ES6 Class 的基本语法



  • 定义和使用

    ES6 提供了更接近传统语言的写法,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,ES6class 可以看作只是一个语法糖,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。
    读取文件进行处理,是这样写的。
    //ES5 的写法
    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);
    
    //ES6 的写法
    class Point {
      constructor(x, y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
      }
    
      toString() {
        return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
      }
    }
    
    
    上面代码定义了一个“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。
    Point 类除了构造方法,还定义了一个 toString 方法。注意,定义“类”的方法的时候,前面不需要加上 function 这个关键字,直接把函数定义放进去了就可以了。另外,方法之间不需要逗号分隔,加了会报错。
    ES6 的类,完全可以看作构造函数的另一种写法。
    class Point {
      // ...
    }
    
    typeof Point // "function"
    Point === Point.prototype.constructor // true
    
    
    上面代码表明,类的数据类型就是函数,类本身就指向构造函数。
    使用的时候,也是直接对类使用 new 命令,跟构造函数的用法完全一致。
    class Bar {
      doStuff() {
        console.log('stuff');
      }
    }
    
    var b = new Bar();
    b.doStuff() // "stuff"
    
    
    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。
    class Point {
      constructor() {
        // ...
      }
    
      toString() {
        // ...
      }
    
      toValue() {
        // ...
      }
    }
    
    // 等同于
    
    Point.prototype = {
      constructor() {},
      toString() {},
      toValue() {},
    };
    
    
    在类的实例上面调用方法,其实就是调用原型上的方法。
    class B {}
    let b = new B();
    
    b.constructor === B.prototype.constructor // true
    
    
    上面代码中,b 是 B 类的实例,它的 constructor 方法就是 B 类原型的 constructor 方法。
    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(){}
    });
    
    
    prototype 对象的 constructor 属性,直接指向“类”的本身,这与 ES5 的行为是一致的。
    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)。
    class Point {
      constructor(x, y) {
        // ...
      }
    
      toString() {
        // ...
      }
    }
    
    Object.keys(Point.prototype)
    // []
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
    // ["constructor","toString"]
    
    
    上面代码中,toString 方法是 Point 类内部定义的方法,它是不可枚举的。这一点与 ES5 的行为不一致。
    var Point = function (x, y) {
      // ...
    };
    
    Point.prototype.toString = function() {
      // ...
    };
    
    Object.keys(Point.prototype)
    // ["toString"]
    Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
    // ["constructor","toString"]
    
    
    上面代码采用 ES5 的写法,toString 方法就是可枚举的。
  • 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。一个类必须有 constructor 方法,如果没有显式定义,一个空的 constructor 方法会被默认添加。
    class Point {
    }
    
    // 等同于
    class Point {
      constructor() {}
    }
    
    
    上面代码中,定义了一个空的类 Point,JavaScript 引擎会自动为它添加一个空的 constructor 方法。
    constructor 方法默认返回实例对象(即this),完全可以指定返回另外一个对象。
    class Foo {
      constructor() {
        return Object.create(null);
      }
    }
    
    new Foo() instanceof Foo
    // false
    
    
    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。
    类必须使用 new 调用,否则会报错。这是它跟普通构造函数的一个主要区别,后者不用 new 也可以执行。
    class Foo {
      constructor() {
        return Object.create(null);
      }
    }
    
    Foo()
    // TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'
    
    

    类的实例

    生成类的实例的写法,与 ES5 完全一样,也是使用 new 命令。前面说过,如果忘记加上 new,像函数那样调用 Class,将会报错。
    class Point {
      // ...
    }
    
    // 报错
    var point = Point(2, 3);
    
    // 正确
    var point = new Point(2, 3);
    
    
    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)。
    //定义类
    class Point {
    
      constructor(x, y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
      }
    
      toString() {
        return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
      }
    
    }
    
    var point = new Point(2, 3);
    
    point.toString() // (2, 3)
    
    point.hasOwnProperty('x') // true
    point.hasOwnProperty('y') // true
    point.hasOwnProperty('toString') // false
    point.__proto__.hasOwnProperty('toString') // true
    
    
    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 hasOwnProperty 方法返回 false。这些都与 ES5 的行为保持一致。
    ES5 一样,类的所有实例共享一个原型对象。
    var p1 = new Point(2,3);
    var p2 = new Point(3,2);
    
    p1.__proto__ === p2.__proto__
    //true
    
    
    上面代码中,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“类”添加方法。
    __proto__ 并不是语言本身的特性,这是各大厂商具体实现时添加的私有属性,虽然目前很多现代浏览器的 JS 引擎中都提供了这个私有属性,但依旧不建议在生产中使用该属性,避免对环境产生依赖。生产环境中,我们可以使用 Object.getPrototypeOf 方法来获取实例对象的原型,然后再来为原型添加方法/属性。
    var p1 = new Point(2,3);
    var p2 = new Point(3,2);
    
    p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };
    
    p1.printName() // "Oops"
    p2.printName() // "Oops"
    
    var p3 = new Point(4,2);
    p3.printName() // "Oops"
    
    
    上面代码在 p1 的原型上添加了一个 printName 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。这意味着,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“类”的原始定义,影响到所有实例。
  • 取值函数(getter)和存值函数(setter)

    ES5 一样,在“类”的内部可以使用 getset 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。
    class MyClass {
      constructor() {
        // ...
      }
      get prop() {
        return 'getter';
      }
      set prop(value) {
        console.log('setter: '+value);
      }
    }
    
    let inst = new MyClass();
    
    inst.prop = 123;
    // setter: 123
    
    inst.prop
    // 'getter'
    
    
    上面代码中,prop 属性有对应的存值函数和取值函数,因此赋值和读取行为都被自定义了。
    存值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的。
    class CustomHTMLElement {
      constructor(element) {
        this.element = element;
      }
    
      get html() {
        return this.element.innerHTML;
      }
    
      set html(value) {
        this.element.innerHTML = value;
      }
    }
    
    var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(
      CustomHTMLElement.prototype, "html"
    );
    
    "get" in descriptor  // true
    "set" in descriptor  // true
    
    
    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。
  • Class 表达式

    类的属性名,可以采用表达式。
    let methodName = 'getArea';
    class Square {
      constructor(length) {
        // ...
      }
    
      [methodName]() {
        // ...
      }
    }
    
    
    上面代码中,Square 类的方法名 getArea,是从表达式得到的。
    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 Me,但是 Me 只在 Class 的内部可用,指代当前类。在 Class 外部,这个类只能用 MyClass 引用。
    let inst = new MyClass();
    inst.getClassName() // Me
    Me.name // ReferenceError: Me is not defined
    
    
    上面代码表示,Me 只在 Class 内部有定义。
    如果类的内部没用到的话,可以省略 Me,也就是可以写成下面的形式。
    const MyClass = class { /* ... */ };
    
    
    采用 Class 表达式,可以写出立即执行的 Class
    let person = new class {
      constructor(name) {
        this.name = name;
      }
    
      sayName() {
        console.log(this.name);
      }
    }('张三');
    
    person.sayName(); // "张三"
    
    
    上面代码中,person 是一个立即执行的类的实例。

    注意点

    (1)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。
    (2)不存在提升
    类不存在变量提升(hoist),这一点与 ES5 完全不同。
    new Foo(); // ReferenceError
    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。这种规定的原因与下文要提到的继承有关,必须保证子类在父类之后定义。
    {
      let Foo = class {};
      class Bar extends Foo {
      }
    }
    
    
    上面的代码不会报错,因为 Bar 继承 Foo 的时候,Foo 已经有定义了。但是,如果存在 class 的提升,上面代码就会报错,因为 class 会被提升到代码头部,而 let 命令是不提升的,所以导致 Bar 继承 Foo 的时候,Foo 还没有定义。
    (3)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。
    class Point {}
    Point.name // "Point"
    
    
    name 属性总是返回紧跟在 class 关键字后面的类名。
    (4)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。
    class Foo {
      constructor(...args) {
        this.args = args;
      }
      * [Symbol.iterator]() {
        for (let arg of this.args) {
          yield arg;
        }
      }
    }
    
    for (let x of new Foo('hello', 'world')) {
      console.log(x);
    }
    // hello
    // world
    
    
    上面代码中,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。
    (5)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。
    class Logger {
      printName(name = 'there') {
        this.print(`Hello ${name}`);
      }
    
      print(text) {
        console.log(text);
      }
    }
    
    const logger = new Logger();
    const { printName } = logger;
    printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined
    
    
    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(由于 class 内部是严格模式,所以 this 实际指向的是undefined),从而导致找不到 print 方法而报错。
    一个比较简单的解决方法是,在构造方法中绑定 this,这样就不会找不到 print 方法了。
    class Logger {
      constructor() {
        this.printName = this.printName.bind(this);
      }
    
      // ...
    }
    
    
    另一种解决方法是使用箭头函数。
    class Obj {
      constructor() {
        this.getThis = () => this;
      }
    }
    
    const myObj = new Obj();
    myObj.getThis() === myObj // true
    
    
    箭头函数内部的 this 总是指向定义时所在的对象。上面代码中,箭头函数位于构造函数内部,它的定义生效的时候,是在构造函数执行的时候。这时,箭头函数所在的运行环境,肯定是实例对象,所以 this 会总是指向实例对象。
    还有一种解决方法是使用 Proxy,获取方法的时候,自动绑定 this
    function selfish (target) {
      const cache = new WeakMap();
      const handler = {
        get (target, key) {
          const value = Reflect.get(target, key);
          if (typeof value !== 'function') {
            return value;
          }
          if (!cache.has(value)) {
            cache.set(value, value.bind(target));
          }
          return cache.get(value);
        }
      };
      const proxy = new Proxy(target, handler);
      return proxy;
    }
    
    const logger = selfish(new Logger());
    
    
  • 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,这就称为“静态方法”。
    class Foo {
      static classMethod() {
        return 'hello';
      }
    }
    
    Foo.classMethod() // 'hello'
    
    var foo = new Foo();
    foo.classMethod()
    // TypeError: foo.classMethod is not a function
    
    
    上面代码中,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。
    注意,如果静态方法包含 this 关键字,这个 this 指的是类,而不是实例。
    class Foo {
      static bar() {
        this.baz();
      }
      static baz() {
        console.log('hello');
      }
      baz() {
        console.log('world');
      }
    }
    
    Foo.bar() // hello
    
    
    上面代码中,静态方法 bar 调用了 this.baz,这里的 this 指的是 Foo 类,而不是 Foo 的实例,等同于调用 Foo.baz。另外,从这个例子还可以看出,静态方法可以与非静态方法重名。
    父类的静态方法,可以被子类继承。
    class Foo {
      static classMethod() {
        return 'hello';
      }
    }
    
    class Bar extends Foo {
    }
    
    Bar.classMethod() // 'hello'
    
    
    上面代码中,父类 Foo 有一个静态方法,子类 Bar 可以调用这个方法。
    静态方法也是可以从 super 对象上调用的。
    class Foo {
      static classMethod() {
        return 'hello';
      }
    }
    
    class Bar extends Foo {
      static classMethod() {
        return super.classMethod() + ', too';
      }
    }
    
    Bar.classMethod() // "hello, too"
    
    
  • 实例属性的新写法

    实例属性除了定义在 constructor() 方法里面的 this 上面,也可以定义在类的最顶层。
    class IncreasingCounter {
      constructor() {
        this._count = 0;
      }
      get value() {
        console.log('Getting the current value!');
        return this._count;
      }
      increment() {
        this._count++;
      }
    }
    
    
    上面代码中,实例属性 this._count 定义在 constructor() 方法里面。另一种写法是,这个属性也可以定义在类的最顶层,其他都不变。
    class IncreasingCounter {
      _count = 0;
      get value() {
        console.log('Getting the current value!');
        return this._count;
      }
      increment() {
        this._count++;
      }
    }
    
    
    上面代码中,实例属性 _count 与取值函数 value()increment() 方法,处于同一个层级。这时,不需要在实例属性前面加上 this
    这种新写法的好处是,所有实例对象自身的属性都定义在类的头部,看上去比较整齐,一眼就能看出这个类有哪些实例属性。
    class foo {
      bar = 'hello';
      baz = 'world';
    
      constructor() {
        // ...
      }
    }
    
    
    上面的代码,一眼就能看出,foo 类有两个实例属性,一目了然。另外,写起来也比较简洁。
  • 静态属性

    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。
    class Foo {
    }
    
    Foo.prop = 1;
    Foo.prop // 1
    
    
    上面的写法为 Foo 类定义了一个静态属性 prop
    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。现在有一个提案提供了类的静态属性,写法是在实例属性的前面,加上 static 关键字。
    class MyClass {
      static myStaticProp = 42;
    
      constructor() {
        console.log(MyClass.myStaticProp); // 42
      }
    }
    
    
    这个新写法大大方便了静态属性的表达。
    // 老写法
    class Foo {
      // ...
    }
    Foo.prop = 1;
    
    // 新写法
    class Foo {
      static prop = 1;
    }
    
    
    上面代码中,老写法的静态属性定义在类的外部。整个类生成以后,再生成静态属性。这样让人很容易忽略这个静态属性,也不符合相关代码应该放在一起的代码组织原则。另外,新写法是显式声明(declarative),而不是赋值处理,语义更好。
  • 私有方法和私有属性

    私有方法和私有属性,是只能在类的内部访问的方法和属性,外部不能访问。这是常见需求,有利于代码的封装,但 ES6 不提供,只能通过变通方法模拟实现。
    一种做法是在命名上加以区别。
    class Widget {
    
      // 公有方法
      foo (baz) {
        this._bar(baz);
      }
    
      // 私有方法
      _bar(baz) {
        return this.snaf = baz;
      }
    
      // ...
    }
    
    
    上面代码中,_bar 方法前面的下划线,表示这是一个只限于内部使用的私有方法。但是,这种命名是不保险的,在类的外部,还是可以调用到这个方法。
    另一种方法就是索性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 Widget {
      foo (baz) {
        bar.call(this, baz);
      }
    
      // ...
    }
    
    function bar(baz) {
      return this.snaf = baz;
    }
    
    
    上面代码中,foo 是公开方法,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。
    还有一种方法是利用 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;
      }
    
      // ...
    };
    
    
    上面代码中,bar 和 snaf 都是 Symbol 值,一般情况下无法获取到它们,因此达到了私有方法和私有属性的效果。但是也不是绝对不行,Reflect.ownKeys() 依然可以拿到它们。
    const inst = new myClass();
    
    Reflect.ownKeys(myClass.prototype)
    // [ 'constructor', 'foo', Symbol(bar) ]
    
    
    上面代码中,Symbol 值的属性名依然可以从类的外部拿到。
  • new.target 属性

    new 是从构造函数生成实例对象的命令。ES6 为 new 命令引入了一个 new.target 属性,该属性一般用在构造函数之中,返回 new 命令作用于的那个构造函数。如果构造函数不是通过 new 命令或 Reflect.construct() 调用的,new.target 会返回 undefined,因此这个属性可以用来确定构造函数是怎么调用的。
    function Person(name) {
      if (new.target !== undefined) {
        this.name = name;
      } else {
        throw new Error('必须使用 new 命令生成实例');
      }
    }
    
    // 另一种写法
    function Person(name) {
      if (new.target === Person) {
        this.name = name;
      } else {
        throw new Error('必须使用 new 命令生成实例');
      }
    }
    
    var person = new Person('张三'); // 正确
    var notAPerson = Person.call(person, '张三');  // 报错
    
    
    上面代码确保构造函数只能通过 new 命令调用。
    Class 内部调用 new.target,返回当前 Class
    class Rectangle {
      constructor(length, width) {
        console.log(new.target === Rectangle);
        this.length = length;
        this.width = width;
      }
    }
    
    var obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true
    
    
    需要注意的是,子类继承父类时,new.target 会返回子类。
    class Rectangle {
      constructor(length, width) {
        console.log(new.target === Rectangle);
        // ...
      }
    }
    
    class Square extends Rectangle {
      constructor(length) {
        super(length, width);
      }
    }
    
    var obj = new Square(3); // 输出 false
    
    
    上面代码中,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。
    class Shape {
      constructor() {
        if (new.target === Shape) {
          throw new Error('本类不能实例化');
        }
      }
    }
    
    class Rectangle extends Shape {
      constructor(length, width) {
        super();
        // ...
      }
    }
    
    var x = new Shape();  // 报错
    var y = new Rectangle(3, 4);  // 正确
    
    
    上面代码中,Shape 类不能被实例化,只能用于继承。
    注意,在函数外部,使用 new.target 会报错。