TS快速上手面向对象OOP - 封装 - 继承 - 多态
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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:
- 函数受函数作用域限制,而类受块作用域限制
- 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(`$this.name在汪汪叫!`);
// 重写父类的run方法
run()
console.log(`子类中的run方法,会重写父类中的run方法!`);
const dog = new Dog('旺财', 4);
dog.bark();
抽象类(abstract class
)
- 抽象类是专门用来被其他类所继承的类,它只能被其他类所继承不能用来创建实例
abstract class Animal
eat()
console.log('eat')
abstract sleep(): void
- 不能直接实例化抽象类,通常需要我们创建子类继承基类,然后可以实例化子类
class Dog extends Animal
constructor(name: string)
super()
this.name = name
name: string
run()
sleep()
console.log('dog sleep')
- 使用
abstract
开头的方法叫做抽象方法,抽象方法没有方法体只能定义在抽象类中,继承抽象类时抽象方法必须要实现
abstract class Animal
abstract run(): void; // 抽象方法
bark()
console.log('动物在叫~');
class Dog extends Animals
run()
console.log('狗在跑~');
封装
将客观事物抽象为逻辑实体,实体的属性和功能相结合,形成一个有机的整体。并对实体的属性和功能实现进行访问控制,向信任的实体开放,对不信任的实体隐藏。,通过开放的外部接口即可访问,无需知道功能如何实现。
通俗点来说,封装主要有以下目的:
- 可隐藏实体实现的细节
- 提高安全性,设定访问控制,只允许具有特定权限的使用者调用
- 简化编程,调用方无需知道功能是怎么实现的,即可调用
每个对象都包含它能进行操作所需要的所有信息,这个特性称为封装,因此对象不必依赖其他对象来完成自己的操作。这样方法和属性包装在类中,通过类的实例来实现。
- 对象实质上就是属性和方法的容器,它的主要作用就是存储属性和方法,这就是所谓的封装
- 默认情况下,对象的属性是可以任意的修改的,为了确保数据的安全性,在TS中可以对属性的权限进行设置
类的成员
- 默认:
public
- 私有成员:类本身
private
- 受保护成员:类、子类
protected
- 静态:
static
- 只读属性:
readonly
访问修饰符(TS)
-
TS中属性具有三种访问修饰符:
- ①
public
(默认值),可以在类、子类和对象中修改 - ②
protected
,可以在类、子类中修改 - ③
private
,只可以在类中修改
- ①
-
public
(默认值),可以在类、子类和对象中修改
class Person
public name: string; // 写或什么都不写都是public
public age: number;
constructor(name: string, age: number)
this.name = name; // 可以在类中修改
this.age = age;
sayHello()
console.log(`大家好,我是$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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- 【TS】快速上手(二)类型声明 - 掘金 (juejin.cn)
- 【TS】快速上手(三)枚举类型 - 掘金 (juejin.cn)
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以上是关于TS快速上手面向对象OOP - 封装 - 继承 - 多态的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
java小白训练营day06-OOP:面向对象+封装+继承+多态