你需要知道的 JavaScript 类(class)的这些知识

作者： Dmitri Pavlutin

译者：前端小智

来源：dmitripavlutin

JavaScript 使用原型继承:每个对象都从原型对象继承属性和方法。

在 Java 或 Swift 等语言中使用的传统类作为创建对象的蓝图，在 JavaScript 中不存在，原型继承仅处理对象。

原型继承可以模拟经典类继承。为了将传统的类引入JavaScript, ES2015 标准引入了 class 语法，其底层实现还是基于原型，只是原型继承的语法糖。

这篇文章主要让你熟悉 JavaScript 类:如何定义类，初始化实例，定义字段和方法，理解私有和公共字段，掌握静态字段和方法。

1. 定义:类关键字

使用关键字 class 可以在 JS 中定义了一个类：

class User {
  // 类的主体
}

上面的代码定义了一个 User 类。 大括号 {} 里面是类的主体。 此语法称为 class 声明。

如果在定义类时没有指定类名。可以通过使用 类表达式 ，将类分配给变量：

const UserClass = class {
  // 类的主体
}

还可以轻松地将类导出为 ES6 模块的一部分，默认导出语法如下：

export default class User {
  // 主体
}

命名导出如下：

export class User {
  // 主体
}

当我们创建类的实例时，该类将变得非常有用。实例是包含类所描述的数据和行为的对象。

使用 new 运算符实例化该类，语法： instance = new Class() 。

例如，可以使用 new 操作符实例化 User 类：

const myUser = new User();

new User() 创建 User 类的一个实例。

2. 初始化:constructor()

constructor(param1, param2, ...) 是用于初始化实例的类主体中的一种特殊方法。 在这里可以设置字段的初始值或进行任何类型的对象设置。

在下面的示例中，构造函数设置字段 name 的初始值

class User {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

User 的构造函数有一个参数 name ，用于设置字段 this.name 的初始值

在构造函数中， this 值等于新创建的实例。用于实例化类的参数成为构造函数的参数：

class User {
  constructor(name) {
    name; // => '前端小智'
    this.name = name;
  }
}

const user = new User('前端小智');

构造函数中的 name 参数的值为 '前端小智' 。如果没有定义该类的构造函数，则会创建一个默认的构造函数。默认的构造函数是一个空函数，它不修改实例。

同时，一个JavaScript 类最多可以有一个构造函数。

3.字段

类字段是保存信息的变量，字段可以附加到两个实体：

1. 类实例上的字段
2. 类本身的字段(也称为静态字段)

字段有两种级别可访问性：

public
private

3.1 公共实例字段

让我们再次看看前面的代码片段:

class User {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

表达式 this.name = name 创建一个实例字段名，并为其分配一个初始值。然后，可以使用属性访问器访问 name 字段

const user = new User('前端小智');
user.name; // => '前端小智'

name 是一个公共字段，因为你可以在 User 类主体之外访问它。

当字段在构造函数中隐式创建时，就像前面的场景一样，可能获取所有字段。必须从构造函数的代码中破译它们。

class fields proposal 提案允许我们在类的主体中定义字段，并且可以立即指定初始值：

class SomeClass {
  field1;
  field2 = 'Initial value';

  // ...
}

接着我们修改 User 类并声明一个公共字段 name ：

class User {
  name;
  
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

const user = new User('前端小智');
user.name; // => '前端小智'

name; 在类的主体中声明一个公共字段 name 。

以这种方式声明的公共字段具有表现力：快速查看字段声明就足以了解类的数据结构，而且，类字段可以在声明时立即初始化。

class User {
  name = '无名氏'

  constructor () {
  }
}

const user = new User();
user.name; // '无名氏'

类体内的 name ='无名氏' 声明一个字段名称，并使用值 '无名氏' 对其进行初始化。

对公共字段的访问或更新没有限制。可以读取构造函数、方法和类外部的公共字段并将其赋值。

3.2 私有实例字段

封装是一个重要的概念，它允许我们隐藏类的内部细节。使用封装类只依赖类提供的公共接口，而不耦合类的实现细节。

当实现细节改变时，考虑到封装而组织的类更容易更新。

隐藏对象内部数据的一种好方法是使用私有字段。这些字段只能在它们所属的类中读取和更改。类的外部世界不能直接更改私有字段。

私有字段只能在类的主体中访问。

在字段名前面加上特殊的符号 # 使其成为私有的，例如 #myField 。每次处理字段时都必须保留前缀 # 声明它、读取它或修改它。

确保在实例初始化时可以一次设置字段 #name ：

class User {
  #name;
  
  constructor (name) {
    this.#name = name;
  }
 
  getName() {
    return this.#name;
  }
}

const user = new User('前端小智')
user.getName() // => '前端小智'

user.#name  // 抛出语法错误

#name 是一个私有字段。可以在 User 内访问和修改 #name 。方法 getName() 可以访问私有字段 #name 。

但是，如果我们试图在 User 主体之外访问私有字段 #name ，则会抛出一个语法错误: SyntaxError: Private field '#name' must be declared in an enclosing class 。

3.3 公共静态字段

我们还可以在类本身上定义字段: 静态字段 。这有助于定义类常量或存储特定于该类的信息。

要在 JavaScript 类中创建静态字段，请使用特殊的关键字 static 后面跟字段名: static myStaticField

让我们添加一个表示用户类型的新字段 type : admin 或 regular 。静态字 TYPE_ADMIN 和 TYPE_REGULAR 是区分用户类型的常量:

class User {
  static TYPE_ADMIN = 'admin';
  static TYPE_REGULAR = 'regular';

  name;
  type;

  constructor(name, type) {
    this.name = name;
    this.type = type;
  }
}

const admin = new User('前端小智', User.TYPE_ADMIN);
admin.type === User.TYPE_ADMIN; // => true

static TYPE_ADMIN 和 static TYPE_REGULAR 在 User 类内部定义了静态变量。 要访问静态字段，必须使用后跟字段名称的类： User.TYPE_ADMIN 和 User.TYPE_REGULAR 。

3.4 私有静态字段

有时，我们也想隐藏静态字段的实现细节，在时候，就可以将静态字段设为私有。

要使静态字段成为私有的，只要字段名前面加上 # 符号: static #myPrivateStaticField 。

假设我们希望限制 User 类的实例数量。要隐藏实例限制的详细信息，可以创建私有静态字段：

class User {
  static #MAX_INSTANCES = 2;
  static #instances = 0;
  
  name;

  constructor(name) {
    User.#instances++;
    if (User.#instances > User.#MAX_INSTANCES) {
      throw new Error('Unable to create User instance');
    }
    this.name = name;
  }
}

new User('张三');
new User('李四');
new User('王五'); // throws Error

静态字段 User.#MAX_INSTANCES 设置允许的最大实例数，而 User.#instances 静态字段则计算实际的实例数。

这些私有静态字段只能在 User 类中访问，类的外部都不会干扰限制机制：这就是封装的好处。

4.方法

字段保存数据，但是修改数据的能力是由属于类的一部分的特殊功能实现的： 方法。

JavaScript 类同时支持实例和静态方法。

4.1 实例方法

实例方法可以访问和修改实例数据。实例方法可以调用其他实例方法，也可以调用任何静态方法。

例如，定义一个方法 getName() ，它返回 User 类中的 name ：

class User {
  name = '无名氏';

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

const user = new User('前端小智');
user.getName(); // => '前端小智'

getName() { ... } 是 User 类中的一个方法， getname() 是一个方法调用:它执行方法并返回计算值(如果存在的话)。

在类方法和构造函数中， this 值等于类实例。使用 this 来访问实例数据: this.field 或者调用其他方法: this.method() 。

接着我们添加一个具有一个参数并调用另一种方法的新方法名称 nameContains(str) ：

class User {
  name;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }

  nameContains(str) {
    return this.getName().includes(str);
  }
}

const user = new User('前端小智');
user.nameContains('前端');   // => true
user.nameContains('大冶'); // => false

nameContains(str) { ... } 是 User 类的一种方法，它接受一个参数 str 。 不仅如此，它还执行实例 this.getName() 的方法来获取用户名。

方法也可以是私有的。 为了使方法私有前缀，名称以＃开头即可，如下所示：

class User {
  #name;

  constructor(name) {
    this.#name = name;
  }

  #getName() {
    return this.#name;
  }

  nameContains(str) {
    return this.#getName().includes(str);
  }
}

const user = new User('前端小智');
user.nameContains('前端');   // => true
user.nameContains('大冶'); // => false

user.#getName(); // SyntaxError is thrown

#getName() 是一个私有方法。在方 法nameContains(str) 中，可以这样调用一个私有方法: this.#getName() 。

由于是私有的， #getName() 不能在用 User 类主体之外调用。

4.2 getters 和 setters

getter 和 setter 模仿常规字段，但是对如何访问和更改字段具有更多控制。在尝试获取字段值时执行 getter ，而在尝试设置值时使用 setter 。

为了确保 User 的 name 属性不能为空，我们将私有字段 #nameValue 封装在 getter 和 setter 中:

class User {
  #nameValue;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  get name() {
    return this.#nameValue;
  }

  set name(name) {
    if (name === '') {
      throw new Error(`name field of User cannot be empty`);
    }
    this.#nameValue = name;
  }
}

const user = new User('前端小智');
user.name; // getter 被调用, => '前端小智'
user.name = '王大冶'; // setter 被调用

user.name = ''; // setter 抛出一个错误

get name() {...} 在访问 user.name 会被执行。而 set name(name){…} 在字段更新( user.name = '前端小智' )时执行。如果新值是空字符串， setter 将抛出错误。

4.3 静态方法

静态方法是直接附加到类的函数，它们持有与类相关的逻辑，而不是类的实例。

要创建一个静态方法，请使用特殊的关键字 static 和一个常规的方法语法: static myStaticMethod() { ... } 。

使用静态方法时，有两个简单的规则需要记住：

1. 静态方法可以访问静态字段。
2. 静态方法不能访问实例字段。

例如，创建一个静态方法来检测是否已经使用了具有特定名称的用户。

class User {
  static #takenNames = [];

  static isNameTaken(name) {
    return User.#takenNames.includes(name);
  }

  name = '无名氏';

  constructor(name) {
    this.name = name;
    User.#takenNames.push(name);
  }
}

const user = new User('前端小智');

User.isNameTaken('前端小智');   // => true
User.isNameTaken('王大冶'); // => false

isNameTaken() 是一个使用静态私有字段 User 的静态方法用于检查已取的名字。

静态方法可以是私有的: static #staticFunction() {...} 。同样，它们遵循私有规则:只能在类主体中调用私有静态方法。

5. 继承: extends

JavaScript 中的类使用 extends 关键字支持单继承。

在 class Child extends Parent { } 表达式中， Child 类从 Parent 继承构造函数，字段和方法。

例如，我们创建一个新的子类 ContentWriter 来继承父类 User 。

class User {
  name;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

class ContentWriter extends User {
  posts = [];
}

const writer = new ContentWriter('John Smith');

writer.name;      // => 'John Smith'
writer.getName(); // => 'John Smith'
writer.posts;     // => []

ContentWriter 继承了 User 的构造函数，方法 getName() 和字段 name 。同样， ContentWriter 类声明了一个新的字段 posts 。

注意，父类的私有成员不会被子类继承。

5.1 父构造函数： constructor() 中的 super()

如果希望在子类中调用父构造函数，则需要使用子构造函数中可用的 super() 特殊函数。

例如，让 ContentWriter 构造函数调用 User 的父构造函数，以及初始化 posts 字段

class User {
  name;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

class ContentWriter extends User {
  posts = [];

  constructor(name, posts) {
    super(name);
    this.posts = posts;
  }
}

const writer = new ContentWriter('前端小智', ['Why I like JS']);
writer.name; // => '前端小智'
writer.posts // => ['Why I like JS']

子类 ContentWriter 中的 super(name) 执行父类 User 的构造函数。

注意，在使用 this 关键字之前， 必须在子构造函数中执行 super() 。调用 super() 确保父构造函数初始化实例。

class Child extends Parent {
  constructor(value1, value2) {
    //无法工作
    this.prop2 = value2;
    super(value1);
  }
}

5.2 父实例:方法中的 super

如果希望在子方法中访问父方法，可以使用特殊的快捷方式 super 。

class User {
  name;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

class ContentWriter extends User {
  posts = [];

  constructor(name, posts) {
    super(name);
    this.posts = posts;
  }

  getName() {
    const name = super.getName();
    if (name === '') {
      return '无名氏';
    }
    return name;
  }
}

const writer = new ContentWriter('前端小智', ['Why I like JS']);
writer.getName(); // => '无名氏'

子类 ContentWriter 的 getName() 直接从父类 User 访问方法 super.getName() ，这个特性称为 方法重写 。

注意，也可以在静态方法中使用 super 来访问父类的静态方法。

6.对象类型检查： instanceof

object instanceof Class 是确定 object 是否为 Class 实例的运算符，来看看示例：

class User {
  name;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

const user = new User('前端小智');
const obj = {};

user instanceof User; // => true
obj instanceof User; // => false

user 是 User 类的一个实例， user instanceof User 的计算结果为 true 。

空对象 {} 不是 User 的实例，相应地 obj instanceof User 为 false 。

instanceof 是多态的:操作符检测作为父类实例的子类。

class User {
  name;

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

class ContentWriter extends User {
  posts = [];

  constructor(name, posts) {
    super(name);
    this.posts = posts;
  }
}

const writer = new ContentWriter('前端小智', ['Why I like JS']);

writer instanceof ContentWriter; // => true
writer instanceof User;          // => true

writer 是子类 ContentWriter 的一个实例。运算符 writer instanceof ContentWriter 的计算结果为 true 。

同时 ContentWriter 是 User 的子类。因此 writer instanceof User 结果也为 true 。

如果想确定实例的确切类，该怎么办?可以使用构造函数属性并直接与类进行比较

writer.constructor === ContentWriter; // => true
writer.constructor === User;          // => false

7. 类和原型

必须说 JS 中的类语法在从原型继承中抽象方面做得很好。但是，类是在原型继承的基础上构建的。每个类都是一个函数，并在作为构造函数调用时创建一个实例。

以下两个代码段是等价的。

类版本：

class User {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  getName() {
    return this.name;
  }
}

const user = new User('前端小智');

user.getName();       // => '前端小智'
user instanceof User; // => true

使用原型的版本：

function User(name) {
  this.name = name;
}

User.prototype.getName = function() {
  return this.name;
}

const user = new User('前端小智');

user.getName();       // => '前端小智'
user instanceof User; // => true

如果你熟悉 Java 或 Swift 语言的经典继承机制，则可以更轻松地使用类语法。

8. 类的可用性

这篇文章中的类的一些特性有些还在分布第三阶段的提案中。在 2019 年底，类的特性分为以下两部分：

• 公共和私有实例字段是 Class fields proposal 建议的一部分
• 私有实例方法和访问器是 Class private methods proposal 建议的一部分
• 其余部分为ES6 标准的一部分。

9. 总结

JavaScript 类用构造函数初始化实例，定义字段和方法。甚至可以使用 static 关键字在类本身上附加字段和方法。

继承是使用 extends 关键字实现的:可以轻松地从父类创建子类， super 关键字用于从子类访问父类。

要利用封装，将字段和方法设为私有以隐藏类的内部细节，私有字段和方法名必须以 # 开头。

你对使用 #前 缀私有属性有何看法，欢迎留言讨论？

原文： https://dmitripavlutin.com/ja...

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