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ES6 | class類的基本語法總結

類和模組的內部,預設就是嚴格模式,所以不需要使用use strict指定執行模式。只要你的程式碼寫在類或模組之中,就只有嚴格模式可用。

考慮到未來所有的程式碼,其實都是執行在模組之中,所以 ES6 實際上把整個語言升級到了嚴格模式。


題圖:by Frank from Instagram

一、Class的基本語法

1.1 基本語法

JavaScript 語言中,生成例項物件的傳統方法是通過建構函式。下面是一個例子。

1 function Point(x, y) {
2   this.x = x;
3   this.y = y;
this.a1=()=>{
alert();
}
4 } 5 Point.prototype.toString = function () { 6 return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')'; 7 }; 8 9 var p = new Point(1, 2);

上面這種寫法跟傳統的面嚮物件語言(比如 C++ 和 Java)差異很大,很容易讓新學習這門語言的程式設計師感到困惑。

ES6 提供了更接近傳統語言的寫法,引入了 Class(類)這個概念,作為物件的模板。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寫法只是讓物件原型的寫法更加清晰、更像面向物件程式設計的語法而已。上面的程式碼用 ES6 的class改寫,就是下面這樣。

 1 //定義類
 2 class Point {
 3   constructor(x, y) {
 4     this.x = x;
 5     this.y = y;
 6   }
 7   toString() {
 8     return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
 9   }
10 }

上面程式碼定義了一個“類”,可以看到裡面有一個constructor方法,這就是構造方法,而this關鍵字則代表例項物件。也就是說,ES5 的建構函式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,直接把函式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,完全可以看作建構函式的另一種寫法。

1 class Point {
2   // ...
3 }
4 
5 typeof Point // "function"
6 Point === Point.prototype.constructor // true

上面程式碼表明,類的資料型別就是函式,類本身就指向建構函式。

使用的時候,也是直接對類使用new命令,跟建構函式的用法完全一致。

1 class Bar {
2   doStuff() {
3     console.log('stuff');
4   }
5 }
6 
7 var b = new Bar();
8 b.doStuff() // "stuff"

建構函式的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。

 1 class Point {
 2   constructor() {
 3     // ...
 4   }
 5   toString() {
 6     // ...
 7   }
 8   toValue() {
 9     // ...
10   }
11 }
12 
13 // 等同於
14 Point.prototype = {
15   constructor() {},
16   toString() {},
17   toValue() {},
18 };

在類的例項上面呼叫方法,其實就是呼叫原型上的方法。

class B {}
let b = new B();

b.constructor === B.prototype.constructor // true

上面程式碼中,bB類的例項,它的constructor方法就是B類原型的constructor方法。

由於類的方法都定義在prototype物件上面,所以類的新方法可以新增在prototype物件上面。Object.assign方法可以很方便地一次向類新增多個方法。

class Point {
  constructor(){
    // ...
  }
}

Object.assign(Point.prototype, {
  toString(){},
  toValue(){}
});

prototype物件的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,都是不可列舉的(non-enumerable)。

class Point {
  constructor(x, y) {
    // ...
  }

  toString() {
    // ...
  }
}

Object.keys(Point.prototype)
// []
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]

上面程式碼中,toString方法是Point類內部定義的方法,它是不可列舉的。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"]

上面程式碼採用 ES5 的寫法,toString方法就是可列舉的。

類的屬性名,可以採用表示式。

 1 let methodName = 'getArea';
 2 
 3 class Square {
 4   constructor(length) {
 5     // ...
 6   }
 7 
 8   [methodName]() {
 9     // ...
10   }
11 }

上面程式碼中,Square類的方法名getArea,是從表示式得到的。


1.2 constructor 方法

constructor方法是類的預設方法,通過new命令生成物件例項時,自動呼叫該方法。一個類必須有constructor方法,如果沒有顯式定義,一個空的constructor方法會被預設新增。

class Point {
}

// 等同於
class Point {
  constructor() {}
}

上面程式碼中,定義了一個空的類Point,JavaScript 引擎會自動為它新增一個空的constructor方法。

constructor方法預設返回例項物件(即this),完全可以指定返回另外一個物件。

1 class Foo {
2   constructor() {
3     return Object.create(null);
4   }
5 }
6 
7 new Foo() instanceof Foo
8 // false

上面程式碼中,constructor函式返回一個全新的物件,結果導致例項物件不是Foo類的例項。

類必須使用new呼叫,否則會報錯。這是它跟普通建構函式的一個主要區別,後者不用new也可以執行。

1 class Foo {
2   constructor() {
3     return Object.create(null);
4   }
5 }
6 
7 Foo()
8 // TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'

1.3 類的例項物件

生成類的例項物件的寫法,與 ES5 完全一樣,也是使用new命令。前面說過,如果忘記加上new,像函式那樣呼叫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,例項的屬性除非顯式定義在其本身(即定義在this物件上),否則都是定義在原型上(即定義在class上)。

View Code

上面程式碼中,xy都是例項物件point自身的屬性(因為定義在this變數上),所以hasOwnProperty方法返回true,而toString是原型物件的屬性(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,類的所有例項共享一個原型物件。

var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);

p1.__proto__ === p2.__proto__
//true

上面程式碼中,p1p2都是Point的例項,它們的原型都是Point.prototype,所以__proto__屬性是相等的。

這也意味著,可以通過例項的__proto__屬性為“類”新增方法。

__proto__並不是語言本身的特性,這是各大廠商具體實現時新增的私有屬性,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方法來獲取例項物件的原型,然後再來為原型新增方法/屬性。

 1 var p1 = new Point(2,3);
 2 var p2 = new Point(3,2);
 3 
 4 p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };
 5 
 6 p1.printName() // "Oops"
 7 p2.printName() // "Oops"
 8 
 9 var p3 = new Point(4,2);
10 p3.printName() // "Oops"

上面程式碼在p1的原型上添加了一個printName方法,由於p1的原型就是p2的原型,因此p2也可以呼叫這個方法。而且,此後新建的例項p3也可以呼叫這個方法。這意味著,使用例項的__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,影響到所有例項。


1.4 Class 表示式

與函式一樣,類也可以使用表示式的形式定義。

1 const MyClass = class Me {
2   getClassName() {
3     return Me.name;
4   }
5 };

上面程式碼使用表示式定義了一個類。需要注意的是,這個類的名字是MyClass而不是MeMe只在 Class 的內部程式碼可用,指代當前類。

1 let inst = new MyClass();
2 inst.getClassName() // Me
3 Me.name // ReferenceError: Me is not defined

上面程式碼表示,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 { /* ... */ };

採用 Class 表示式,可以寫出立即執行的 Class。程式碼中,person是一個立即執行的類的例項。

 1 let person = new class {
 2   constructor(name) {
 3     this.name = name;
 4   }
 5 
 6   sayName() {
 7     console.log(this.name);
 8   }
 9 }('張三');
10 
11 person.sayName(); // "張三"

1.5 不存在變數提升

類不存在變數提升(hoist),這一點與 ES5 完全不同。

new Foo(); // ReferenceError
class Foo {}

上面程式碼中,Foo類使用在前,定義在後,這樣會報錯,因為 ES6 不會把類的宣告提升到程式碼頭部。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後定義。

1 {
2   let Foo = class {};
3   class Bar extends Foo {
4   }
5 }

上面的程式碼不會報錯,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,上面程式碼就會報錯,因為class會被提升到程式碼頭部,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。


1.6 私有方法 和 私有屬性

私有方法:

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;
  }
  // ...
}

上面程式碼中,_bar方法前面的下劃線,表示這是一個只限於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,還是可以呼叫到這個方法。

另一種方法就是索性將私有方法移出模組,因為模組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;
}

上面程式碼中,foo是公有方法,內部呼叫了bar.call(this, baz)。這使得bar實際上成為了當前模組的私有方法。

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。

 1 const bar = Symbol('bar');
 2 const snaf = Symbol('snaf');
 3 
 4 export default class myClass{
 5 
 6   // 公有方法
 7   foo(baz) {
 8     this[bar](baz);
 9   }
10 
11   // 私有方法
12   [bar](baz) {
13     return this[snaf] = baz;
14   }
15 
16   // ...
17 };

上面程式碼中,barsnaf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。


1.7 ps: 私有屬性的提案

與私有方法一樣,ES6 不支援私有屬性。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。

 1 class Point {
 2   #x;
 3 
 4   constructor(x = 0) {
 5     #x = +x; // 寫成 this.#x 亦可
 6   }
 7 
 8   get x() { return #x }
 9   set x(value) { #x = +value }
10 }

上面程式碼中,#x就表示私有屬性x,在Point類之外是讀取不到這個屬性的。還可以看到,私有屬性與例項的屬性是可以同名的(比如,#xget x())。

私有屬性可以指定初始值,在建構函式執行時進行初始化。

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

之所以要引入一個新的字首#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。

該提案只規定了私有屬性的寫法。但是,很自然地,它也可以用來寫私有方法。

1 class Foo {
2   #a;
3   #b;
4   #sum() { return #a + #b; }
5   printSum() { console.log(#sum()); }
6   constructor(a, b) { #a = a; #b = b; }
7 }

上面程式碼中,#sum()就是一個私有方法。

另外,私有屬性也可以設定 getter 和 setter 方法。

class Counter {
  #xValue = 0;

  get #x() { return #xValue; }
  set #x(value) {
    this.#xValue = value;
  }

  constructor() {
    super();
    // ...
  }
}

上面程式碼中,#x是一個私有屬性,它的讀寫都通過get #x()set #x()來完成。


1.8 this 的指向

類的方法內部如果含有this,它預設指向類的例項。但是,必須非常小心,一旦單獨使用該方法,很可能報錯。

 1 class Logger {
 2   printName(name = 'there') {
 3     this.print(`Hello ${name}`);
 4   }
 5 
 6   print(text) {
 7     console.log(text);
 8   }
 9 }
10 
11 const logger = new Logger();
12 const { printName } = logger;
13 printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined

上面程式碼中,printName方法中的this,預設指向Logger類的例項。但是,如果將這個方法提取出來單獨使用,this會指向該方法執行時所在的環境,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,在構造方法中繫結this,這樣就不會找不到print方法了。

1 class Logger {
2   constructor() {
3     this.printName = this.printName.bind(this);
4   }
5   // ...
6 }

另一種解決方法是使用箭頭函式

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,自動繫結this //[TODO] -- proxy ?

View Code

1.9 name 屬性

由於本質上,ES6 的類只是 ES5 的建構函式的一層包裝,所以函式的許多特性都被Class繼承,包括name屬性。

1 class Point {}
2 Point.name // "Point"

name屬性總是返回緊跟在class關鍵字後面的類名。


1. 10 class的取值函式 getter 和存值函式 setter

與 ES5 一樣,在“類”的內部可以使用getset關鍵字,對某個屬性設定存值函式和取值函式,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'

上面程式碼中,prop屬性有對應的存值函式和取值函式,因此賦值和讀取行為都被自定義了。

存值函式和取值函式是設定在屬性的 Descriptor 物件上的。

View Code

上面程式碼中,存值函式和取值函式是定義在html屬性的描述物件上面,這與 ES5 完全一致。


1.11 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 函式。

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

上面程式碼中,Foo類的Symbol.iterator方法前有一個星號,表示該方法是一個 Generator 函式。Symbol.iterator方法返回一個Foo類的預設遍歷器,for...of迴圈會自動呼叫這個遍歷器。


1. 12 class的靜態方法

類相當於例項的原型,所有在類中定義的方法,都會被例項繼承。如果在一個方法前,加上static關鍵字,就表示該方法不會被例項繼承,而是直接通過類來呼叫,這就稱為“靜態方法”。

 1 class Foo {
 2   static classMethod() {
 3     return 'hello';
 4   }
 5 }
 6 
 7 Foo.classMethod() // 'hello'
 8 
 9 var foo = new Foo();
10 foo.classMethod()
11 // TypeError: foo.classMethod is not a function

上面程式碼中,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類上呼叫(Foo.classMethod()),而不是在Foo類的例項上呼叫。如果在例項上呼叫靜態方法,會丟擲一個錯誤,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,而不是例項。

 1 class Foo {
 2   static bar () {
 3     this.baz();
 4   }
 5   static baz () {
 6     console.log('hello');
 7   }
 8   baz () {
 9     console.log('world');
10   }
11 }
12 
13 Foo.bar() // hello

上面程式碼中,靜態方法bar呼叫了this.baz,這裡的this指的是Foo類,而不是Foo的例項,等同於呼叫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'

上面程式碼中,父類Foo有一個靜態方法,子類Bar可以呼叫這個方法。

靜態方法也是可以從super物件上呼叫的。

靜態方法也可以從 super 上呼叫

1. 13 class的靜態屬性 和 示例屬性

靜態屬性指的是 Class 本身的屬性,即Class.propName,而不是定義在例項物件(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,對例項屬性和靜態屬性都規定了新的寫法。

(1)類的例項屬性

類的例項屬性可以用等式,寫入類的定義之中。

1 class MyClass {
2   myProp = 42;
3 
4   constructor() {
5     console.log(this.myProp); // 42
6   }
7 }

上面程式碼中,myProp就是MyClass的例項屬性。在MyClass的例項上,可以讀取這個屬性。

以前,我們定義例項屬性,只能寫在類的constructor方法裡面。

class ReactCounter extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      count: 0
    };
  }
}

上面程式碼中,構造方法constructor裡面,定義了this.state屬性。

有了新的寫法以後,可以不在constructor方法裡面定義。

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,對於那些在constructor裡面已經定義的例項屬性,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例項屬性寫法前面,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;
}

上面程式碼中,老寫法的靜態屬性定義在類的外部。整個類生成以後,再生成靜態屬性。這樣讓人很容易忽略這個靜態屬性,也不符合相關程式碼應該放在一起的程式碼組織原則。另外,新寫法是顯式宣告(declarative),而不是賦值處理,語義更好。


1. 14 new target

new是從建構函式生成例項物件的命令。ES6 為new命令引入了一個new.target屬性,該屬性一般用在建構函式之中,返回new命令作用於的那個建構函式。如果建構函式不是通過new命令呼叫的,new.target會返回undefined,因此這個屬性可以用來確定建構函式是怎麼呼叫的。

 1 function Person(name) {
 2   if (new.target !== undefined) {
 3     this.name = name;
 4   } else {
 5     throw new Error('必須使用 new 命令生成例項');
 6   }
 7 }
 8 
 9 // 另一種寫法
10 function Person(name) {
11   if (new.target === Person) {
12     this.name = name;
13   } else {
14     throw new Error('必須使用 new 命令生成例項');
15   }
16 }
17 
18 var person = new Person('張三'); // 正確
19 var notAPerson = Person.call(person, '張三');  // 報錯

上面程式碼確保建構函式只能通過new命令呼叫。

Class 內部呼叫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

上面程式碼中,new.target會返回子類。

利用這個特點,可以寫出不能獨立使用、必須繼承後才能使用的類。

class Shape {
  constructor() {
    if (new.target === Shape) {
      throw new Error('本類不能例項化');
    }
  }
}

class Rectangle extends Shape {
  constructor(length, width) {
    super();
    // ...
  }
}

var x = new Shape();  // 報錯
var y = new Rectangle(3, 4);  // 正確

上面程式碼中,Shape類不能被例項化,只能用於繼承。

注意,在函式外部,使用new.target會報錯。


您在使用ES6 class類開發過程中有遇到什麼問題?

歡迎留言交流...