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,b
是B
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)。
上面程式碼中,x
和y
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,p1
和p2
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Me
,Me
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,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。
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,#x
與get 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()
和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 ?
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get
和set
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。
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。
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