ES6入门——类的概念

Posted 2020-10-19 Z皓

1、Class的基本用法

概述

javascript语言的传统方式是通过构造函数，定义并生成新对象。这种写法和传统的面向对象语言差异很大，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);
console.log(p.x); // 1

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为了让程序员不再感到困惑和使JavaScript这门当初的玩具语言成为一款能够构建大型应用程序的高级货，ES6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可以看做只是一个语法糖，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。现在使用ES6的类写法重新编写上面那个例子，查看并分析它们之间的差异：

//定义Point类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
  toString() {
    return \'(\' + this.x + \',\' + this.y + \')\';
  }
}
var p = new Point(1, 2);
console.log(p.y); // 调用属性
console.log(p.toString()); // 调用方法

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【分析】

上面的代码定义了一个类，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。

【注意】

Point类除了构造方法，还定义了一个toString方法。在定义类的方法的时候，前面不需要加上function这个关键字，另外，方法之间不需要逗号分隔，加了会报错。

【拓展】

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，怎么来理解这句话呢？当然得贴上代码

class Point {
  constructor() {}
  toString() {}
  toValue() {}
}
// 等同于
Point.prototype = {
  toString() {},
  toValue() {}
}

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在类的实例上调用方法，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() {}
})

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prototype对象的constructor属性，直接指向类的本身，这与ES5的行为一致。

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），怎么来理解，下面请看一张对比图：

 

类的属性名，可以采用表达式

let methodName = "getArea";
class Square {
  constructor(length) {}
  [methodName]() {}
}

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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。一个类必选有constructor方法，如果没有显示定义，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），完全可以指定返回一个对象。

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}
new Foo() instanceof Foo //false

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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

【区分】

类的构造函数不使用new是没法调用的，会报错。然而普通构造函数的即使不用new也可以执行，不报错

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}
Foo() //报错

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类的实例对象

生成类的实例对象的写法，与ES5完全不一样，也是使用new命令，如果忘记加上new，像调用函数那样调用class，将会报错。另外一点，ES6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Point类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
  toString() {
    return \'(\' + this.x + \',\' + this.y + \')\';
  }
}
var p = new Point(1, 2);
console.log(p.toString()); //（2,3）
console.log(p.hasOwnProperty(\'x\')); //true
console.log(p.hasOwnProperty(\'y\')); //true
console.log(p.hasOwnProperty(\'toString\')); //false
console.log(p.__proto__.hasOwnProperty(\'toString\')); //true

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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），所以返回hasOwnProperty方法返回false，这些都与ES5的行为保持一致。

【再聊几句】

与ES5一样，类的所有实例共享一个原型对象。

var p1 = new Point(1, 2);
var p2 = new Point(3, 4);
p1.__proto__ == p2.__proto__  //true

上面的代码中，p1和p2都是Point的实例，它们的原型都是Point.prototype，所以__proto__属性是相等的。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(1, 2);
var p2 = new Point(3, 4);
p1.__proto__.printName = function(){return \'OPen\'};
console.log(p1.printName()); //OPen
console.log(p2.printName()); //OPen
var p3 = new Point(5, 6);
console.log(p3.printName()); //OPen

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【分析】

上面那段代码在p1的原型上添加了一个printName的方法，由于p1的原型就是p2的原型，因此p2也可以调用这个方法。而且，此后新建的实例p3也可以调用这个方法。

【注意】

以上分析意味着，使用实例的__proto__属性改写原型，必须相当谨慎，不推荐使用，因为这会改变class的原始定义，影响到所有实例。

 

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();  //报错
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。这种规定的原因与继承有关，必须保证子类在父类之后定义。

{
  let Foo = class {};
  class Bar extends Foo {

  }
}

 

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，如果类的内部没用到的话，可以省略Me。如下代码所示：

const Myclass = class Me {
  getClassName() {
    return Me.name;
  }
};
let inst = new Myclass();
console.log(inst.getClassName()); //Me
console.log(Me.name); //ReferenceError: Me is not defined

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【拓展】

采用class表达式，可以写出立即执行的class。下面代码中，person是一个立即执行的类的实例。

let person = new class {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}(\'张三\');
person.sayName(); //张三

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私有方法

私有方法是常见需求，但ES6不提供，只能通过变通的方法模拟实现。一种做法是在命名上加以区别：

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

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然而这种做法是不保险的，在类的外部，还是可以调用到这个方法

【另一种做法】

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 Width {
  foo(baz) {
    bar.call(this, baz);
  }
}

function bar(baz) {
  return this.snaf = baz;
}

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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

【最后一种做法】

利用Symbol值的唯一性，将私有方法的名字命名为一个Symbol值。

const bar = Symbol(\'bar\');
const snaf = Symbol(\'snaf\');
export default class myClass {
  //公有方法
  foo(baz) {
    this[bar](baz);
  }
  //私有方法
  [bar](baz) {
    return this[snaf] = baz;
  }
};

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上面代码中，bar和snaf都是Symbol值，导致第三方无法获取到它们，因此达到了私有方法和私有属性的效果。

 

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（注：下面开始我要贴图了，敲代码太太累，学习效率也不高，重点放在对代码的分析上）

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。

【解决之道1】

 在构造方法中绑定this，这样就不会找不到print方法了

 

【解决之道2】

使用箭头函数

【解决之道3】

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，就只有严格模式可以用。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。name属性总是返回紧跟在class关键字后面的类名。

class Point {}
Point.name  //Point

 

 

 2、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

 

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。在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。

【注意】

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，那么子类就得不到this对象。

 

ES6继承与ES5的区别

ES5的继承实质是先创造子类的实例对象this，然后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。

【进一步说明】

 如果在ES6中，子类没有定义constructor方法，则这个方法会被默认添加。也就是说，不管有没有显式定义，任何一个子类都有constructor方法。

【注意】

 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。

生成上述子类实例的代码：

上面代码中，实例对象cp同时是ColorPoint和Point两个类的实例，这与ES5的行为完全一致。

 

类的prototype属性和__proto__属性

大多数浏览器的ES5实现中，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连。

（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。

【分析】

 上面代码这样的结果是因为：类的继承是按照下面的模式来实现的。

《对象的扩展》一章给出过Object.setPrototypeOf方法的实现，因此就得到了上面的结果。

【再唠叨几句】

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（A）的实例。

 

 Extends的继承目标

extends关键字后面可以跟多种类型的值，下面代码的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。

class B extends A {

}

【拓展】

 （1）三种继承目标特殊情况之子类继承Object类。这种情况下，A其实就是构造函数Object的复制，A的实例就是Object的实例。

（2）三种继承目标特殊情况之不存在任何继承。这种情况下，A作为一个基类（即不存在任何继承），就是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype。但是，A调用后返回一个空对象（即Object实例），所以A.prototype.__proto__指向构造函数（Object）的prototype属性。

 

（3）三种继承目标特殊情况之子类继承null。这种情况与第二种情况非常像，A也是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype。但是，A调用后返回的对象不继承任何方法，所以它的__proto__指向Function.prototype。

 

其实质上执行了下面的代码

 

Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。因此这个方法可以来判断一个类是否继承了另一个类。

 

super关键字

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

（1）作为函数调用：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。

【注意】

 super虽然代表父类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)。并且作为函数时，super()只能用在子类的构造函数之中，用在其他地方就会报错。请看下面的两张图片：

     

（2）作为对象使用：在普通方法中，指向父类的原型对象；在静态方法中，指向父类。

上面代码中，子类B当中的super.p()，就是讲super当做一个对象来使用。这时，super在普通方法之中，指向A.prototype，所以super.p()就相当于A.prototype.p()。

【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者属性，是无法通过super调用的。比如下面代码，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就可以获取到。比如下面代码，属性x是定义在A.prototype上的，所以super.x可以取到它的值。

【拓展1】

 ES6规定，通过super调用父类的方法时，super会绑定子类的this。

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)。

【拓展2】

 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。如下面代码中，super.x赋值为3，这时等同于对this.x赋值为3，而当读取super.x的时候，读的是A.prototype.x，所以返回undefined。

 

【拓展3】

如果super作为对象，用来静态方法之中，这时super将指向父类，而不是父类的原型对象。比如在下面代码中，super在静态方法之中指向父类，在普通方法之中指向父类的原型对象。

【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。

下面代码中，super.valueOf()表明super是一个对象，因此就不会报错。同时，由于super绑定B的this，所以super.valueOf()返回的是一个B的实例。

【再唠叨唠叨】

 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。

上面代码中，ColorPoint继承了Point，导致前者原型的原型是后者的原型。因此，通过子类实例的__proto__.proto__属性，可以修改父类实例的行为。

上面代码在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法，结果影响到了Point的实例p1。

 

 

3、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()
• Funtion()
• 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。下面左边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（右边代码）

    

【分析1】

 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。

 【分析2】

 ES5是先新建子类的实例对象this，再将父类的属性添加到子类上，由于父类的内部属性无法获取，导致无法继承原生的构造函数。比如，Array构造函数有一个内部属性 [[DefineOwnProperty]]，用来定义新属性时，更新length属性，这个内部属性无法在子类中获取，导致子类的length属性行为不正常。下面，我们想让一个普通对象继承Error对象：

上面代码中，我们想通过Error.call(e)这种写法，让普通对象e具有Error对象的实例属性。但是，Error.call()完全忽略传入的第一个参数，而是返回 一个新对象，e本身没有任何变化。这证明了Error.call(e)这种写法，无法继承原生构造函数。

【ES6】

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

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。

【拓展1】

上面那个例子也说明，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。

上面代码中，VersonedArray结构会通过commit方法，将自己的当前状态存入history属性，然后通过revert方法，可以撤销当前版本，回到上一个版本。除此之外，VersionedArray依然是一个数组所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

【自定义Error子类】

【注意】

 继承Object的子类，有一个行为差异。下面代码中，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。

 

 

4、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。

【拓展】

 存值函数和取值函数是设置在属性descriptor对象上的。

上面代码中，存值函数和取值函数是定义在html属性的描述对象上面，这与ES5完全一致。

 

 

5、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。下面代码中，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。

 

 

6、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，这就被称为“静态方法”。下面代码中，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。

【拓展1】

父类的静态方法，可以被子类继承。下面代码中，父类Foo有一个静态方法，子类Bar可以调用这个方法。

【拓展2】

 静态方法也是可以从super对象上调用的。

 

 

 7、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。下面的写法为Foo类定义了一个静态属性prop。

【注意】

 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。

 

 

8、类的私有属性

目前，有一个提案，为class加了私有属性。方法是在属性名之前，使用#表示。下面代码中，#x就表示私有属性x，在Point类之外是读取不到这个属性的。还可以看到，私有属性与实例的属性是可以同名的（比如：#x与get x()）。

 

 

9、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。

【拓展】

 class内部调用new.target，返回当前class。

【注意】

 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。

上面代码中，Shape类不能被实例化，只能用于继承。

 

 

10、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。

 

 

11、ES5继承与ES6继承的写法大比拼

（1）ES5

//ES5父类
function User(name, age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
}
//静态方法
User.getClassName = function () {
  return \'User\';
};
//类的方法
User.prototype.changeName = function (name) {
  this.name = name;
};
User.prototype.changeAge = function (name) {
  this.age = age;
};
Object.defineProperty(User.prototype, \'info\', {
  get() {
    return \'name:\' + this.name + \' | age:\' + this.age;
  }
});
var user = new User(\'feng\', 23);
console.log(user.info); // name:feng | age:23

//子类
function Manager(name, age, password) {
  User.call(this, name, age);
  this.password = password;
}
//继承静态方法
Manager.__proto__ = User;
//继承prototype方法
Manager.prototype = User.prototype;
//添加新方法
Manager.prototype.changePassword = function (pwd) {
  this.password = password;
};
var manager = new Manager(\'feng\', 22, \'556677\');
console.log(manager.name); //feng
//调用changeName方法
manager.changeName(\'feng xiong\');
console.log(manager.name); //feng xiong

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（2）ES6

//ES6父类
class User {
  constructor(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  //静态方法
  static getClassName() {
    return \'User\';
  }

  //类的方法
  changeName(name) {
    this.name = name;
  }
  changeAge(age) {
    this.age = age;
  }
  get info() {
    return \'name:\' + this.name + \' | age:\' + this.age;
  }
}
var user = new User(\'fengg\', 233);
console.log(user.info); // name:fengg | age:233

//子类
class Manager extends User {
  constructor(name, age, password) {
    super(name, age);
    this.password = password;
  }
  changePassword(password) {
    this.password = password;
  }
  get info(){
      var info = super.info;
      console.log(info);
      return info + \' -- new\';
  }
}
var manager = new Manager(\'ES6feng\', 22, \'556677\');
console.log(manager.name); //ES6feng
manager.changeName(\'jack\');
console.log(manager.name); //jack

console.log(manager.info);
// name:jack | age:22
// test.js:88 name:jack | age:22 -- new

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