【TS】快速上手(六)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 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 ,然后通过实例化 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,而类受作用域限制
  2. 函数声明可以提升,而类定义不能

比如我们面向 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
  • 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:

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

TS基础系列相关博文

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