29日 七月 2020

Class 基本语法

在面向对象的编程中,class 是用于创建对象的可扩展的程序代码模版,它为对象提供了状态(成员变量)的初始值和行为(成员函数或方法)的实现。

Wikipedia

在日常开发中,我们经常需要创建许多相同类型的对象,例如用户(users)、商品(goods)或者任何其他东西。

正如我们在 构造器和操作符 "new" 一章中已经学到的,new function 可以帮助我们实现这种需求。

但在现代 JavaScript 中,还有一个更高级的“类(class)”构造方式,它引入许多非常棒的新功能,这些功能对于面向对象编程很有用。

“class” 语法

基本语法是:

class MyClass {
  // class 方法
  constructor() { ... }
  method1() { ... }
  method2() { ... }
  method3() { ... }
  ...
}

然后使用 new MyClass() 来创建具有上述列出的所有方法的新对象。

new 会自动调用 constructor() 方法,因此我们可以在 constructor() 中初始化对象。

例如:

class User {

  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHi() {
    alert(this.name);
  }

}

// 用法:
let user = new User("John");
user.sayHi();

new User("John") 被调用:

  1. 一个新对象被创建。
  2. constructor 使用给定的参数运行,并为其分配 this.name

……然后我们就可以调用对象方法了,例如 user.sayHi

类的方法之间没有逗号

对于新手开发人员来说,常见的陷阱是在类的方法之间放置逗号,这会导致语法错误。

不要把这里的符号与对象字面量相混淆。在类中,不需要逗号。

什么是 class?

所以,class 到底是什么?正如人们可能认为的那样,这不是一个全新的语言级实体。

让我们揭开其神秘面纱,看看类究竟是什么。这将有助于我们理解许多复杂的方面。

在 JavaScript 中,类是一种函数。

看看下面这段代码:

class User {
  constructor(name) { this.name = name; }
  sayHi() { alert(this.name); }
}

// 佐证:User 是一个函数
alert(typeof User); // function

class User {...} 构造实际上做了如下的事儿:

  1. 创建一个名为 User 的函数,该函数成为类声明的结果。该函数的代码来自于 constructor 方法(如果我们不编写这种方法,那么它就被假定为空)。
  2. 存储类中的方法,例如 User.prototype 中的 sayHi

new User 对象被创建后,当我们调用其方法时,它会从原型中获取对应的方法,正如我们在 F.prototype 一章中所讲的那样。因此,对象 new User 可以访问类中的方法。

我们可以将 class User 声明的结果解释为:

下面这些代码很好地解释了它们:

class User {
  constructor(name) { this.name = name; }
  sayHi() { alert(this.name); }
}

// class 是一个函数
alert(typeof User); // function

// ...或者,更确切地说,是 constructor 方法
alert(User === User.prototype.constructor); // true

// 方法在 User.prototype 中,例如:
alert(User.prototype.sayHi); // alert(this.name);

// 在原型中实际上有两个方法
alert(Object.getOwnPropertyNames(User.prototype)); // constructor, sayHi

不仅仅是语法糖

人们常说 class 是一个语法糖(旨在使内容更易阅读,但不引入任何新内容的语法),因为我们实际上可以在没有 class 的情况下声明相同的内容:

// 用纯函数重写 class User

// 1. 创建构造器函数
function User(name) {
  this.name = name;
}
// 函数的原型(prototype)默认具有 "constructor" 属性,
// 所以,我们不需要创建它

// 2. 将方法添加到原型
User.prototype.sayHi = function() {
  alert(this.name);
};

// 用法:
let user = new User("John");
user.sayHi();

这个定义的结果与使用类得到的结果基本相同。因此,这确实是将 class 视为一种定义构造器及其原型方法的语法糖的理由。

尽管,它们之间存在着重大差异:

  1. 首先,通过 class 创建的函数具有特殊的内部属性标记 [[FunctionKind]]:"classConstructor"。因此,它与手动创建并不完全相同。

    编程语言会在许多地方检查该属性。例如,与普通函数不同,必须使用 new 来调用它:

    class User {
      constructor() {}
    }
    
    alert(typeof User); // function
    User(); // Error: Class constructor User cannot be invoked without 'new'

    此外,大多数 JavaScript 引擎中的类构造器的字符串表示形式都以 “class…” 开头

    class User {
      constructor() {}
    }
    
    alert(User); // class User { ... }

    还有其他的不同之处,我们很快就会看到。

  2. 类方法不可枚举。 类定义将 "prototype" 中的所有方法的 enumerable 标志设置为 false

    这很好,因为如果我们对一个对象调用 for..in 方法,我们通常不希望 class 方法出现。

  3. 类总是使用 use strict。 在类构造中的所有代码都将自动进入严格模式。

此外,class 语法还带来了许多其他功能,我们稍后将会探索它们。

类表达式

就像函数一样,类可以在另外一个表达式中被定义,被传递,被返回,被赋值等。

这是一个类表达式的例子:

let User = class {
  sayHi() {
    alert("Hello");
  }
};

类似于命名函数表达式(Named Function Expressions),类表达式可能也应该有一个名字。

如果类表达式有名字,那么该名字仅在类内部可见:

// “命名类表达式(Named Class Expression)”
// (规范中没有这样的术语,但是它和命名函数表达式类似)
let User = class MyClass {
  sayHi() {
    alert(MyClass); // MyClass 这个名字仅在类内部可见
  }
};

new User().sayHi(); // 正常运行,显示 MyClass 中定义的内容

alert(MyClass); // error,MyClass 在外部不可见

我们甚至可以动态地“按需”创建类,就像这样:

function makeClass(phrase) {
  // 声明一个类并返回它
  return class {
    sayHi() {
      alert(phrase);
    };
  };
}

// 创建一个新的类
let User = makeClass("Hello");

new User().sayHi(); // Hello

Getters/setters

就像对象字面量,类可能包括 getters/setters,计算属性(computed properties)等。

这是一个使用 get/set 实现 user.name 的示例:

class User {

  constructor(name) {
    // 调用 setter
    this.name = name;
  }

  get name() {
    return this._name;
  }

  set name(value) {
    if (value.length < 4) {
      alert("Name is too short.");
      return;
    }
    this._name = value;
  }

}

let user = new User("John");
alert(user.name); // John

user = new User(""); // Name is too short.

Technically, such class declaration works by creating getters and setters in User.prototype.

Computed names […]

Here’s an example with a computed method name using brackets [...]:

class User {

  ['say' + 'Hi']() {
    alert("Hello");
  }

}

new User().sayHi();

Such features are easy to remember, as they resemble that of literal objects.

Class 字段

旧的浏览器可能需要 polyfill

类字段(field)是最近才添加到语言中的。

之前,我们的类仅具有方法。

“类字段”是一种允许添加任何属性的语法。

例如,让我们在 class User 中添加一个 name 属性:

class User {
  name = "John";

  sayHi() {
    alert(`Hello, ${this.name}!`);
  }
}

new User().sayHi(); // Hello, John!

So, we just write " = " in the declaration, and that’s it.

The important difference of class fields is that they are set on individual objects, not User.prototype:

class User {
  name = "John";
}

let user = new User();
alert(user.name); // John
alert(User.prototype.name); // undefined

We can also assign values using more complex expressions and function calls:

class User {
  name = prompt("Name, please?", "John");
}

let user = new User();
alert(user.name); // John

使用类字段制作绑定方法

正如 函数绑定 一章中所讲的,JavaScript 中的函数具有动态的 this。它取决于调用上下文。

因此,如果一个对象方法被传递到某处,或者在另一个上下文中被调用,则 this 将不再是对其对象的引用。

例如,此代码将显示 undefined

class Button {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }

  click() {
    alert(this.value);
  }
}

let button = new Button("hello");

setTimeout(button.click, 1000); // undefined

这个问题被称为“丢失 this”。

我们在 函数绑定 一章中讲过,有两种可以修复它的方式:

  1. 传递一个包装函数,例如 setTimeout(() => button.click(), 1000)
  2. 将方法绑定到对象,例如在 constructor 中。

类字段提供了另一种非常优雅的语法:

class Button {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }
  click = () => {
    alert(this.value);
  }
}

let button = new Button("hello");

setTimeout(button.click, 1000); // hello

The class field click = () => {...} is created on a per-object basis, there’s a separate function for each Button object, with this inside it referencing that object. We can pass button.click around anywhere, and the value of this will always be correct.

在浏览器环境中,它对于进行事件监听尤为有用。

总结

基本的类语法看起来像这样:

class MyClass {
  prop = value; // 属性

  constructor(...) { // 构造器
    // ...
  }

  method(...) {} // method

  get something(...) {} // getter 方法
  set something(...) {} // setter 方法

  [Symbol.iterator]() {} // 有计算名称(computed name)的方法(此处为 symbol)
  // ...
}

技术上来说,MyClass 是一个函数(我们提供作为 constructor 的那个),而 methods、getters 和 settors 都被写入了 MyClass.prototype

在下一章,我们将会进一步学习类的相关知识,包括继承和其他功能。

任务

重要程度: 5

Clock 类是以函数式编写的。请以 “class” 语法重写它。

P.S. 时钟在控制台(console)中滴答,打开控制台即可查看。

打开一个任务沙箱。

class Clock {
  constructor({ template }) {
    this.template = template;
  }

  render() {
    let date = new Date();

    let hours = date.getHours();
    if (hours < 10) hours = '0' + hours;

    let mins = date.getMinutes();
    if (mins < 10) mins = '0' + mins;

    let secs = date.getSeconds();
    if (secs < 10) secs = '0' + secs;

    let output = this.template
      .replace('h', hours)
      .replace('m', mins)
      .replace('s', secs);

    console.log(output);
  }

  stop() {
    clearInterval(this.timer);
  }

  start() {
    this.render();
    this.timer = setInterval(() => this.render(), 1000);
  }
}


let clock = new Clock({template: 'h:m:s'});
clock.start();

使用沙箱打开解决方案。

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