深入理解JavaScript和TypeScript中的class

前言

对于一个前端开发者来说，很少用到 class ，因为在 JavaScript 中更多的是函数式编程，抬手就是一个 function，几乎不见 class 或 new 的踪影。所以设计模式也是大多数前端开发者的一个短板。

最近在学习 Angular 的过程中发现其大量的运用了 class，不得不佩服，Angular 确实是一个优秀的、值得深入研究的框架。

本文将简单的介绍一下 JavaScript 和 TypeScript 中的 class。

基本概念

在介绍 class 之前，要先介绍一些基本的概念。

1、静态成员

类自身的成员，可以继承，但实例无法访问，一般多见于工具类，比如在jQuery时代最常见的 $.ajax ，ajax 便是 $ 的静态方法，使用方便，不需要再通过 new 或者函数调用的得到一个新实例。

2、私有成员

类内部的成员，一般是不能继承的，只能在内部使用，实例无法访问，有一点点像闭包内部的变量，但是还是一定的差别，目前 JavaScript 无法直接定义私有成员，只能通过其它方式辅助实现。

3、getter/setter

存取器属性，当我们访问或者修改一个实例的属性的时候，我们可通过存取器属性拦截这两个操作，从而做一些其它的事情，vue正是通过这个api来实现对数据变化的追踪。

4、实例成员

指 new 出来的实例所具有的成员，可以被继承，也是通过这个特性实现了代码的复用。

5、抽象类，抽象方法

抽象类指不可以被实例化的类，通过 new 关键字调用会报错，一般都被设计成父类。

抽象方法，只提供方法的名称，参数和返回值，不负责实现，具体的实现由子类去完成，如果一个子类继承于抽象类，那么这个子类必须实现父类所有的抽象方法，否则会报错。

这两个概念在 JavaScript 都无法直接实现，但在 TypeScript 或其它面向对象语言中可以轻松实现，另外这个特性也是用于实现多态的重要手段。

案例介绍

为了更好的介绍 class，本文将采用三个类来做例子，分别是 Person、Chinese、American。从字面上可以很快的知道： Person 是父类(基类) ，Chinese 和 American 是子类(派生类) 。

Person 有 name、age、gender 三个属性，sayHello 方法和 fullName 存取器属性。同时 Person 还有一些静态成员和私有成员，由于实在太难想例子了，所以就用 foo、bar、x、y、z 这些来代替吧。

作为子类的 Chinese 和 American 继承了 Person 的实例成员和静态成员。同时它们自身也有一些自己的方法和属性:

Chinese 有 kungfu 属性，会习武 martial。

American 有 twitter，还可以 sendTwitter。

接下来我们就分别使用 JavaScript 和 TypeScript 来实现这个案例。

JavaScript 中的 class

JavaScript 中的 class 要分开说，在 ES6 中提供了两个关键字 class 和 extends ，虽然它们只是语法糖，底层还是再利用 prototype 实现继承的，但是不能否认，这中写法确实让代码更清晰，更易读。

ES6 中的 class

class Person {
 // #x = '私有属性x';
 // static x = '静态属性x';
 // name;
 // age;
 // gender;

 // 上面的写法还在提案中，并没有成为正式标准，不过变化的可能性已经不大了。
 // 顺便吐槽一下，用 # 表示私有成员，真的是很无语.

 /**
  * Person的静态方法，可以被子类继承
  * 可以通过 this 访问静态成员
  */
 static foo() {
  console.log(`类 ${this.name} 有一个 ${this.x}`);
 }

 constructor(name, age, gender) {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.gender = gender;
 }

 /**
  * 数据存储器，可以访问实例成员，子类的实例可以继承
  * 以通过 this 访问实例成员
  */
 get fullName() {
  const suffix = this.gender === '男' ? '先生' : '女士';
  return this.name + suffix;
 }

 set fullName(value) {
  console.log(`你已改名为 ${value} `);
 }

 /**
  * Person的实例方法，可以被子类的实例继承
  * 可以通过 this 访问实例成员
  */
 sayHello() {
  console.log(`你好我是 ${this.fullName} ,我 ${this.age} 岁了`);
 }
}
Person.x = '静态属性x';

class Chinese extends Person {
 static bar() {
  console.log(`类 ${this.name} 的父类是 ${super.name}`);
  super.foo();
 }

 constructor(name, age, gender, kungfu) {
  super(name, age, gender);
  this.kungfu = kungfu;
 }

 martial() {
  console.log(`${this.name} 正在修炼 ${this.kungfu} `);
 }
}

class American extends Person {

 // static y = '静态属性y';

 static bar() {
  console.log(`类 ${this.name} 有自己的 ${this.y} ，还继承了父类 ${super.name} 的 ${super.x}`);
 }

 constructor(name, age, gender, twitter) {
  super(name, age, gender);
  this.twitter = twitter;
 }

 sendTwitter(msg) {
  console.log(`${this.name} : `);
  console.log(` ${msg}`);
 }
}

American.y = '静态属性y';
Person.x;  // 静态属性x
Person.foo(); // 类 Person 有一个 静态属性x

Chinese.x;  // 静态属性x
Chinese.foo(); // 类 Chinese 有一个 静态属性x
Chinese.bar(); // 类 Chinese 的父类是 Person

American.x;  // 静态属性x
American.y;  // '静态属性y
American.foo(); // 类 American 有一个 静态属性x
American.bar(); // 类 American 有自己的 静态属性y ，还继承了父类 Person 的 静态属性x

const p = new Person('Lucy', 20, '女');
const c = new Chinese('韩梅梅', 18, '女', '咏春拳');
const a = new American('特朗普', 72, '男', 'Donald J. Trump');

c.sayHello(); // 你好我是 韩梅梅女士 ,我 18 岁了
c.martial(); // 韩梅梅 正在修炼 咏春拳 
a.sayHello(); // 你好我是 特朗普先生 ,我 72 岁了
a.sendTwitter('推特治国'); // 特朗普 : 推特治国

ES6 之前的 class

ES5 的继承，实质是先创造子类的实例对象 this，

然后再将父类的方法添加到 this 上面 Parent.apply(this) 。

ES6 的继承机制完全不同，实质是先创造父类的实例对象 this，所以必须先调用 super 方法，

然后再用子类的构造函数修改this。

为了实现继承，我们需要先实现一个 extendsClass 函数，它的作用是让子类继承父类的静态成员和实例成员。

function extendsClass(parent, child) {
 // 防止子类和父类相同名称的成员被父类覆盖
 var flag = false;

 // 继承静态成员
 for (var k in parent) {
  flag = k in child;
  if (!flag) {
   child[k] = parent[k];
  }
 }

 // 继承父类prototype上的成员
 // 用一个新的构造函数切断父类和子类之间的数据共享
 var F = function () { }
 F.prototype = parent.prototype;
 var o = new F();
 for (var k in o) {
  flag = k in child.prototype;
  if (!flag) {
   child.prototype[k] = o[k];
  }
 }
}

function Person(name, age, gender) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 this.gender = this.gender;
 // 如果将 getter/setter 写在 prototype 会获取不到
 Object.defineProperty(this, 'fullName', {
  get: function () {
   var suffix = this.gender === '男' ? '先生' : '女士';
   return this.name + suffix;
  },
  set: function () {
   console.log('你已改名为 ' + value + ' ');
  },
 });
}

Person.x = '静态属性x';
Person.foo = function () {
 console.log('类 ' + this.name + ' 有一个 ' + this.x);
}

Person.prototype = {
 constructor: Person,
 // get fullName() { },
 // set fullName(value) { },
 sayHello: function () {
  console.log('你好我是 ' + this.fullName + ' ,我 ' + this.age + ' 了');
 },
};

function Chinese(name, age, gender, kungfu) {
 // 用call改变this指向，实现继承父类的实例属性
 Person.call(this, name, age, gender);
 this.kungfu = kungfu;
}

Chinese.bar = function () {
 console.log('类 ' + this.name + ' 的父类是 ' + Person.name);
 Person.foo();
}

Chinese.prototype = {
 constructor: Chinese,
 martial: function () {
  console.log(this.name + ' 正在修炼 ' + this.kungfu + ' ');
 }
};

extendsClass(Person, Chinese);

function American(name, age, gender, twitter) {
 Person.call(this, name, age, gender);
 this.twitter = twitter;
}

American.y = '静态属性y';
American.bar = function () {
 console.log('类 ' + this.name + ' 有自己的 ' + this.y + ' ，还继承了父类 ' + Person.name + ' 的 ' + Person.x);
}

American.prototype = {
 constructor: American,
 sendTwitter: function (msg) {
  console.log(this.name + ' : ');
  console.log(' ' + msg);
 }
};

extendsClass(Person, American);

TypeScript 中的 class

讲完了 JavaScript 中的类，还是没有用到抽象类，抽象方法，私有方法这三个概念，由于 JavaScript 语言的局限性，想要实现这三种概念是很困难的，但是在 TypeScript 可以轻松的实现这一特性。

首先我们稍微修改一下例子中的描述，Person 是抽象类，因为一个正常的人肯定是有国籍的，Person 的 sayHello 方法是抽象方法，因为每个国家打招呼的方式不一样。另外一个人的性别是只能读取，不能修改的，且是确定的是，不是男生就是女生，所以还要借助一下枚举。

enum Gender {
 female = 0,
 male = 1
};

abstract class Person {
 private x: string = '私有属性x，子类和实例都无法访问';
 protected y: string = '私有属性y，子类可以访问，实例无法访问';

 name: string;
 public age: number;
 public readonly gender: Gender; // 用关键字 readonly 表明这是一个只读属性

 public static x: string = '静态属性x';
 public static foo() {
  console.log(`类 ${this.name} 有一个 ${this.x}`);
 }

 constructor(name: string, age: number, gender: Gender) {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.gender = gender;
 }

 get fullName(): string {
  const suffix = this.gender === 1 ? '先生' : '女士';
  return this.name + suffix;
 }

 set FullName(value: string) {
  console.log(`你已改名为 ${value} `);
 }

 // 抽象方法，具体实现交由子类完成
 abstract sayHello(): void;
}

class Chinese extends Person {
 public kungfu: string;
 public static bar() {
  console.log(`类 ${this.name} 的父类是 ${super.name}`);
  super.foo();
 }

 public constructor(name: string, age: number, gender: Gender, kungfu: string) {
  super(name, age, gender);
  this.kungfu = kungfu;
 }

 public sayHello(): void {
  console.log(`你好我是 ${this.fullName} ,我 ${this.age} 岁了`);
 }

 public martial() {
  console.log(`${this.name} 正在修炼 ${this.kungfu} `);
 }
}

class American extends Person {
 static y = '静态属性y';
 public static bar() {
  console.log(`类 ${this.name} 有自己的 ${this.y} ，还继承了父类 ${super.name} 的 ${super.x}`);
 }

 public twitter: string;

 public constructor(name: string, age: number, gender: Gender, twitter: string) {
  super(name, age, gender);
  this.twitter = twitter;
 }

 public sayHello(): void {
  console.log(`Hello, I am ${this.fullName} , I'm ${this.age} years old`);
 }

 public sendTwitter(msg: string): void {
  console.log(`${this.name} : `);
  console.log(` ${msg}`);
 }
}

Person.x;  // 静态属性x
Person.foo(); // 类 Person 有一个 静态属性x

Chinese.x;  // 静态属性x
Chinese.foo(); // 类 Chinese 有一个 静态属性x
Chinese.bar(); // 类 Chinese 的父类是 Person

American.x;  // 静态属性x
American.y;  // '静态属性y
American.foo(); // 类 American 有一个 静态属性x
American.bar(); // 类 American 有自己的 静态属性y ，还继承了父类 Person 的 静态属性x

const c: Chinese = new Chinese('韩梅梅', 18, Gender.female, '咏春拳');
const a: American = new American('特朗普', 72, Gender.male, 'Donald J. Trump');

c.sayHello(); // 你好我是 韩梅梅女士 ,我 18 岁了
c.martial(); // 韩梅梅 正在修炼 咏春拳 
a.sayHello(); // Hello, I am 特朗普先生 , I'm 72 years old
a.sendTwitter('推特治国'); // 特朗普 : 推特治国

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。