• ES6 Class 的基本语法


    简介

    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。

    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);

    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。

    class Point {
      constructor(x, y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
      }
    
      toString() {
        return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
      }
    }
    

      

    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。也就是说,ES5 的构造函数Point,对应 ES6 的Point类的构造方法。

    Point类除了构造方法,还定义了一个toString方法。注意,定义“类”的方法的时候,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。

    class Point {
      // ...
    }
    
    typeof Point // "function"
    Point === Point.prototype.constructor // true 

    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。

    class Bar {
      doStuff() {
        console.log('stuff');
      }
    }
    
    var b = new Bar();
    b.doStuff() // "stuff"
    

      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。

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

      在类的实例上面调用方法,其实就是调用原型上的方法。

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

      

    上面代码中,bB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。

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

      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。

    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)。

    class Point {
      constructor(x, y) {
        // ...
      }
    
      toString() {
        // ...
      }
    }
    
    Object.keys(Point.prototype)
    // []
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
    // ["constructor","toString"]
    

      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。

    var Point = function (x, y) {
      // ...
    };
    
    Point.prototype.toString = function() {
      // ...
    };
    
    Object.keys(Point.prototype)
    // ["toString"]
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
    // ["constructor","toString"]
    

      上面代码采用 ES5 的写法,toString方法就是可枚举的。

    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。

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

    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。

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

      

    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。

    class Foo {
      constructor() {
        return Object.create(null);
      }
    }
    
    Foo()
    // TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'

    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。

    class Point {
      // ...
    }
    
    // 报错
    var point = Point(2, 3);
    
    // 正确
    var point = new Point(2, 3);
    

      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)。

    //定义类
    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
    

      (又回到原型上了~)

    上面代码中,xy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。

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

      

    上面代码中,p1p2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。

    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。

    取值函数(getter)和存值函数(setter)

    与 ES5 一样,在“类”的内部可以使用getset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。

    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。(测试了下  这里只能传一个值)

    class CustomHTMLElement {
      constructor(element) {
        this.element = element;
      }
    
      get html() {
        return this.element.innerHTML;
      }
    
      set html(value) {
        this.element.innerHTML = value;
      }
    }
    
    var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(
      CustomHTMLElement.prototype, "html"
    );
    
    "get" in descriptor  // true
    "set" in descriptor  // true
    

      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。

    性表达式

    类的属性名,可以采用表达式。

    let methodName = 'getArea';
    
    class Square {
      constructor(length) {
        // ...
      }
    
      [methodName]() {
        // ...
      }
    }
    

      

    上面代码中,Square类的方法名getArea,是从表达式得到的。

    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。

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

    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。

    const MyClass = class { /* ... */ };
    

      采用 Class 表达式,可以写出立即执行的 Class。

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

      上面代码中,person是一个立即执行的类的实例。

    注意点

    (1)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。

    (2)不存在提升

    类不存在变量提升(hoist),这一点与 ES5 完全不同。

    new Foo(); // ReferenceError
    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。这种规定的原因与下文要提到的继承有关,必须保证子类在父类之后定义

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

      

    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。

    (3)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。

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

      name属性总是返回紧跟在class关键字后面的类名。

    (4)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。

    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。

    (5)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。

    class Logger {
      printName(name = 'there') {
        this.print(`Hello ${name}`);
      }
    
      print(text) {
        console.log(text);
      }
    }
    
    const logger = new Logger();
    const { printName } = logger;
    printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined
    

      

    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。

    class Logger {
      constructor() {
        this.printName = this.printName.bind(this);
      }
    
      // ...
    }
    

      另一种解决方法是使用箭头函数。

    class Obj {
      constructor() {
        this.getThis = () => this;
      }
    }
    
    const myObj = new Obj();
    myObj.getThis() === myObj // true
    

      

    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。

    还有一种解决方法是使用Proxy,获取方法的时候,自动绑定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());
    

      

    2.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”。

    class Foo {
      static classMethod() {
        return 'hello';
      }
    }
    
    Foo.classMethod() // 'hello'
    
    var foo = new Foo();
    foo.classMethod()
    // TypeError: foo.classMethod is not a function
    

      

    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。

    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。

    class Foo {
      static bar() {
        this.baz();
      }
      static baz() {
        console.log('hello');
      }
      baz() {
        console.log('world');
      }
    }
    
    Foo.bar() // hello
    

      

    上面代码中,静态方法bar调用了this.baz,这里的this指的是Foo类,而不是Foo的实例,等同于调用Foo.baz。另外,从这个例子还可以看出,静态方法可以与非静态方法重名。

    父类的静态方法,可以被子类继承。

    class Foo {
      static classMethod() {
        return 'hello';
      }
    }
    
    class Bar extends Foo {
    }
    
    Bar.classMethod() // 'hello'
    

      

    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。

    class Foo {
      static classMethod() {
        return 'hello';
      }
    }
    
    class Bar extends Foo {
      static classMethod() {
        return super.classMethod() + ', too';
      }
    }
    
    Bar.classMethod() // "hello, too"
    

      

    3.实例属性的新写法

    实例属性除了定义在constructor()方法里面的this上面,也可以定义在类的最顶层。

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