类
传统方法中,JavaScript 通过构造函数实现类的概念,通过原型链实现继承。而在 ES6 中,我们终于迎来了 class
。
TypeScript 除了实现了所有 ES6 中的类的功能以外,还添加了一些新的用法。
这一节主要介绍类的用法,下一节再介绍如何定义类的类型。
类的概念
虽然 JavaScript 中有类的概念,但是可能大多数 JavaScript 程序员并不是非常熟悉类,这里对类相关的概念做一个简单的介绍。
- 类(Class):定义了一件事物的抽象特点,包含它的属性和方法
- 对象(Object):类的实例,通过
new
生成 - 面向对象(OOP)的三大特性:封装、继承、多态
- 封装(Encapsulation):将对数据的操作细节隐藏起来,只暴露对外的接口。外界调用端不需要(也不可能)知道细节,就能通过对外提供的接口来访问该对象,同时也保证了外界无法任意更改对象内部的数据
- 继承(Inheritance):子类继承父类,子类除了拥有父类的所有特性外,还有一些更具体的特性
- 多态(Polymorphism):由继承而产生了相关的不同的类,对同一个方法可以有不同的响应。比如
Cat
和Dog
都继承自Animal
,但是分别实现了自己的eat
方法。此时针对某一个实例,我们无需了解它是Cat
还是Dog
,就可以直接调用eat
方法,程序会自动判断出来应该如何执行eat
- 存取器(getter & setter):用以改变属性的读取和赋值行为
- 修饰符(Modifiers):修饰符是一些关键字,用于限定成员或类型的性质。比如
public
表示公有属性或方法 - 抽象类(Abstract Class):抽象类是供其他类继承的基类,抽象类不允许被实例化。抽象类中的抽象方法必须在子类中被实现
- 接口(Interfaces):不同类之间公有的属性或方法,可以抽象成一个接口。接口可以被类实现(implements)。一个类只能继承自另一个类,但是可以实现多个接口
ES6 中类的用法
下面我们先回顾一下 ES6 中类的用法,更详细的介绍可以参考 ECMAScript 6 入门 - Class。
属性和方法
使用 class
定义类,使用 constructor
定义构造函数。
通过 new
生成新实例的时候,会自动调用构造函数。
class Animal {
name;
constructor(name) {
this.name = name;
}
sayHi() {
return `My name is ${this.name}`;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack
类的继承
使用 extends
关键字实现继承,子类中使用 super
关键字来调用父类的构造函数和方法。
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name); // 调用父类的 constructor(name)
console.log(this.name);
}
sayHi() {
return 'Meow, ' + super.sayHi(); // 调用父类的 sayHi()
}
}
let c = new Cat('Tom'); // Tom
console.log(c.sayHi()); // Meow, My name is Tom
存取器
使用 getter 和 setter 可以改变属性的赋值和读取行为:
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name;
}
get name() {
return 'Jack';
}
set name(value) {
console.log('setter: ' + value);
}
}
let a = new Animal('Kitty'); // setter: Kitty
a.name = 'Tom'; // setter: Tom
console.log(a.name); // Jack
静态方法
使用 static
修饰符修饰的方法称为静态方法,它们不需要实例化,而是直接通过类来调用:
class Animal {
static isAnimal(a) {
return a instanceof Animal;
}
}
let a = new Animal('Jack');
Animal.isAnimal(a); // true
a.isAnimal(a); // TypeError: a.isAnimal is not a function
ES7 中类的用法
ES7 中有一些关于类的提案,TypeScript 也实现了它们,这里做一个简单的介绍。
实例属性
ES6 中实例的属性只能通过构造函数中的 this.xxx
来定义,ES7 提案中可以直接在类里面定义:
class Animal {
name = 'Jack';
constructor() {
// ...
}
}
let a = new Animal();
console.log(a.name); // Jack
静态属性
ES7 提案中,可以使用 static
定义一个静态属性:
class Animal {
static num = 42;
constructor() {
// ...
}
}
console.log(Animal.num); // 42
TypeScript 中类的用法
public private 和 protected
TypeScript 可以使用三种访问修饰符(Access Modifiers),分别是 public
、private
和 protected
。
public
修饰的属性或方法是公有的,可以在任何地方被访问到,默认所有的属性和方法都是public
的private
修饰的属性或方法是私有的,不能在声明它的类的外部访问protected
修饰的属性或方法是受保护的,它和private
类似,区别是它在子类中也是允许被访问的
下面举一些例子:
class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
console.log(a.name); // Tom
上面的例子中,name
被设置为了 public
,所以直接访问实例的 name
属性是允许的。
很多时候,我们希望有的属性是无法直接存取的,这时候就可以用 private
了:
class Animal {
private name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';
// index.ts(9,13): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
// index.ts(10,1): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
需要注意的是,TypeScript 编译之后的代码中,并没有限制 private
属性在外部的可访问性。
上面的例子编译后的代码是:
var Animal = (function () {
function Animal(name) {
this.name = name;
}
return Animal;
})();
var a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';
使用 private
修饰的属性或方法,在子类中也是不允许访问的:
class Animal {
private name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
console.log(this.name);
}
}
// index.ts(11,17): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
而如果是用 protected
修饰,则允许在子类中访问:
class Animal {
protected name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
console.log(this.name);
}
}
当构造函数修饰为 private
时,该类不允许被继承或者实例化:
class Animal {
public name;
private constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
}
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(7,19): TS2675: Cannot extend a class 'Animal'. Class constructor is marked as private.
// index.ts(13,9): TS2673: Constructor of class 'Animal' is private and only accessible within the class declaration.
当构造函数修饰为 protected
时,该类只允许被继承:
class Animal {
public name;
protected constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
}
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(13,9): TS2674: Constructor of class 'Animal' is protected and only accessible within the class declaration.
参数属性
修饰符和readonly
还可以使用在构造函数参数中,等同于类中定义该属性同时给该属性赋值,使代码更简洁。
class Animal {
// public name: string;
public constructor(public name) {
// this.name = name;
}
}
readonly
只读属性关键字,只允许出现在属性声明或索引签名或构造函数中。
class Animal {
readonly name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
// index.ts(10,3): TS2540: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.
注意如果 readonly
和其他访问修饰符同时存在的话,需要写在其后面。
class Animal {
// public readonly name;
public constructor(public readonly name) {
// this.name = name;
}
}
抽象类
abstract
用于定义抽象类和其中的抽象方法。
什么是抽象类?
首先,抽象类是不允许被实例化的:
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(9,11): error TS2511: Cannot create an instance of the abstract class 'Animal'.
上面的例子中,我们定义了一个抽象类 Animal
,并且定义了一个抽象方法 sayHi
。在实例化抽象类的时候报错了。
其次,抽象类中的抽象方法必须被子类实现:
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
class Cat extends Animal {
public eat() {
console.log(`${this.name} is eating.`);
}
}
let cat = new Cat('Tom');
// index.ts(9,7): error TS2515: Non-abstract class 'Cat' does not implement inherited abstract member 'sayHi' from class 'Animal'.
上面的例子中,我们定义了一个类 Cat
继承了抽象类 Animal
,但是没有实现抽象方法 sayHi
,所以编译报错了。
下面是一个正确使用抽象类的例子:
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
class Cat extends Animal {
public sayHi() {
console.log(`Meow, My name is ${this.name}`);
}
}
let cat = new Cat('Tom');
上面的例子中,我们实现了抽象方法 sayHi
,编译通过了。
需要注意的是,即使是抽象方法,TypeScript 的编译结果中,仍然会存在这个类,上面的代码的编译结果是:
var __extends =
(this && this.__extends) ||
function (d, b) {
for (var p in b) if (b.hasOwnProperty(p)) d[p] = b[p];
function __() {
this.constructor = d;
}
d.prototype = b === null ? Object.create(b) : ((__.prototype = b.prototype), new __());
};
var Animal = (function () {
function Animal(name) {
this.name = name;
}
return Animal;
})();
var Cat = (function (_super) {
__extends(Cat, _super);
function Cat() {
_super.apply(this, arguments);
}
Cat.prototype.sayHi = function () {
console.log('Meow, My name is ' + this.name);
};
return Cat;
})(Animal);
var cat = new Cat('Tom');
类的类型
给类加上 TypeScript 的类型很简单,与接口类似:
class Animal {
name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
sayHi(): string {
return `My name is ${this.name}`;
}
}
let a: Animal = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack