《javascript高级程序设计》学习笔记 | 8.4.类
发布于 12 天前 作者 simon9124 387 次浏览 来自 分享

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  • ES6 新引入class关键字具有正式定义类的能力,其背后使用的仍然是原型构造函数的概念

相关代码→

类定义

  • 与函数类型类似,定义类也有 2 种主要方式:类声明类表达式,2 种方式都是用class关键字加大括号
class Person {} // 类声明
var animal = class {} // 类表达式
  • 类表达式在被求值前不能引用(同函数表达式),类定义不能声明提升(与函数表达式不同)
console.log(FunctionDeclaration) // [Function: FunctionDeclaration],函数声明提前
function FunctionDeclaration() {}
console.log(ClassDeclaration) // ReferenceError: Cannot access 'ClassDeclaration' before initialization,类没有声明提前
class ClassDeclaration {}
  • 类受块级作用域限制(函数受函数作用域限制)
{
  function FunctionDeclaration2() {}
  class ClassDeclaration2 {}
}
console.log(FunctionDeclaration2) // [Function: FunctionDeclaration2]
console.log(ClassDeclaration2) // ReferenceError: ClassDeclaration2 is not defined

类的构成

  • 类可以包含构造函数方法实例方法获取函数设置函数静态类方法,也可以空类定义
  • 默认情况下,类定义中的代码都在严格模式下执行
  • 类名建议首字母大写(与构造函数一样),以区分类和实例
class Foo {} // 空类定义
class Bar {
  constructor() {} // 构造函数
  get myBaz() {} // 获取函数
  static myQux() {} // 静态方法
}
  • 把类表达式赋值给变量后,可以在类表达式作用域内部访问类表达式,并通过name属性取得类表达式的名称
var Person2 = class PersonName {
  identify() {
    console.log(PersonName) // 类表达式作用域内部,访问类表达式
    console.log(Person2.name, PersonName.name) // 类表达式作用域内部,访问类表达式的名称
    /* 
      [class PersonName]
      PersonName PersonName
    */
  }
}
var p = new Person2()
p.identify()
console.log(Person2.name) // PersonName
console.log(PersonName) // ReferenceError: PersonName is not defined,类表达式作用域外部,无法访问类表达式

类构造函数

  • 在类定义块内部用constructor关键字创建类的构造函数
    • 使用new操作符创建类的实例时,调用constructor方法
    • 构造函数的定义非必需不定义构造函数相当于将构造函数定义为空函数

实例化

  • 使用new操作符调用类的构造函数会执行如下操作(同构造函数):
    • 创建了一个新对象(实例)
    • 新对象内部的[[Prototype]]特性被赋值为构造函数的prototype属性(共同指向原型)
    • 将构造函数的作用域(即 this)赋给新对象
    • 执行构造函数中的代码(即:为这个对象添加新属性)
    • 返回新对象或非空对象
class Animal2 {}
class Person3 {
  constructor() {
    console.log('person ctor')
  }
}
class Vegetable {
  constructor() {
    this.color = 'orange'
  }
}
var a = new Animal2()
var p = new Person3() // 'person ctor'
var v = new Vegetable()
console.log(v.color) // 'orange'
  • 类实例化时,传入的参数会用做构造函数的参数(无参数则类名后可不加括号)
class Person4 {
  constructor(name) {
    console.log(arguments.length)
    this.name = name || null
  }
}

var p1 = new Person4() // 0,无参数,Person4后的括号也可省略
console.log(p1.name) // null
var p2 = new Person4('Jake') // 1
console.log(p2.name) // 'Jake'
  • 默认情况下,类构造函数会在执行后返回this对象(类实例),如果返回的不是this对象,则该对象用instanceof操作符检测时与类无关联
class Person5 {
  constructor() {
    this.foo = 'foo'
  }
}
var p3 = new Person5()
console.log(p3) // Person5 { foo: 'foo' },类实例
console.log(p3.__proto__) // {},类原型
console.log(p3.constructor) // [class Person5],类本身当作构造函数
console.log(Person5 === p3.constructor) // true
console.log(Person5.prototype === p3.__proto__) // true
console.log(p3 instanceof Person5) // true,p3是Person5的实例(Person5.prototype在p3的原型链上)

class Person6 {
  constructor() {
    return {
      bar: 'bar', // 返回一个全新的对象(不是该类的实例)
    }
  }
}
var p4 = new Person6()
console.log(p4) // { bar: 'bar' },不是Person6的类实例
console.log(p4.__proto__) // {},Object原型
console.log(p4.constructor) // [Function: Object],Object构造函数
console.log(Object === p4.constructor) // true
console.log(Object.prototype === p4.__proto__) // true
console.log(p4 instanceof Person6) // false,p4不是Person6的实例(Person6.prototype不在p4的原型链上)
  • 类构造函数构造函数主要区别是:类构造函数必须使用new操作符,普通构造函数可以不使用new操作符(当作普通函数调用)
function Person7() {} // 普通构造函数
class Animal3 {} // 类构造函数
var p5 = Person7() // 构造函数不使用new操作符,当作普通函数调用
var a1 = Animal3() // TypeError: Class constructor Animal3 cannot be invoked without 'new',类构造函数必须使用new操作符实例化
var a2 = new Animal3()
  • 类构造函数实例化后,会成为普通的实例方法,可以使用new操作符在实例上引用
class Person8 {
  constructor() {
    console.log('foo')
  }
}
var p6 = new Person8() // 'foo'
// p6.constructor() // TypeError: Class constructor Person8 cannot be invoked without 'new'
new p6.constructor() // 'foo'

把类当成特殊函数

  • 类是一种特殊函数,可用typeof操作符检测
console.log(typeof Person8) // function
  • 类标识具有prototype属性(指向原型),原型的constructor属性(默认)指向类自身
console.log(Person8.prototype) // {},原型
console.log(Person8.prototype.constructor) // [class Person8],类自身
console.log(Person8.prototype.constructor === Person8) // true
  • 可以使用instanceof操作符检查prototype指向的对象是否存在于类实例的原型链中
console.log(p6 instanceof Person8) // true,p6是Person8的实例
  • 使用new操作符调用类本身时,类本身被当成构造函数,类实例的constructor指向类本身
  • 使用new操作符调用类构造函数时,**类构造函数(constructor())**被当成构造函数,类实例的constructor指向 Function 构造函数
class Person9 {}
console.log(Person9.constructor) // [Function: Function],指向Function原型的constructor,即Function构造函数

var p7 = new Person9() // new调用类本身,类本身被当作构造函数
console.log(p7.constructor) // [class Person9],constructor指向构造函数,即类本身
console.log(p7.constructor === Person9) // true
console.log(p7 instanceof Person9) // true,p7是Person9的实例

var p8 = new Person9.constructor() // new调用类构造函数,类构造函数(constructor())被当作构造函数
console.log(p8.constructor) // [Function: Function],constructor指向构造函数,即Function构造函数
console.log(p8.constructor === Function) // true
console.log(p8 instanceof Person9.constructor) // true,p8是Person9.constructor的实例
  • 可以把类当作参数传递
let classList = [
  class {
    constructor(id) {
      this._id = id
      console.log(`instance ${this._id}`)
    }
  },
]
function createInstance(classDefinition, id) {
  return new classDefinition(id)
}
var foo = new createInstance(classList[0], 3141) // 'instance 3141'
  • 类可以立即实例化
var p9 = new (class Foo2 {
  constructor(x) {
    console.log(x) // 'bar'
  }
})('bar')
console.log(p9) // Foo2 {},类实例
console.log(p9.constructor) // [class Foo2],类本身

实例、原型和类成员

  • 类的语法可以非常方便定义应该存在于实例上原型上类本身的成员

实例成员

  • 类的构造函数(constructor())内部,可以为实例添加自有属性
  • 每个实例对应唯一的成员对象,所有成员不会在原型上共享
class Person10 {
  constructor() {
    this.name = new String('Jack')
    this.sayName = function () {
      console.log(this.name)
    }
    this.nickNames = ['Jake', 'J-Dog']
  }
}
var p10 = new Person10()
var p11 = new Person10()

console.log(p10.name) // [String: 'Jack'],字符串包装对象
console.log(p11.name) // [String: 'Jack'],字符串包装对象
console.log(p10.name === p11.name) // false,非同一个对象(不共享)
console.log(p10.sayName) // ƒ () { console.log(this.name) },function对象
console.log(p11.sayName) // ƒ () { console.log(this.name) },function对象
console.log(p10.sayName === p11.sayName) // false,非同一个对象(同理,不共享)
console.log(p10.nickNames === p11.nickNames) // false,同理↑

p10.name = p10.nickNames[0]
p11.name = p10.nickNames[1]
p10.sayName() // 'Jake',实例成员互不影响
p11.sayName() // 'J-Dog',实例成员互不影响

原型方法与访问器

  • 类块({})中定义的方法作为原型方法
class Person11 {
  constructor() {
    // 实例方法
    this.locate = () => {
      console.log('instance')
    }
  }
  locate() {
    // 原型方法
    console.log('prototype')
  }
  locate2() {
    // 原型方法
    console.log('prototype2')
  }
}
var p12 = new Person11()
p12.locate() // 'instance',实例方法遮盖原型方法
p12.__proto__.locate() // 'prototype'
p12.locate2() // 'prototype2'
  • 方法可以定义在类的构造函数类块中,属性不能定义在类块中
class Person12 {
  name: 'jack' // Uncaught SyntaxError: Unexpected identifier
}
  • 可以使用字符串符号计算的值,作为类方法的键
const symbolKey = Symbol('symbolKey')
class Person13 {
  stringKey() {
    // 字符串作为键
    console.log('stringKey')
  }
  [symbolKey]() {
    // 符号作为键
    console.log('symbolKey')
  }
  ['computed' + 'Key']() {
    // 计算的值作为建
    console.log('computedKey')
  }
}
  • 类块({})中定义获取和设置访问器
class Person14 {
  set setName(newName) {
    this._name = newName
  }
  get getName() {
    return this._name
  }
}
var p13 = new Person14()
p13.setName = 'Jake'
console.log(p13.getName) // 'Jake'

静态类方法

  • 类块({})中定义静态类方法,方法存在于类本身
  • 每个类只能有一个静态类成员
class Person15 {
  constructor() {
    // 添加到this的内容存在于不同实例上
    this.locate = () => {
      console.log('instance', this) // 此处的this为类实例
    }
  }
  locate() {
    // 定义在类的原型对象上
    console.log('prototype', this) // 此处的this为类原型
  }
  static locate() {
    // 定义在类本身上
    console.log('class', this) // 此处的this为类本身
  }
}
var p14 = new Person15()

p14.locate() // 'instance' Person15 { locate: [Function (anonymous)] }
p14.__proto__.locate() // 'prototype' {}
Person15.locate() // 'class' [class Person15]
  • 静态类方法非常适合作为实例工厂
class Person16 {
  constructor(age) {
    this._age = age
  }
  sayAge() {
    console.log(this._age)
  }
  static create() {
    return new Person16(Math.floor(Math.random() * 100))
  }
}
console.log(Person16.create()) // Person16 { _age: ... }

非函数原型和类成员

  • 可以在类定义外部,手动地在原型类上添加成员数据
  • 类定义没有显示支持添加数据成员的方法,实例应该独自拥有通过this引用的数据
class Person17 {
  sayName() {
    console.log(`${Person17.greeting} ${this.name}`)
  }
}
var p15 = new Person17()
Person17.greeting = 'My name is' // 在类上定义数据
Person17.prototype.name = 'Jake' // 在原型上定义数据
p15.sayName() // 'My name is Jake'

迭代器与生成器方法

  • 可在原型类本身上定义生成器方法
class Person18 {
  *createNicknameIterator() {
    // 在原型上定义生成器方法
    yield 'Jack'
    yield 'Jake'
    yield 'J-Dog'
  }
  static *createJobIterator() {
    // 在类本身定义生成器方法
    yield 'Butcher'
    yield 'Baker'
    yield 'Candlestick maker'
  }
}

var jobIter = Person18.createJobIterator() // 调用生成器函数,产生生成器对象
console.log(jobIter.next().value) // 'Butcher'
console.log(jobIter.next().value) // 'Baker'
console.log(jobIter.next().value) // 'Candlestick maker'

var p16 = new Person18()
var nicknameIter = p16.createNicknameIterator() // 调用生成器函数,产生生成器对象
console.log(nicknameIter.next().value) // 'Jack'
console.log(nicknameIter.next().value) // 'Jake'
console.log(nicknameIter.next().value) // 'J-Dog'
  • 生成器方法可作为默认迭代器,把类实例变成可迭代对象
class Person19 {
  constructor() {
    this.nickNames = ['Jack', 'Jake', 'J-Dog']
  }
  *[Symbol.iterator]() {
    // 生成器函数作为默认迭代器
    yield* this.nickNames.entries()
  }
}

var p17 = new Person19()
for (let [i, n] of p17) {
  console.log(i, n)
  /* 
    0 'Jack'
    1 'Jake'
    2 'J-Dog'
  */
}
  • 可直接返回迭代器实例
class Person20 {
  constructor() {
    this.nickNames = ['Jack', 'Jake', 'J-Dog']
  }
  [Symbol.iterator]() {
    // 返回迭代器实例
    return this.nickNames.entries()
  }
}
var p18 = new Person20()
for (let [i, n] of p18) {
  console.log(i, n)
  /* 
    0 'Jack'
    1 'Jake'
    2 'J-Dog'
  */
}

继承

  • ES6 支持类继承机制,使用的依旧是原型链

继承基础

  • ES6 类支持单继承,使用extends关键字可以继承任何拥有[[Construct]]和原型的对象(可继承普通构造函数
class Vehicle {}
class Bus extends Vehicle {} // 继承类
var b = new Bus()
console.log(b instanceof Bus) // true
console.log(b instanceof Vehicle) // true

function Person21() {}
class Engineer extends Person21 {} // 继承构造函数
var p19 = new Engineer()
console.log(p19 instanceof Engineer) // true
console.log(p19 instanceof Person21) // true
  • extends关键字可在类表达式中使用
var Bus2 = class extends Vehicle {}
  • 子类通过原型链访问父类父类原型上定义的方法,this值反映调用相应方法的实例
class Vehicle2 {
  identifyPrototype(id) {
    // 父类原型上定义的方法
    console.log(id, this)
  }
  static identifyClass(id) {
    // 父类本身定义的方法
    console.log(id, this)
  }
}
class Bus3 extends Vehicle2 {}

var v = new Vehicle2()
var b2 = new Bus3()

v.identifyPrototype('v') // 'v' Vehicle2 {},this为父类实例
b2.identifyPrototype('b') // 'b' Bus3 {},this为子类实例
v.__proto__.identifyPrototype('v') // 'v' {},this为父类原型
b2.__proto__.identifyPrototype('b') // 'b' Vehicle2 {},this为子类原型,即父类实例
Vehicle2.identifyClass('v') // v [class Vehicle2],this为父类本身
Bus3.identifyClass('b') // b [class Bus3 extends Vehicle2],this为子类本身

构造函数、HomeObject 和 super()

  • 子类构造函数中,可以通过super()调用父类构造函数
class Vehicle3 {
  constructor() {
    this.hasEngine = true
  }
}
class Bus4 extends Vehicle3 {
  constructor() {
    super() // 调用父类构造函数constructor
    console.log(this) // Bus4 { hasEngine: true },子类实例,已调用父类构造函数
    console.log(this instanceof Vehicle3) // true
    console.log(this instanceof Bus4) // true
  }
}
new Bus4()
  • 子类静态方法,可以通过super()调用父类静态方法
class Vehicle4 {
  static identifyV() {
    // 父类静态方法
    console.log('vehicle4')
  }
}
class Bus5 extends Vehicle4 {
  static identifyB() {
    // 子类静态方法
    super.identifyV() // 调用父类静态方法
  }
}
Bus5.identifyB() // 'vehicle4'
  • ES6 给类构造函数静态方法添加了内部特性[[HomeObject]],指向定义该方法的对象super始终会定义为[[HomeObject]]的原型

  • 使用super需注意几个问题:

    • super只能在子类构造函数子类静态方法中使用
    • 不能单独引用super关键字,要么调用构造函数,要么引用静态方法
    • 调用super()调用父类构造函数,并将返回的实例赋值给this
    • 调用super()时如需给父类构造函数传参,需手动传入
    • 子类未定义构造函数,则其实例化时**自动调用super()**并传入所有传给父类的参数
    • 调用super()前,不能在子类构造函数或静态方法里先引用this
    • 子类显式定义构造函数,则要么在其中调用super(),要么在其中返回新对象
class Vehicle5 {
  constructor(id) {
    // super() // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here,super只能在子类构造函数和子类静态方法中使用
    this.id = id
  }
}
class Bus6 extends Vehicle5 {
  constructor(id) {
    // console.log(super) // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here,不能单独引用super
    // console.log(this) // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor,调用super()之前不能引用this
    super(id) // 调用父类构造函数,手动给父类构造函数传参,并将返回的实例赋给this(子类实例)
    console.log(this) // Bus6 { id: 5 },子类实例
    console.log(this instanceof Vehicle5) // true
    console.log(this instanceof Bus6) // true
  }
}
new Bus6(5)

class Bus7 extends Vehicle5 {} // 子类未定义构造函数
console.log(new Bus7(6)) // Bus7 { id: 6 },实例化时自动调用super()并传参

class Bus8 extends Vehicle5 {
  // constructor() {} // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
  constructor(id) {
    super(id) // 子类显式定义构造函数,要么调用super()
  }
}
class Bus9 extends Vehicle5 {
  // constructor() {} // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
  constructor(id) {
    return {} // 子类显式定义构造函数,要么返回其他对象
  }
}
console.log(new Bus8(7)) // Bus8 { id: 7 },子类实例
console.log(new Bus9(8)) // {},返回新对象

抽象基类

  • 可设置父类仅供子类继承,本身不会被实例化,通过new.target检测是否为抽象基类
  • 可在父类要求子类必须定义某方法,通过this检查相应方法是否存在
class Vehicle6 {
  constructor() {
    console.log(new.target)
    if (new.target === Vehicle6) {
      // 阻止抽象基类被实例化
      throw new Error('Vehicle6 cannot be directly instantiated')
    }
    if (!this.foo) {
      // 要求子类必须定义foo()方法
      throw new Error('Inheriting class must define foo()')
    }
  }
}
class Bus10 extends Vehicle6 {} // 子类未定义foo()方法
class Bus11 extends Vehicle6 {
  // 子类定义了foo()方法
  foo() {}
}

// new Vehicle6() // [class Vehicle6],Error: Vehicle6 cannot be directly instantiated
// new Bus10() // [class Bus10 extends Vehicle6],Error: Inheriting class must define foo()
new Bus11() // [class Bus11 extends Vehicle6]

继承内置类型

  • 可以使用类继承扩展内置类型
class SuperArray extends Array {
  // 在子类原型上追加方法:任意洗牌
  shuffle() {
    for (let i = this.length - 1; i > 0; i--) {
      const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1))
      ;[this[i], this[j]] = [this[j], this[i]]
    }
  }
}
var a = new SuperArray(1, 2, 3, 4, 5)
console.log(a instanceof Array) // true,a是Array的实例
console.log(a instanceof SuperArray) // true,a是SuperArray的实例
console.log(a) // SuperArray(5) [ 1, 2, 3, 4, 5 ]
a.shuffle()
console.log(a) // SuperArray(5) [ 3, 1, 2, 5, 4 ]
  • 内置类型的有些方法返回新实例,默认情况下返回实例类型与原始实例类型一致
var a1 = new SuperArray(1, 2, 3, 4, 5)
var a2 = a1.filter((x) => !!(x % 2)) // filter方法返回新的实例,实例类型与a1的一致
console.log(a1) // SuperArray(5) [ 1, 2, 3, 4, 5 ]
console.log(a2) // SuperArray(3) [ 1, 3, 5 ]
console.log(a1 instanceof SuperArray) // true
console.log(a2 instanceof SuperArray) // true
  • 可以用Symbol.species定义静态获取器getter方法覆盖内置类型的方法新创建实例时返回的类
class SuperArray2 extends Array {
  // Symbol.species定义静态获取器方法,覆盖新创建实例时返回的类
  static get [Symbol.species]() {
    return Array // 内置类型的方法新创建实例时,返回Array类型
  }
}
var a3 = new SuperArray2(1, 2, 3, 4, 5)
var a4 = a3.filter((x) => !!(x % 2)) // filter方法返回新的实例,实例类型已被覆盖(Array)
console.log(a3) // SuperArray(5) [ 1, 2, 3, 4, 5 ]
console.log(a4) // [ 1, 3, 5 ]
console.log(a3 instanceof SuperArray2) // true
console.log(a4 instanceof SuperArray2) // false

类混入

  • extends关键字后面除了可以是父类,还可以是任何可以解析为一个类或构造函数的表达式
class Vehicle7 {}
function getParentClass() {
  console.log('evaluated expression')
  return Vehicle7 // 表达式被解析为Vehicle7类
}
class Bus12 extends getParentClass {}
new Bus12() // 'evaluated expression'
  • 可以通过混入模式,在一个表达式连缀多个混入元素,该表达式最终解析为一个可以被继承的类
class Vehicle8 {}
let FooMixin = (SuperClass) =>
  // 表达式接收超类作为参数,返回子类
  class extends SuperClass {
    // 子类原型追加方法
    foo() {
      console.log('foo')
    }
  }
let BarMixin = (SuperClass) =>
  // 表达式接收超类作为参数,返回子类
  class extends SuperClass {
    // 子类原型追加方法
    bar() {
      console.log('bar')
    }
  }

class Bus13 extends BarMixin(FooMixin(Vehicle8)) {} // 嵌套逐级继承:FooMixin继承Vehicle8,BarMixin继承FooMixin,Bus13继承BarMixin
var b3 = new Bus13()
console.log(b3) // Bus13 {},子类实例
b3.foo() // 'foo',继承了超类原型上方法
b3.bar() // 'bar',继承了超类原型上方法
  • 通过写一个辅助函数,把嵌套调用展开
function mix(BaseClass, ...Mixins) {
  /* 
    reduce接收2个参数:对每一项都会运行的归并函数、归并起点的初始值(非必填)
    归并函数接收4个参数:上一个归并值、当前项、当前索引、数组本身
  */
  return Mixins.reduce(
    (pre, cur) => cur(pre), // 归并方法:执行当前项方法,参数为上个归并值
    BaseClass // 归并初始值
  )
}
class Bus14 extends mix(Vehicle7, FooMixin, BarMixin) {}
var b4 = new Bus14()
console.log(b4) // Bus14 {}
b4.foo() // 'foo'
b4.bar() // 'bar'

总结 & 问点

  • 如何定义 JS 的类?类和函数有哪些异同?
  • 类可以包含哪些内容?如何访问类表达式及其名称?
  • 类实例化时内部历经哪些步骤?类构造函数默认返回什么?若返回一个新对象会有什么印象?
  • 类构造函数与普通构造函数的主要区别是什么?
  • 类属于什么数据类型?其 prototype 和 constructor 分别指向什么?使用 new 操作符调用类本身和类构造函数有什么区别?
  • 写 2 段代码,分别表述“类当作参数”及“类立即实例化”
  • 如何定义类的实例成员、原型方法、访问器方法、静态类方法?其又分别定义在类的什么位置(实例/原型/类本身)?
  • 写 1 段代码,使用静态类方法作为实例工厂
  • 如何手动添加类成员数据?为什么类定义中不显示支持添加数据成员?
  • 生成器方法可以定义在类的什么位置?写 1 段代码,在类定义时添加生成器方法,并将其作为默认迭代器
  • 类可以通过 extends 关键字继承哪些对象?extends 后面可以是哪些元素?子类通过原型链可以访问父类哪里的方法?
  • super 关键字的作用和用法是什么?其使用时有哪些注意点?
  • 如何定义抽象基类?其作用是什么?
  • 写一段代码,用类继承扩展内置对象 Array,且子类调用 concat()方法后返回 Array 实例类型
  • 写一段代码,用混入模式的嵌套调用实现多个类的逐级继承,再用辅助函数实现嵌套展开
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