TS快速上手面向对象OOP - 封装 - 继承 - 多态

Posted 2023-02-18 YK菌

文章目录

• 面向对象
• • 类
• 面向对象三大基本特征
• • 继承
  • • 方法的重写
    • 抽象类（`abstract class`）
  • 封装
  • • 访问修饰符（TS）
    • 只读属性
    • 静态方法/属性
    • 属性存取器
  • 多态
  • • this类型
• 参考文献
• • TS基础系列相关博文

面向对象

面向对象是一种优秀的程序设计方法，它的基本思想是使用类、对象、继承、封装、消息等基本概念进行程序设计。

传统的面向对象编程（OOP Object-Oriented Programming）语言（例如Java）基本都是基于类的，而javascript是通过原型与构造函数来模拟实现类。好在 ES6 出现一些新语法糖，使得 JavaScript 拥有了 class 关键字。虽然本质依然是构造函数，但是这使得开发者可以更加方便的定义类和使用继承。但是 ES6 的 class 语法依然有一些比如修饰符和抽象类的特性还没有加入。

在了解面向对象之前，我们首先要了解什么是对象，有这么一种说法：你所接触的一切都是对象，其实准确点来说，对象 就是一个自包含的实体，用一组可识别的特性（属性）和行为（方法）来标识。程序中的对象就是对现实世界中具体实体的抽象。而 类 就是具有相同属性和功能的对象的抽象的集合。

所以，我们一般是先创建 类，然后通过实例化 类 来得到 对象。

【Tips】在JavaScript中类与函数的两点区别：

1. 函数受函数作用域限制，而类受块作用域限制
2. 函数声明可以提升，而类定义不能

类

比如我们面向 猫 这个对象，我们需要将对象的公共部分抽取出来，形成一个类。

类可以包含构造函数方法、实例方法、获取函数、设置函数和静态类方法

创建一个猫的类，提供一些属性（特性）和方法（行为）

class Cat
  // 属性的类型声明，在TS中必须有初始值，或者在构造函数中初始化
  name: string
  age: number
  
  // 构造函数方法
  constructor(name: string) 
    // 初始化属性
    this.name = name
    this.age = 3
  
  
  // 方法
  sayHi(): void
    console.log(`喵，我是 $this.name`)
  

实例化出一个对象

let Tom = new Cat("Tom") // 创建Cat类的实例
console.log(Tom) // Cat:  "name": "Tom", "age": 3  （实例上只有属性）
Tom.say() // "喵，我是Tom" （方法在原型上，所以调用可以通过原型链访问到）

面向对象三大基本特征

面向对象方法具有三个基本特征：封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）和 多态（Polymorphism）

继承

继承，在继承机制下形成有层级的类，使得低层级的类可以延用高层级类的特征和方法。继承的实现方式有两种：实现继承、接口继承。

• 实现继承：直接使用基类公开的属性和方法，无需额外编码。
• 接口继承：仅使用接口公开的属性和方法名称，需要子类实现。

也就是说，继承有以下目的：

• 复用代码，减少类的冗余代码，减少开发工作量。
• 使得类与类之间产生关系，为多态的实现打下基础。

首先创建一个猫类的父类 Animal

class Animal
  name: string
  age: number
  construcor(name: string)
    this.name = name
    this.age = 3
  
  say()
    console.log('...')
  

• 使用 extends 关键字来继承 Animal 类
• 在子类中可以使用 super 来完成对父类的引用

class Cat extends Animal 
  color: string
  construcor(name: string, color: string)
    super(name)
    this.color = color
   

• 通过继承可以将其他类中的属性和方法引入到当前类中 （在不修改类的情况下完成对类的扩展）

class Animal
    name: string;
    age: number;
    constructor(name: string, age: number)
        this.name = name;
        this.age = age;
    


// 继承自动物类
class Dog extends Animal
    // 增加新方法
    bark()
        console.log(`$this.name在汪汪叫！`);
    


const dog = new Dog('旺财', 4);
dog.bark();

方法的重写

• 发生继承时，如果子类中的方法会替换掉父类中的同名方法，这就称为方法的重写

class Animal
    name: string;
    age: number;
    constructor(name: string, age: number)
        this.name = name;
        this.age = age;
    
    run()
        console.log(`父类中的run方法！`);
    


class Dog extends Animal
    bark()
        console.log(`$this.name在汪汪叫！`);
    
    // 重写父类的run方法
    run()
        console.log(`子类中的run方法，会重写父类中的run方法！`);
    


const dog = new Dog('旺财', 4);
dog.bark();

抽象类（abstract class）

• 抽象类是专门用来被其他类所继承的类，它只能被其他类所继承不能用来创建实例

abstract class Animal 
  eat() 
    console.log('eat')
  
  abstract sleep(): void

• 不能直接实例化抽象类，通常需要我们创建子类继承基类,然后可以实例化子类

class Dog extends Animal 
  constructor(name: string)
    super()
    this.name = name
  
  name: string
  run()
  sleep()
    console.log('dog sleep')
  

• 使用abstract开头的方法叫做抽象方法，抽象方法没有方法体只能定义在抽象类中，继承抽象类时抽象方法必须要实现

abstract class Animal
    abstract run(): void; // 抽象方法
    bark() 
        console.log('动物在叫~');
    


class Dog extends Animals
    run() 
        console.log('狗在跑~');
    

封装

将客观事物抽象为逻辑实体，实体的属性和功能相结合，形成一个有机的整体。并对实体的属性和功能实现进行访问控制，向信任的实体开放，对不信任的实体隐藏。，通过开放的外部接口即可访问，无需知道功能如何实现。

通俗点来说，封装主要有以下目的：

• 可隐藏实体实现的细节
• 提高安全性，设定访问控制，只允许具有特定权限的使用者调用
• 简化编程，调用方无需知道功能是怎么实现的，即可调用

每个对象都包含它能进行操作所需要的所有信息，这个特性称为封装，因此对象不必依赖其他对象来完成自己的操作。这样方法和属性包装在类中，通过类的实例来实现。

• 对象实质上就是属性和方法的容器，它的主要作用就是存储属性和方法，这就是所谓的封装
• 默认情况下，对象的属性是可以任意的修改的，为了确保数据的安全性，在TS中可以对属性的权限进行设置

类的成员

• 默认：public
• 私有成员：类本身 private
• 受保护成员：类、子类 protected
• 静态：static
• 只读属性：readonly

访问修饰符（TS）

• TS中属性具有三种访问修饰符：

  • ① public（默认值），可以在类、子类和对象中修改
  • ② protected ，可以在类、子类中修改
  • ③ private ，只可以在类中修改

• public

（默认值），可以在类、子类和对象中修改

class Person
    public name: string; // 写或什么都不写都是public
    public age: number;

    constructor(name: string, age: number)
        this.name = name; // 可以在类中修改
        this.age = age;
    

    sayHello()
        console.log(`大家好，我是$this.name`);
    


class Employee extends Person
    constructor(name: string, age: number)
        super(name, age);
        this.name = name; // 子类中可以修改
    


const p = new Person('孙悟空', 18);
p.name = '猪八戒';// 可以通过对象修改

• protected
  可以在类、子类中修改

class Person
    protected name: string;
    protected age: number;

    constructor(name: string, age: number)
        this.name = name; // 可以修改
        this.age = age;
    

    sayHello()
        console.log(`大家好，我是$this.name`);
    


class Employee extends Person

    constructor(name: string, age: number)
        super(name, age);
        this.name = name; //子类中可以修改
    


const p = new Person('孙悟空', 18);
p.name = '猪八戒';// 不能修改

• private
  只可以在类中修改

class Person
    private name: string;
    private age: number;

    constructor(name: string, age: number)
        this.name = name; // 可以修改
        this.age = age;
    

    sayHello()
        console.log(`大家好，我是$this.name`);
    


class Employee extends Person

    constructor(name: string, age: number)
        super(name, age);
        this.name = name; //子类中不能修改
    


const p = new Person('孙悟空', 18);
p.name = '猪八戒';// 不能修改

如果给构造函数添加访问修饰符protected：不能被实例化，只能被继承

构造函数的参数也可以添加访问修饰符public：将参数自动变成实例属性，就可以省略在类中的定义

只读属性

如果在声明属性时添加一个readonly，则属性便成了只读属性无法修改

如果有访问修饰符，写在其后面即可

静态方法/属性

• 静态属性（方法），也称为类属性。使用静态属性无需创建实例，通过类即可直接使用

• 静态属性（方法）使用 static 开头

class Tools
    static PI = 3.1415926;

    static sum(num1: number, num2: number)
        return num1 + num2
    


console.log(Tools.PI);
console.log(Tools.sum(123, 456));

属性存取器

• 对于一些不希望被任意修改的属性，可以将其设置为private
• 直接将其设置为private将导致无法再通过对象修改其中的属性
• 我们可以在类中定义一组读取、设置属性的方法，这种对属性读取或设置的属性被称为属性的存取器
• 读取属性的方法叫做setter方法，设置属性的方法叫做getter方法

class Person
    private _name: string;

    constructor(name: string)
        this._name = name;
    

    get name()
        return this._name;
    

    set name(name: string)
        this._name = name;
    



const p1 = new Person('孙悟空');
console.log(p1.name); // 通过getter读取name属性
p1.name = '猪八戒';   // 通过setter修改name属性

多态

多态，是指一个类的同名方法，在不同情况下的实现细节不同。多态机制实现不同的内部实现结构共用同一个外部接口

也就是说，多态有以下目的：

• 一个外部接口可被多个同类使用。
• 不同对象调用同个方法，可有不同实现。

在父类中定义一个方法，在多个子类中进行不同的实现。在程序运行时，会根据不同的对象执行不同的操作，实现了运行时的绑定。

abstract class Animal 
  abstract sleep(): void // 抽象方法，让子类实现

class Dog extends Animal 
  sleep() 
    console.log('dog sleep')
  

class Cat extends Animal 
  sleep() 
    console.log('cat sleep')
  


let dog = new Dog()
let cat = new Cat()

多态的实际含义是：同一操作作用于不同的对象上面，可以产生不同的解释和不同的执行结果。

// 定义一个动物数组
let animals: Animal[] = [dog, cat] 

animals.forEach(animal => 
  animal.sleep() // 同一操作作用于不同的对象上面，可以产生不同的解释和不同的执行结果
)

静态类型的面向对象语言通常被设计为可以向上转型：当给一个类变量赋值时，这个变量的类型既可以使用这个类本身，也可以使用这个类的超类。

this类型

类的成员方法可以直接返回 this，这样可以方便的实现链式调用

class WorkFlow 
  step1() 
    return this
  
  step2() 
    return this
  


new WorkFlow().step1().step2()

// 可以实现多态
class MyFlow extends WorkFlow 
  next() 
    return this
  


new MyFlow().next().step1().next().step2()

参考文献

• 《深入理解TypeScript》
• 《JavaScript高级程序设计（第四版）》
• 《大话设计模式》
• 《疯狂Java讲义（第五版）》
• TypeScript: JavaScript With Syntax For Types. (typescriptlang.org)
• 深入浅出TypeScript：从基础知识到类型编程 - 寻找海蓝96 - 掘金小册 (juejin.cn)
• 面向对象的三大基本特征和五大基本原则 - SegmentFault 思否
• TypeScript 开发实战 (geekbang.org)

TS基础系列相关博文

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