ECMAScript6笔记：Class

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-07-14 02:23 191阅读 0赞

## Class基本语法 ##

**概述**

JavaScript语言的传统方法是通过构造函数，定义并生成新对象。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“类”改写，就是下面这样。

//定义类
    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。

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。

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

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。

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。

**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。

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。

类的构造函数，不使用new是没法调用的，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'

**类的实例对象**

生成类的实例对象的写法，与ES5完全一样，也是使用new命令。如果忘记加上new，像函数那样调用Class，将会报错。

// 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

上面代码中，x和y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。

这也意味着，可以通过实例的\_\_proto\_\_属性为Class添加方法。

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"

**不存在变量提升**

Class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。

**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MyClass而不是Me，Me只在Class的内部代码可用，指代当前类。

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。

采用Class表达式，可以写出立即执行的Class。

上面代码中，person是一个立即执行的类的实例。

**私有方法**

私有方法是常见需求，但ES6不提供，只能通过变通方法模拟实现。

一种做法是在命名上加以区别。

class Widget {
    
      // 公有方法
      foo (baz) {
        this._bar(baz);
      }
    
      // 私有方法
      _bar(baz) {
        return this.snaf = baz;
      }
    
      // ...
    }

上面代码中，\_bar方法前面的下划线，表示这是一个只限于内部使用的私有方法。但是，这种命名是不保险的，在类的外部，还是可以调用到这个方法。

另一种方法就是索性将私有方法移出模块，因为模块内部的所有方法都是对外可见的。

class Widget {
      foo (baz) {
        bar.call(this, baz);
      }
    
      // ...
    }
    
    function bar(baz) {
      return this.snaf = baz;
    }

上面代码中，foo是公有方法，内部调用了bar.call(this, baz)。这使得bar实际上成为了当前模块的私有方法。

还有一种方法是利用Symbol值的唯一性，将私有方法的名字命名为一个Symbol值。

**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，因为找不到print方法而导致报错。

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);
      }
    
      // ...
    }

还有一种解决方法是使用Proxy，获取方法的时候，自动绑定this。

**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。

**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。

## Class的继承 ##

**基本用法**

Class之间可以通过extends关键字实现继承，这比ES5的通过修改原型链实现继承，要清晰和方便很多。

class ColorPoint extends Point { }

上面代码定义了一个ColorPoint类，该类通过extends关键字，继承了Point类的所有属性和方法。但是由于没有部署任何代码，所以这两个类完全一样，等于复制了一个Point类。下面，我们在ColorPoint内部加上代码。

class ColorPoint extends Point { 
      constructor(x, y, color) {
        super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)
        this.color = color;
      }
    
      toString() {
        return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()
      }
    }

上面代码中，constructor方法和toString方法之中，都出现了super关键字，它在这里表示父类的构造函数，用来新建父类的this对象。

子类必须在constructor方法中调用super方法，否则新建实例时会报错。这是因为子类没有自己的this对象，而是继承父类的this对象，然后对其进行加工。如果不调用super方法，子类就得不到this对象。

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。

如果子类没有定义constructor方法，这个方法会被默认添加，代码如下。也就是说，不管有没有显式定义，任何一个子类都有constructor方法。

另一个需要注意的地方是，在子类的构造函数中，只有调用super之后，才可以使用this关键字，否则会报错。这是因为子类实例的构建，是基于对父类实例加工，只有super方法才能返回父类实例。

**类的prototype属性和*\_proto\_*属性**

大多数浏览器的ES5实现之中，每一个对象都有\_\_proto\_\_属性，指向对应的构造函数的prototype属性。Class作为构造函数的语法糖，同时有prototype属性和\_\_proto\_\_属性，因此同时存在两条继承链。

（1）子类的\_\_proto\_\_属性，表示构造函数的继承，总是指向父类。

（2）子类prototype属性的\_\_proto\_\_属性，表示方法的继承，总是指向父类的prototype属性。

class A { 
    }
    
    class B extends A { 
    }
    
    B.__proto__ === A // true
    B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

这两条继承链，可以这样理解：作为一个对象，子类（B）的原型（\_\_proto\_\_属性）是父类（A）；作为一个构造函数，子类（B）的原型（prototype属性）是父类的实例。

Object.create(A.prototype);
    // 等同于
    B.prototype.__proto__ = A.prototype;

**Extends 的继承目标**

extends关键字后面可以跟多种类型的值。

class B extends A { 
    }

上面代码的A，只要是一个有prototype属性的函数，就能被B继承。由于函数都有prototype属性（除了Function.prototype函数），因此A可以是任意函数。

**Object.getPrototypeOf()**

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
    // true

**super 关键字**

super这个关键字，既可以当作函数使用，也可以当作对象使用。在这两种情况下，它的用法完全不同。

第一种情况，super作为函数调用时，代表父类的构造函数。ES6 要求，子类的构造函数必须执行一次super函数。

class A { }
    
    class B extends A { 
      constructor() {
        super();
      }
    }

上面代码中，子类B的构造函数之中的super()，代表调用父类的构造函数。这是必须的，否则 JavaScript 引擎会报错。super虽然代表了父类A的构造函数，但是返回的是子类B的实例，即super内部的this指的是B，因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)。

注意，作为函数时，super()只能用在子类的构造函数之中，用在其他地方就会报错。

第二种情况，super作为对象时，指向父类的原型对象。

class A { 
      p() {
        return 2;
      }
    }
    
    class B extends A { 
      constructor() {
        super();
        console.log(super.p()); // 2
      }
    }
    
    let b = new B();

上面代码中，子类B当中的super.p()，就是将super当作一个对象使用。这时，super指向A.prototype，所以super.p()就相当于A.prototype.p()。

这里需要注意，由于super指向父类的原型对象，所以定义在父类实例上的方法或属性，是无法通过super调用的。

class A { 
      constructor() {
        this.p = 2;
      }
    }
    
    class B extends A { 
      get m() {
        return super.p;
      }
    }
    
    let b = new B();
    b.m // undefined

上面代码中，p是父类A实例的属性，super.p就引用不到它。

如果属性定义在父类的原型对象上，super就可以取到。

class A { }
    A.prototype.x = 2;
    
    class B extends A { 
      constructor() {
        super();
        console.log(super.x) // 2
      }
    }
    
    let b = new B();

上面代码中，属性x是定义在A.prototype上面的，所以super.x可以取到它的值。

ES6 有一个特别规定，就是通过super调用父类的方法时，super会绑定子类的this。

class A { 
      constructor() {
        this.x = 1;
      }
      print() {
        console.log(this.x);
      }
    }
    
    class B extends A { 
      constructor() {
        super();
        this.x = 2;
      }
      m() {
        super.print();
      }
    }
    
    let b = new B();
    b.m() // 2

上面代码中，super.print()虽然调用的是A.prototype.print()，但是A.prototype.print()会绑定子类B的this，导致输出的是2，而不是1。也就是说，实际上执行的是super.print.call(this)。

由于绑定子类的this，所以如果通过super对某个属性赋值，这时super就是this，赋值的属性会变成子类实例的属性。

class A { 
      constructor() {
        this.x = 1;
      }
    }
    
    class B extends A { 
      constructor() {
        super();
        this.x = 2;
        super.x = 3;
        console.log(super.x); // undefined
        console.log(this.x); // 3
      }
    }
    
    let b = new B();

注意，使用super的时候，必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用，否则会报错。

class A { }
    
    class B extends A { 
      constructor() {
        super();
        console.log(super); // 报错
      }
    }

最后，由于对象总是继承其他对象的，所以可以在任意一个对象中，使用super关键字。

**实例的*\_proto\_*属性**

子类实例的\_\_proto\_\_属性的\_\_proto\_\_属性，指向父类实例的\_\_proto\_\_属性。也就是说，子类的原型的原型，是父类的原型。

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

因此，通过子类实例的\_\_proto\_\_.\_\_proto\_\_属性，可以修改父类实例的行为。

## 原生构造函数的继承 ##

原生构造函数是指语言内置的构造函数，通常用来生成数据结构。ECMAScript的原生构造函数大致有下面这些。

Boolean()
    Number()
    String()
    Array()
    Date()
    Function()
    RegExp()
    Error()
    Object()

以前，这些原生构造函数是无法继承的，比如，不能自己定义一个Array的子类。

function MyArray() { 
      Array.apply(this, arguments);
    }
    
    MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
      constructor: {
        value: MyArray,
        writable: true,
        configurable: true,
        enumerable: true
      }
    });

上面代码定义了一个继承Array的MyArray类。但是，这个类的行为与Array完全不一致。

var colors = new MyArray();
    colors[0] = "red";
    colors.length  // 0
    
    colors.length = 0;
    colors[0]  // "red"

之所以会发生这种情况，是因为子类无法获得原生构造函数的内部属性，通过Array.apply()或者分配给原型对象都不行。原生构造函数会忽略apply方法传入的this，也就是说，原生构造函数的this无法绑定，导致拿不到内部属性。

ES6允许继承原生构造函数定义子类，因为ES6是先新建父类的实例对象this，然后再用子类的构造函数修饰this，使得父类的所有行为都可以继承。下面是一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array { 
      constructor(...args) {
        super(...args);
      }
    }
    
    var arr = new MyArray();
    arr[0] = 12;
    arr.length // 1
    
    arr.length = 0;
    arr[0] // undefined

上面代码定义了一个MyArray类，继承了Array构造函数，因此就可以从MyArray生成数组的实例。这意味着，ES6可以自定义原生数据结构（比如Array、String等）的子类，这是ES5无法做到的。

上面这个例子也说明，extends关键字不仅可以用来继承类，还可以用来继承原生的构造函数。因此可以在原生数据结构的基础上，定义自己的数据结构。下面就是定义了一个带版本功能的数组。

class VersionedArray extends Array {
      constructor() {
        super();
        this.history = [[]];
      }
      commit() {
        this.history.push(this.slice());
      }
      revert() {
        this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
      }
    }
    
    var x = new VersionedArray();
    
    x.push(1);
    x.push(2);
    x // [1, 2]
    x.history // [[]]
    
    x.commit();
    x.history // [[], [1, 2]]
    x.push(3);
    x // [1, 2, 3]
    
    x.revert();
    x // [1, 2]

注意，继承Object的子类，有一个行为差异。

class NewObj extends Object{ 
      constructor(){
        super(...arguments);
      }
    }
    var o = new NewObj({attr: true});
    console.log(o.attr === true);  // false

上面代码中，NewObj继承了Object，但是无法通过super方法向父类Object传参。这是因为ES6改变了Object构造函数的行为，一旦发现Object方法不是通过new Object()这种形式调用，ES6规定Object构造函数会忽略参数。

## Class的取值函数（getter）和存值函数（setter） ##

与ES5一样，在Class内部可以使用get和set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。

## Class的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。

## Class的静态方法 ##

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。

父类的静态方法，可以被子类继承。

静态方法也是可以从super对象上调用的。

## Class的静态属性和实例属性 ##

静态属性指的是Class本身的属性，即Class.propname，而不是定义在实例对象（this）上的属性。

class Foo { 
    }
    
    Foo.prop = 1;
    Foo.prop // 1

上面的写法为Foo类定义了一个静态属性prop。

目前，只有这种写法可行，因为ES6明确规定，Class内部只有静态方法，没有静态属性。

ES7有一个静态属性的提案，目前Babel转码器支持。

这个提案对实例属性和静态属性，都规定了新的写法。

## new.target属性 ##

new是从构造函数生成实例的命令。ES6为new命令引入了一个new.target属性，（在构造函数中）返回new命令作用于的那个构造函数。如果构造函数不是通过new命令调用的，new.target会返回undefined，因此这个属性可以用来确定构造函数是怎么调用的。

上面代码确保构造函数只能通过new命令调用。

Class内部调用new.target，返回当前Class。

class Rectangle { 
      constructor(length, width) {
        console.log(new.target === Rectangle);
        this.length = length;
        this.width = width;
      }
    }
    
    var obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true

需要注意的是，子类继承父类时，new.target会返回子类。

利用这个特点，可以写出不能独立使用、必须继承后才能使用的类。

class Shape { 
      constructor() {
        if (new.target === Shape) {
          throw new Error('本类不能实例化');
        }
      }
    }
    
    class Rectangle extends Shape { 
      constructor(length, width) {
        super();
        // ...
      }
    }
    
    var x = new Shape();  // 报错
    var y = new Rectangle(3, 4);  // 正确

注意，在函数外部，使用new.target会报错。

## Mixin模式的实现 ##

Mixin模式指的是，将多个类的接口“混入”（mix in）另一个类。它在ES6的实现如下。

上面代码的mix函数，可以将多个对象合成为一个类。使用的时候，只要继承这个类即可。

class DistributedEdit extends mix(Loggable, Serializable) { 
      // ...
    }