Javascript/ES6中的类

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什么是类

类(class)这个概念来源于OOP(Object Oriented Programming),也就是面向对象编程,OOP是一种计算机编程架构,其有着封装,继承,多态三种特性。

而类在OOP中是实现信息封装的基础。

类是一种用户定义类型,也称类类型。

每个类包含数据说明和一组操作数据或传递消息的函数。

类的实例称为对象。

基本概念

类的所有的实例对象都从同一个原型对象上继承属性

我们通过一些例子来看看JavaScript中定义类的各种方法。

1.工厂方式

javaScript中创建自己的类和对象,我们应该是必须掌握的,我们都知道javaScript中对象的属性可以在对象创建后动态定义,比如下面的代码

<script type="text/javascript">
    //定义
    var oCar = new Object();
    oCar.color = "red";
    oCar.doors = 4;
    oCar.showColor = function() {
        alert(this.color);
    }
    //调用
    oCar.showColor();
</script> 

我们很容易使用oCar对象,但是我们就是想创建多个Car实例。我们可以用一个函数来封装上面的代码来实现:

<script type="text/javascript">
    //定义
    function createCar() {
        var oCar = new Object();
        oCar.color = "red";
        oCar.doors = 4;
        oCar.showColor = function() {
            alert(this.color);
        }
        return oCar;
    }
    //调用
    var ocar1 = createCar();
    var ocar2 = createCar();
    ocar1.color = "black";
    ocar1.showColor();
    ocar2.showColor();
</script>

顺便说一下,javaScript对象默认成员属性都是public 的。这种方式我们称为工厂方式,我们创造了能创建并返回特定类型的对象的工厂。

这样做有点意思了,但是在面向对象中我们经常使用创建对象的方法是

Car car=new Car();

补充一点new的知识 // new Base(); // 1.创建一个空对象 obj var obj = {}; // 2.设置obj的__proto__为原型 obj.proto = Base.prototype; // 3.使用obj作为上下文调用Base函数 var ret = Base.call(obj); // 4.如果构造函数返回的是原始值,那么这个返回值会被忽略,如果返回的是对象,就会覆盖构造的实例 // return null除外

使用new 关键字已经深入人心,因此我们使用上面的方法去定义总感觉别扭,并且每次调用时都去创建新的属性以及函数,功能上也不实际。下来我们看看构造函数的形式定义类。

2.构造函数

这种方式看起来有点象工厂函数。具体表现如下:

<script type="text/javascript">
    //定义
    function Car(color, doors) {
        this.color = color;
        this.doors = doors;
        this.showColor = function() {
            alert(this.color);
        };
    }
    //调用
    var car1 = new Car("red", 4);
    var car2 = new Car("blue", 4);
    car1.showColor();
    car2.showColor();
</script> 

看起来效果很明显,有差别了吧。感觉有点意思了。在构造函数内部创造对象使用this 关键字,使用new 运算符创建对象感觉非常亲切。但是也有点问题:每次new 对象时都会创建所有的属性,包括函数的创建,也就是说多个对象完全独立,我们定义类的目的就是为了共享方法以及数据,但是car1对象与car2对象都是各自独立的属性与函数,最起码我们应该共享方法。这就是原形方式的优势所在。

3.原型方式

利用对象的prototype属性,可把它看出创建新对象所依赖的原型。方法如下:

<script type="text/javascript">
    //定义
    function Car() {
    };
    Car.prototype.color = "red";
    Car.prototype.doors = 4;
    Car.prototype.drivers = new Array("Tom", "Jerry");
    Car.prototype.showColor = function() {
        alert(this.color);
    }
    //调用:
    var car1 = new Car();
    var car2 = new Car();
    car1.showColor();
    car2.showColor();
    alert(car1.drivers);
    car1.drivers.push("stephen");
    alert(car1.drivers); //结果:Tom,Jerry,stephen
    alert(car2.drivers); //结果:Tom,Jerry,stephen

 

//可以用json方式简化prototype的定义:

        Car.prototype =
        {
            color: "red",
            doors: 4,
            drivers: ["Tom", "Jerry",'safdad'],
            showColor: function() {
                alert(this.color);
            }
         }</script>

首先这段代码的构造函数,其中没有任何代码,接下来通过对象的prototype属性添加属性定义Car对象的属性。这种方法很好,但是问题是Car的对象指向的是Array指针,Car的两个对象都指向同一个Array数组,其中一个对象car1改变属性对象的引用(数组Array)时,另一个对象car2也同时改变,这是不允许的。

同时该问题也表现在原型不能带任何初始化参数,导致构造函数无法正常初始化。这需要另一种方式来解决:那就是混合的构造函数/原型模式。

  1. 混合的构造函数/原型模式

联合使用构造函数和原型方式,定义类就非常方便。

<script type="text/javascript">
//定义
    function Car(color,doors)
   {
        this.color=color;
        this.doors=doors;
        this.drivers=new Array("Tom","Jerry");
   }

   Car.prototype.showColor=function(){
        alert(this.color);
   }
  
   //调用:
   var car1=new Car('red',4);
   var car2=new Car('blue',4);
  
   car1.showColor();
   car2.showColor();
  
   alert(car1.drivers);
   car1.drivers.push("stephen");
   alert(car1.drivers); //结果:Tom,Jerry,stephen
   alert(car2.drivers); //结果:Tom,Jerry
   alert(car1 instanceof Car);

</script>

该方法是把属性放在内部定义,把方法放在外边利用prototype进行定义。解决了第三种方法的问题。

这种方法其实应该来说非常友好了,但是比起java的语法来,应该有一些不和谐,感觉比较凌乱,对C++来说,我们就没有那么麻烦的感觉了,可是开发C++的研发人员一般情况下很少涉及javaScript,而对J2EE的研发人员来说,这种方式总有一些别扭。总感觉不是友好的封装,其实只不过是视觉上封装效果不是很好而已,要想达到视觉封装效果而又能达到这种方法的效果的也可以以,个人认为其实比较麻烦。那就是动态原型法。

5.动态原型

对于习惯使用其他语言的开发者来说,使用混合的构造函数/原型方式感觉不那么和谐。毕竟,定义类时,大多数面向对象语言都对属性和方法进行了视觉上的封装。参照下面的C#类:

class Car //class
{
    public string color = "red";
    public int doors = 4;
    public int mpg = 23;

    public Car(string color, int doors, int mpg) //constructor
    {
        this.color = color;
        this.doors = doors;
        this.mpg = mpg;
    }
    public void showColor() //method
    {
        Console.WriteLine(this.color);
    }
}

C#很好的打包了Car类的所有属性和方法,因此看见这段代码就知道它要实现什么功能,它定义了一个对象的信息。批评混合的构造函数/原型方式的人认为,在构造函数内存找属性,在其外部找方法的做法不合逻辑。因此,他们设计了动态原型方法,以提供更友好的编码风格。

动态原型方法的基本想法与混合的构造函数/原型方式相同,即在构造函数内定义非函数属性,而函数属性则利用原型属性定义。唯一的区别是赋予对象方法的位置。下面是用动态原型方法重写的Car类:

<script type="text/javascript">
        //定义
        function Car() {
            this.color = "red";
            this.doors = 4;
            this.drivers = new Array("Tom", "Jerry");
            if (typeof Car._initialized == "undefined") {
                Car.prototype.showColor = function() {
                    alert(this.color);
                }
                //............
            }
            //最后定义
            Car._initialized = true;
        }
    </script>

直到检查typeof Car._initialized是否等于"undefined"之前,这个构造函数都未发生变化。这行代码是动态原型方法中最重要的部分。如果这个值未定义,构造函数将用原型方式继续定义对象的方法,然后把Car._initialized设置为true。如果这个值定义了(它的值为true时,typeof的值为Boolean),那么就不再创建该方法。简而言之,该方法使用标志(_initialized)来判断是否已给原型赋予了任何方法。该方法只创建并赋值一次,为取悦传统的OOP开发者,这段代码看起来更像其他语言中的类定义了。

6混合工厂方式

这种方式通常是在不能应用前一种方式时的变通方法。它的目的是创建假构造函数,只返回另一种对象的新实例。这段代码看来与工厂函数非常相似:

function Car() {
            var oTempCar = new Object();
            oTempCar.color="red";
            oTempCar.doors=4;
            oTempCar.mpg=23;
            oTempCar.showColor = function() {
                alert(this.color);
            }
            return oTempCar;
        }

与经典方式不同,这种方式使用new运算符,使它看起来像真正的构造函数:

var oCar = new Car();

由于在Car()构造函数内部调用了new运算符,所以将忽略第二个new运算符(位于构造函数之外)。在构造函数内部创建的对象被传递回变量var。这种方式在对象方法的内部管理方面与经典方式有着相同的问题。

ES6中的类

传统的javascript中只有对象,没有类的概念。它是基于原型的面向对象语言。原型对象特点就是将自身的属性共享给新对象。这样的写法相对于其它传统面向对象语言来讲,很有一种独树一帜的感脚!非常容易让人困惑! 如果要生成一个对象实例,需要先定义一个构造函数,然后通过new操作符来完成。

ES6引入了Class(类)这个概念,通过class关键字可以定义类。该关键字的出现使得其在对象写法上更加清晰,更像是一种面向对象的语言。如果将之前的代码改为ES6的写法就会是这个样子:

class Person{//定义了一个名字为Person的类
    constructor(name,age){//constructor是一个构造方法,用来接收参数
        this.name = name;//this代表的是实例对象
        this.age=age;
    }
    say(){//这是一个类的方法,注意千万不要加上function
        return "我的名字叫" + this.name+"今年"+this.age+"岁了";
    }
}
var obj=new Person("laotie",88);
console.log(obj.say());//我的名字叫laotie今年88岁了

需要注意的是 1.在类中声明方法的时候,千万不要给该方法加上function关键字 2.方法之间不要用逗号分隔,否则会报错

由下面代码可以看出类实质上就是一个函数。类自身指向的就是构造函数。所以可以认为ES6中的类其实就是构造函数的另外一种写法!

console.log(typeof Person);//function
console.log(Person===Person.prototype.constructor);//true

以下代码说明构造函数的prototype属性,在ES6的类中依然存在着。

console.log(Person.prototype);//输出的结果是一个对象

实际上类的所有方法都定义在类的prototype属性上。代码证明下:

Person.prototype.say=function(){//定义与类中相同名字的方法。成功实现了覆盖!
    return "我是来证明的,你叫" + this.name+"今年"+this.age+"岁了";
}
var obj=new Person("laotie",88);
console.log(obj.say());//我是来证明的,你叫laotie今年88岁了

当然也可以通过prototype属性对类添加方法。如下:

Person.prototype.addFn=function(){
    return "我是通过prototype新增加的方法,名字叫addFn";
}
var obj=new Person("laotie",88);
console.log(obj.addFn());//我是通过prototype新增加的方法,名字叫addFn

还可以通过Object.assign方法来为对象动态增加方法

Object.assign(Person.prototype,{
    getName:function(){
        return this.name;
    },
    getAge:function(){
        return this.age;
    }
})
var obj=new Person("laotie",88);
console.log(obj.getName());//laotie
console.log(obj.getAge());//88

constructor方法是类的构造函数的默认方法,通过new命令生成对象实例时,自动调用该方法。

class Box{
    constructor(){
        console.log("啦啦啦,今天天气好晴朗");//当实例化对象时该行代码会执行。
    }
}
var obj=new Box();

constructor方法如果没有显式定义,会隐式生成一个constructor方法。所以即使你没有添加构造函数,构造函数也是存在的。constructor方法默认返回实例对象this,但是也可以指定constructor方法返回一个全新的对象,让返回的实例对象不是该类的实例。

class Desk{
    constructor(){
        this.xixi="我是一只小小小小鸟!哦";
    }
}
class Box{
    constructor(){
       return new Desk();// 这里没有用this哦,直接返回一个全新的对象
    }
}
var obj=new Box();
console.log(obj.xixi);//我是一只小小小小鸟!哦

constructor中定义的属性可以称为实例属性(即定义在this对象上),constructor外声明的属性都是定义在原型上的,可以称为原型属性(即定义在class上)。hasOwnProperty()函数用于判断属性是否是实例属性。其结果是一个布尔值, true说明是实例属性,false说明不是实例属性。in操作符会在通过对象能够访问给定属性时返回true,无论该属性存在于实例中还是原型中。 类的所有实例共享一个原型对象,它们的原型都是Person.prototype,所以proto属性是相等的

class Box{
    constructor(num1,num2){
        this.num1 = num1;
        this.num2=num2;
    }
    sum(){
        return num1+num2;
    }
}
//box1与box2都是Box的实例。它们的__proto__都指向Box的prototype
var box1=new Box(12,88);
var box2=new Box(40,60);
console.log(box1.__proto__===box2.__proto__);//true

由此,也可以通过proto来为类增加方法。使用实例的proto属性改写原型,会改变Class的原始定义,影响到所有实例,所以不推荐使用!

class Box{
    constructor(num1,num2){
        this.num1 = num1;
        this.num2=num2;
    }
    sum(){
        return num1+num2;
    }
}
var box1=new Box(12,88);
var box2=new Box(40,60);
box1.__proto__.sub=function(){
    return this.num2-this.num1;
}
console.log(box1.sub());//76
console.log(box2.sub());//20

c lass不存在变量提升,所以需要先定义再使用。因为ES6不会把类的声明提升到代码头部,但是ES5就不一样,ES5存在变量提升,可以先使用,然后再定义。

//ES5可以先使用再定义,存在变量提升
new A();
function A(){

}
//ES6不能先使用再定义,不存在变量提升 会报错
new B();//B is not defined
class B{

}