x)//undefined
        console.log(this.x)//3
    }
}
let b = new B();

上面代碼中,super.x賦值為3,這時等同于對this.x賦值為3.而當讀取super.x的時候,讀的是A.prototype.x,所以返回undefind。
如果super作為對象,用在靜態方法之中,這時super將指向父類,而不是父類的原型對象。

class Parent{
    static myMethod(msg){
        console.log("static",msg)
    }
    myMethod(msg){
        console.log("instance",msg)
    }
}
class Child extends Parent{
    static myMethod(msg){
        super.myMethod(msg);
    }
    myMethod(msg){
        super.myMethod(msg);
    }
}
Child.myMethod(1);//static 1
var child = new Child();
child.myMethod(2);//instance 2

上面代碼中,super在靜態方法之中指向父類,在普通方法之中指向父類的原型對象。
另外,在子類的靜態方法中通過super調用父類的方法時,方法內部的this指向當前的子類,而不是子類的實例。

class A{
    constructor(){
        this.x =1
    }
    static print(){
        console.log(this.x)
    }
}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        this.x = 2;
    }
    static m(){
        super.print();
    }
}
B.x = 3;
B.m()//3

上面代碼中,靜態方法B.m里面,super.print指向父類的靜態方法。這個方法里面的this指向的是B,而不是B的實例。
注意,使用super的時候,必須顯式指定是作為函數、還是作為對象使用,否則會報錯。

class A{}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        console.loog(super)//報錯
    }
}

上面代碼中,console.log(super)當中的super,無法看出是作為函數使用,還是作為對象使用,所以JavaScript引擎解析代碼的時候就會報錯。這時,如果能清晰地表明super的數據類型,就不會報錯。

class A{}
class B extends A{
    constructor(){
        super();
        console.log(super.valueOf() instance B)//true
    }
}
let b = new B()

上面代碼中,super.valueOf()表明super是一個對象,因此就不會報錯。同時,由于super使得this指向B的實例,所以super.valueOf()返回的是一個B的實例。
最后,由于對象總是繼承其它對象的,所以剋以在任意一個對象中,使用super關鍵字。

var obj = {
  toString() {
    return "MyObject: " + super.toString();
  }
};

obj.toString(); // MyObject: [object Object]
類的 prototype 屬性和__proto__屬性

大多數瀏覽器ES5實現中,每一個對象都有__proto__屬性,指向對應的構造函數的prototype屬性。Class作為構造函數的語法糖,同時有prototype屬性和__proto__屬性,因此同時存在兩條繼承鏈。
1.子類的__proto__屬性,表示構造函數的繼承,總是指向父類。
2.子類prototype屬性的__proto__屬性,表示方法的繼承,總是指向父類的prototype屬性。

class A {
}
class B extends A{}
B.__proto__ === A //true
B.prototype.__proto__ === A.prototype //true

上面代碼中,子類B的__proto__屬性指向父類A,子類B的Prototype屬性的__proto__屬性指向父類A的prototype屬性。
這樣的結果是因為,類的繼承是按照下面的模式實現。

class A{}
class B{}
//B的實例繼承A的實例
Object.setPrototypeOf(B.prototype,A.prototype);
//B繼承A的靜態屬性
Object.setPrototypeOf(B,A);
const b = new B();

對象的擴展一章給出過Object.setPrototypeOf方法的實現。

Object.setPrototypeOf = function(obj,proto){
    obj.__proto__ = proto;
    return obj;
}

因此,就得到了上面的結果

Object.setPrototypeOf(B.prototype,A.prototype);
//等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

Object.setPrototypeOf(B,A);
//等同于
B.__proto__ = A;

這兩條繼承鏈,可以這樣理解:作為一個對象,子類B的原型(__proto__屬性)是父類A;作為一個構造函數,子類B的原型對象是父類的原型對象(prototype屬性)的實例。

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    摘要:標識符與關鍵字標識符指類名包括接口枚舉抽象類方法名變量常量名包名等可以自定義的字符組合。如果基本功能在不斷改變,那么就需要使用抽象類。抽象類可以實現接口,抽象類是否可繼承實體類,但前提是實體類必須有明確的構造函數。 歡迎進入JAVA基礎課程 博客地址:https://blog.csdn.net/houjiyu...本系列文章將主要針對JAVA一些基礎知識點進行講解,為平時歸納所結,不管...

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