ES6(十四):类

前面的话


??大多数面向对象的编程语言都支撑类和类继承的特性,而JS却不支撑这些特性,只能通过其他方法定义并关联多个相似的对象,这种状态一直延续到了ES5。由于类似的库层出不穷,最终还是在ECMAScript 6中引入了类的特性。本文将详细先容ES6中的类

ES5近似结构

ES5中没有类的概念,最相近的思路是创建一个自定义类型:首先创建一个构造函数,然后定义另一个方法并赋值给构造函数的原型

function PersonType(name) {
  this.name = name;
}
PersonType.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
};
let person = new PersonType("huochai");
person.sayName(); // 输出 "huochai"
console.log(person instanceof PersonType); // true
console.log(person instanceof Object); // true
  • 这段代码中的personType是一个构造函数,其实行后创建一个名为name的属性给personType的原型添加一个sayName()方法,所以PersonType对象的所有实例都将共享这个方法。然后使用new操作符创建一个personType的实例person,并最终证实了person对象确实是personType的实例,且由于存在原型继承的特性,因而它也是object的实例,许多模拟类的JS库都是基于这个模式进行开发,而且ES6中的类也借鉴了类似的方法

类的声明

ES6有一种与其他语言中类似的类特性:类声明。同时,它也是ES6中最简单的类形式

【基本的类声明语法】

要声明一个类,首先编写class关键字,紧跟着的是类的名字,其他部分的语法类似于对象字面量方法的简写形式,但不需要在类的各元素之间使用逗号分隔

class PersonClass {   
  // 等价于 PersonType 构造器 
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  // 等价于 PersonType.prototype.sayName
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}
let person = new PersonClass("huochai");
person.sayName(); // 输出 "huochai"
console.log(person instanceof PersonClass); // true
console.log(person instanceof Object); // true
console.log(typeof PersonClass); // "function"
console.log(typeof PersonClass.prototype.sayName); // "function"
  • 通过类声明语法定义PersonClass的行为与之前创建PersonType构造函数的过程相似,只是这里直接在类中通过特殊的constructor方法名来定义构造函数,且由于这种类使用简洁语法来定义方法,因而不需要添加function关键字。除constructor外没有其他保留的方法名,所以可以尽情添加方法

  • 私有属性是实例中的属性,不会出现在原型上,且只能在类的构造函数或方法中创建,此例中的name就是一个私有属性。建议在构造函数中创建所有私有属性,从而只通过一处就可以控制类中的所有私有属性

  • 类声明仅仅是基于已有自定义类型声明的语法糖。typeof PersonClass最终返回的结果是"function",所以PersonClass声明实际上创建了一个具有构造函数方法行为的函数。此示例中的sayName()方法实际上是PersonClass.prototype上的一个方法;与之类似的是,在之前的示例中,sayName()也是personType.prototype上的一个方法。通过语法糖包装以后,类就可以代替自定义类型的功能,不必担心使用的是哪种方法,只需关注如何定义正确的类

[注意]与函数不同的是,类属性不可被赋予新值,在之前的示例中,PersonClass.prototype就是这样一个只可读的类属性

【为何使用类语法】

尽管类与自定义类型之间有诸多相似之处,但是它们之间仍然有一些差异

1、函数声明可以被提升,而类声明与let声明类似,不能被提升真正实行声明语句之前,它们会一直存在于临时死区中

2、类声明中的所有代码将自动运行在严格模式下,而且无法强行让代码脱离严格模式实行

3、在自定义类型中,需要通过Object.defineProperty()方法手工指定某个方法为不可枚举;而在类中,所有方法都是不可枚举的

4、每个类都有一个名为[[Construct]]的内部方法,通过关键字new调用那些不含[[Construct]]的方法会导致程序抛出错误

5、使用除关键字new以外的方式调用类的构造函数会导致程序抛出错误

6、在类中修改类名会导致程序报错

  • 了解了这些差异之后,可以用除了类之外的语法为之前示例中的PersonClass声明编写等价代码
// 直接等价于 PersonClass
let PersonType2 = (function() {   
  "use strict";
  const PersonType2 = function(name) {        
    // 确认函数被调用时使用了 new
    if (typeof new.target === "undefined") {            
      throw new Error("Constructor must be called with new.");
    }        
    this.name = name;
  }
  Object.defineProperty(PersonType2.prototype, "sayName", {
    value: function() {            
      // 确认函数被调用时没有使用 new
      if (typeof new.target !== "undefined") {                
        throw new Error("Method cannot be called with new.");
      }
      console.log(this.name);
    },
    enumerable: false,
    writable: true,
    configurable: true 
    });
    return PersonType2;
}());
  • 这段代码中有两处personType2声明:一处是外部作用域中的let声明,一处是马上实行函数表达式(IIFE)中的const声明,这也从侧面说明了为什么可以在外部修改类名而内部却不可修改。在构造函数中,先检查new.target是否通过new调用,如果不是则抛出错误;紧接着,将sayName()方法定义为不可枚举,并再次检查new.target是否通过new调用,如果是则抛出错误;最后,返回这个构造函数

  • 尽管可以在不使用new语法的前提下实现类的所有功能,但如此一来,代码变得极为复杂

【常量类名】

类的名称只在类中为常量,所以尽管不能在类的方法中修改类名,但可以在外部修改

class Foo {
  constructor() {
    Foo = "bar"; // 实行时抛出错误 
  }
}// 但在类声明之后没问题Foo = "baz";
  • 以上代码中,类的外部有一个Foo声明,而类构造函数里的Foo则是一个独立存在的绑定。内部的Foo就像是通过const声明的,修改它的值会导致程序抛出错误;而外部的Foo就像是通过let声明的,可以随时修改这个绑定值

类表达式

类和函数都有两种存在形式:声明形式和表达式形式。声明形式的函数和类都由相应的关键字(分别为functionclass)进行定义,随后紧跟一个标识符;表达式形式的函数和类与之类似,只是不需要在关键字后添加标识符

类表达式的设计初衷是为了声明相应变量或传入函数作为参数

【基本的类表达式语法】

下面这段代码等价于之前PersonClass示例的类表达式

let PersonClass = class {
  // 等价于 PersonType 构造器 
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  // 等价于 PersonType.prototype.sayName 
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
};
let person = new PersonClass("huochai");
person.sayName(); // 输出 "huochai"
console.log(person instanceof PersonClass); // true
console.log(person instanceof Object); // true
console.log(typeof PersonClass); // "function"
console.log(typeof PersonClass.prototype.sayName); // "function"
  • 类声明和类表达式仅在代码编写方式略有差异,二者均不会像函数声明和函数表达式一样被提升,所以在运行时状态下无论选择哪一种方式,代码最终的实行结果都没有太大差别

  • 二者最重要的区别是name属性不同,匿名类表达式的name属性值是一个空字符串,而类声明的name属性值为类名,例如,通过声明方式定义一个类PersonClass,则PersonClass.name的值为"PersonClass"

【命名类表达式】

类与函数一样,都可以定义为命名表达式。声明时,在关键字class后添加一个标识符即可

let PersonClass = class PersonClass2 {
  // 等价于 PersonType 构造器 
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  // 等价于 PersonType.prototype.sayName 
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
};
console.log(typeof PersonClass); // "function"
console.log(typeof PersonClass2); // "undefined"
  • 上面的示例中,类表达式被命名为PersonClass2,由于标识符PersonClass2只存在于类定义中,因此它可被用在像sayName()这样的方法中。而在类的外部,由于不存在一个名为PersonClass2的绑定,因而typeof PersonClass2的值为"undefined"
// 直接等价于 PersonClass 具名的类表达式
let PersonClass = (function() {    
  "use strict";
  const PersonClass2 = function(name) {        
    // 确认函数被调用时使用了 new
    if (typeof new.target === "undefined") {            
      throw new Error("Constructor must be called with new.");
    }        
    this.name = name;
  }
  Object.defineProperty(PersonClass2.prototype, "sayName", {
    value: function() {            
      // 确认函数被调用时没有使用 new
      if (typeof new.target !== "undefined") {                
        throw new Error("Method cannot be called with new.");
      }
      console.log(this.name);
    },
    enumerable: false,
    writable: true,
    configurable: true 
  });
  return PersonClass2;
}());
  • JS引擎中,类表达式的实现与类声明稍有不同。对于类声明来说,通过let定义的外部绑定与通过const定义的内部绑定具有相同名称;而命名类表达式通过const定义名称,从而PersonClass2只能在类的内部使用

  • 尽管命名类表达式与命名函数表达式有不同的表现,但二者间仍有许多相似之处,都可以在多个场景中作为值使用

一等公民

在程序中,一等公民是指一个可以传入函数,可以从函数返回,并且可以赋值给变量的值。JS函数是一等公民(也被称作头等函数),这也正是JS中的一个独特之处

ES6延续了这个传统,将类也设计为一等公民,允许通过多种方式使用类的特性。例如,可以将类作为参数传入函数中

function createObject(classDef) {
  return new classDef();
}
let obj = createObject(class {
  sayHi() {
    console.log("Hi!");
  }
});
obj.sayHi(); // "Hi!"
  • 在这个示例中,调用createObject()函数时传入一个匿名类表达式作为参数,然后通过关键字new实例化这个类并返回实例,将其储存在变量obj

  • 类表达式还有另一种使用方式,通过马上调用类构造函数可以创建单例。用new调用类表达式,紧接着通过一对小括号调用这个表达式

let person = new class {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}("huochai");
person.sayName(); // "huochai"
  • 这里先创建一个匿名类表达式,然后马上实行。依照这种模式可以使用类语法创建单例,并且不会在作用域中暴露类的引用,其后的小括号表明正在调用一个函数,而且可以传参数给这个函数

  • 大家可以通过类似对象字面量的语法在类中创建访问器属性

访问器属性

尽管应该在类构造函数中创建自己的属性,但是类也支撑访问器属性。创建getter时,需要在关键字get后紧跟一个空格和相应的标识符;创建setter时,只需把关键字get替换为set即可

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");
console.log("get" in descriptor); // true
console.log("set" in descriptor); // true
console.log(descriptor.enumerable); // false
  • 这段代码中的CustomHTMLElement类是一个针对现有DOM元素的包装器,并通过gettersetter方法将这个元素的innerHTML方法委托给html属性,这个访问器属性是在CustomHTMLElement.prototype上创建的。与其他方法一样,创建时声明该属性不可枚举。下面这段代码是非类形式的等价实现
// 直接等价于上个范例
let CustomHTMLElement = (function() {    
  "use strict";
  const CustomHTMLElement = function(element) {        
    // 确认函数被调用时使用了 new
  if (typeof new.target === "undefined") {            
    throw new Error("Constructor must be called with new.");
  }        
  this.element = element;
  }
  Object.defineProperty(CustomHTMLElement.prototype, "html", {
    enumerable: false,
    configurable: true,
    get: function() {            
      return this.element.innerHTML;
     },
    set: function(value) {            
      this.element.innerHTML = value;
    }
  });
  return CustomHTMLElement;
}());
  • 由上可见,比起非类等效实现,类语法可以节省很多代码。在非类等效实现中,仅html访问器属性定义的代码量就与类声明一样多

可计算成员名称

类和对象字面量还有更多相似之处,类方法和访问器属性也支撑使用可计算名称。就像在对象字面量中一样,用方括号包裹一个表达式即可使用可计算名称

let methodName = "sayName";
class PersonClass {
  constructor(name) {            
    this.name = name;
  }
  [methodName]() {
    console.log(this.name);
  }
}
let me = new PersonClass("huochai");
me.sayName(); // "huochai"
  • 这个版本的PersonClass通过变量来给类定义中的方法命名,字符串"sayName"被赋值给methodName变量,然后methodName又被用于声明随后可直接访问的sayName()方法

  • 通过相同的方式可以在访问器属性中应用可计算名称

let propertyName = "html";
class CustomHTMLElement {
  constructor(element) {            
    this.element = element;
  }
  get [propertyName]() {
    return this.element.innerHTML;
  }
  set [propertyName](value) {        
    this.element.innerHTML = value;
  }
}
  • 在这里通过propertyName变量并使用gettersetter方法为类添加html属性,并且可以像往常一样通过.html访问该属性

  • 在类和对象字面量诸多的共同点中,除了方法、访问器属性及可计算名称上的共同点外,还需要了解另一个相似之处,也就是生成器方法

生成器方法

在对象字面量中,可以通过在方法名前附加一个星号(*)的方式来定义生成器,在类中亦是如此,可以将任何方法定义成生成器

class MyClass {    
  *createIterator() {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  }
}
let instance = new MyClass();
let iterator = instance.createIterator();
  • 这段代码创建了一个名为MyClass的类,它有一个生成器方法createIterator(),其返回值为一个硬编码在生成器中的迭代器。如果用对象来表示集合,又希翼通过简单的方法迭代集合中的值,那么生成器方法就派上用场了。数组、Set集合及Map集合为开发者们提供了多个生成器方法来与集合中的元素交互

  • 尽管生成器方法很实用,但如果类是用来表示值的集合的,那么为它定义一个默认迭代器会更有用。通过Symbol.iterator定义生成器方法即可为类定义默认迭代器

class Collection {
  constructor() {        
    this.items = [];
  }*[Symbol.iterator]() {
    yield *this.items.values();
  }
}
var collection = new Collection();
collection.items.push(1);
collection.items.push(2);
collection.items.push(3);
for (let x of collection) {
  // 1
  // 2
  // 3 
  console.log(x);
}
  • 这个示例用可计算名称创建了一个代理this.items数组values()迭代器的生成器方法。任何管理一系列值的类都应该引入默认迭代器,因为一些与特定集合有关的操作需要所操作的集合含有一个迭代器。现在可以将collection的实例直接用于for-of循环中或用展开运算符操作它

  • 如果不介意在对象的实例中出现添加的方法和访问器属性,则可以将它们添加到类的原型中;如果希翼它们只出现在类中,那么需要使用静态成员

静态成员

ES5中,直接将方法添加到构造函数中来模拟静态成员是一种常见的模式

function PersonType(name) {
  this.name = name;
}
// 静态方法
PersonType.create = function(name) {    
  return new PersonType(name);
};
// 实例方法
PersonType.prototype.sayName = function() {
  console.log(this.name);
};
var person = PersonType.create("huochai");
  • 在其他编程语言中,由于工厂方法PersonType.create()使用的数据不依赖personType的实例,因而其会被认为是一个静态方法。ES6的类语法简化了创建静态成员的过程,在方法或访问器属性名前使用正式的静态注释即可
class PersonClass {    
  // 等价于 PersonType 构造器 
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  // 等价于 PersonType.prototype.sayName 
  sayName() {
    console.log(this.name);
  }    
  // 等价于 PersonType.create 
  static create(name) {
    return new PersonClass(name);
  }
}
let person = PersonClass.create("huochai");
  • PersonClass定义只有一个静态方法create(),它的语法与sayName()的区别只在于是否使用static关键字。类中的所有方法和访问器属性都可以用static关键字来定义,唯一的限制是不能将static用于定义构造函数方法

[注意]不可在实例中访问静态成员,必须要直接在类中访问静态成员

继承与派生类

ES6之前,实现继承与自定义类型是一个不小的工作。严格意义上的继承需要多个步骤实现

function Rectangle(length, width) {
  this.length = length;
  this.width = width;
}
Rectangle.prototype.getArea = function() {    
  return this.length * this.width;
};
function Square(length) {
  Rectangle.call(this, length, length);
}
Square.prototype = Object.create(Rectangle.prototype, {
  constructor: {
    value:Square,
    enumerable: true,
    writable: true,
    configurable: true 
  }
});
var square = new Square(3);
console.log(square.getArea()); // 9
console.log(square instanceof Square); // true
console.log(square instanceof Rectangle); // true
  • Square继承自Rectangle,为了这样做,必须用一个创建自Rectangle.prototype的新对象重写Square.prototype并调用Rectangle.call()方法。JS新手经常对这些步骤感到困惑,即使是经验丰富的开发者也常在这里出错

  • 类的出现让大家可以更轻松地实现继承功能,使用熟悉的extends关键字可以指定类继承的函数。原型会自动调整,通过调用super()方法即可访问基类的构造函数

class Rectangle {
  constructor(length, width) {        
    this.length = length;this.width = width;
  }
  getArea() {
    return this.length * this.width;
  }
}
class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {        
    // 与 Rectangle.call(this, length, length) 相同 
    super(length, length);
  }
}
var square = new Square(3);
console.log(square.getArea()); // 9
console.log(square instanceof Square); // true
console.log(square instanceof Rectangle); // true
  • 这一次,square类通过extends关键字继承Rectangle类,在square构造函数中通过super()调用Rectangle构造函数并传入相应参数。请注意,与ES5版本代码不同的是,标识符Rectangle只用于类声明(extends之后)

  • 继承自其他类的类被称作派生类,如果在派生类中指定了构造函数则必须要调用super(),如果不这样做程序就会报错。如果选择不使用构造函数,则当创建新的类实例时会自动调用super()并传入所有参数

class Square extends Rectangle {    
  // 没有构造器
}
// 等价于:
class Square extends Rectangle {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}
  • 示例中的第二个类是所有派生类的等效默认构造函数,所有参数按顺序被传递给基类的构造函数。这里展示的功能不太正确,因为square的构造函数只需要一个参数,所以最好手动定义构造函数

注意事项

使用super()时有以下几个关键点

1、只可在派生类的构造函数中使用super(),如果尝试在非派生类(不是用extends声明的类)或函数中使用则会导致程序抛出错误

2、在构造函数中访问this之前一定要调用super(),它负责初始化this,如果在调用super()之前尝试访问this会导致程序出错

3、如果不想调用super(),则唯一的方法是让类的构造函数返回一个对象

【类方法遮蔽】

派生类中的方法总会覆盖基类中的同名方法。比如给square添加getArea()方法来重新定义这个方法的功能

class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {
    super(length, length);
  }    
  // 重写并屏蔽 Rectangle.prototype.getArea() 
  getArea() {
    return this.length * this.length;
  }
}
  • 由于为square定义了getArea()方法,便不能在square的实例中调用Rectangle.prototype.getArea()方法。当然,如果想调用基类中的该方法,则可以调用super.getArea()方法
class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {
    super(length, length);
  }    
  // 重写、屏蔽并调用了 Rectangle.prototype.getArea() 
  getArea() {
    return super.getArea();
  }
}
  • 以这种方法使用Superthis值会被自动正确设置,然后就可以进行简单的方法调用了

【静态成员继承】

如果基类有静态成员,那么这些静态成员在派生类中也可用。JS中的继承与其他语言中的继承一样,只是在这里继承还是一个新概念

class Rectangle {
  constructor(length, width) {        
    this.length = length;this.width = width;
  }
  getArea() {
    return this.length * this.width;
  }
  static create(length, width) {        
    return new Rectangle(length, width);
  }
}
class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {
    // 与 Rectangle.call(this, length, length) 相同 
    super(length, length);
  }
}
var rect = Square.create(3, 4);
console.log(rect instanceof Rectangle); // true
console.log(rect.getArea()); // 12
console.log(rect instanceof Square); // false
  • 在这段代码中,新的静态方法create()被添加到Rectangle类中,继承后的Square.create()Rectangle.create()的行为很像

【派生自表达式的类】

ES6最强大的一面或许是从表达式导出类的功能了。只要表达式可以被解析为一个函数并且具有[[Construct]属性和原型,那么就可以用extends进行派生

function Rectangle(length, width) {
  this.length = length;
  this.width = width;
}
Rectangle.prototype.getArea = function() {    
  return this.length * this.width;
};
class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {
    super(length, length);
  }
}
var x = new Square(3);
console.log(x.getArea()); // 9
console.log(x instanceof Rectangle); // true
  • Rectangle是一个ES5风格的构造函数,Square是一个类,由于Rectangle具有[[Construct]]属性和原型,因此Square类可以直接继承它

  • extends强大的功能使类可以继承自任意类型的表达式,从而创造更多可能性,例如动态地确定类的继承目标

function Rectangle(length, width) {
  this.length = length;this.width = width;
}
Rectangle.prototype.getArea = function() {    
  return this.length * this.width;
};
function getBase() {
  return Rectangle;
}
class Square extends getBase() {
  constructor(length) {
    super(length, length);
  }
}
var x = new Square(3);
console.log(x.getArea()); // 9
console.log(x instanceof Rectangle); // true
  • getBase()函数是类声明的一部分,直接调用后返回Rectang?e,此示例实现的功能与之前的示例等价。由于可以动态确定使用哪个基类,因而可以创建不同的继承方法
let SerializableMixin = {
  serialize() {
    return JSON.stringify(this);
  }
};
let AreaMixin = {
  getArea() {
    return this.length * this.width;
  }
};
function mixin(...mixins) {
  var base = function() {};
  Object.assign(base.prototype, ...mixins);    
  return base;
}
class Square extends mixin(AreaMixin, SerializableMixin) {
  constructor(length) {
    super();
    this.length = length;
    this.width = length;
  }
}
var x = new Square(3);
console.log(x.getArea()); // 9
console.log(x.serialize()); // "{"length":3,"width":3}"
  • 这个示例使用了mixin函数代替传统的继承方法,它可以接受任意数量的mixin对象作为参数。首先创建一个函数base,再将每一个mixin对象的属性值赋值给base的原型,最后minxin函数返回这个base函数,所以Square类就可以基于这个返回的函数用extends进行扩展。由于使用了extends,因此在构造函数中需要调用super()

  • Square的实例拥有来自AreaMixin对象的getArea()方法和来自SerializableMixin对象的serialize方法,这都是通过原型继承实现的,mixin()函数会用所有mixin对象的自有属性动态填充新函数的原型。如果多个mixin对象具有相同属性,那么只有最后一个被添加的属性被保留

[注意]extends后可以使用任意表达式,但不是所有表达式最终都能生成合法的类。如果使用null或生成器函数会导致错误发生,类在这些情况下没有[[Consturct]]属性,尝试为其创建新的实例会导致程序无法调用[[Construct]]而报错

【内建对象的继承】

JS数组诞生以来,一直都希翼通过继承的方式创建属于自己的特殊数组。在ES5中这几乎是不可能的,用传统的继承方式无法实现这样的功能

// 内置数组的行为
var colors = [];
colors[0] = "red";
console.log(colors.length); // 1
colors.length = 0;
console.log(colors[0]); // undefined
// 在 ES5 中尝试继承数组
function MyArray() {
  Array.apply(this, arguments);
}
MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
  constructor: {
    value: MyArray,
    writable: true,
    configurable: true,
    enumerable: true 
  }
});
var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
console.log(colors.length); // 0
colors.length = 0;
console.log(colors[0]); // "red"
  • 这段代码最后console.log()的输出结果与预期不符,MyArray实例的length和数值型属性的行为与内建数组中的不一致,这是因为通过传统JS继承形式实现的数组继承没有从Array.apply()或原型赋值中继承相关功能

  • ES6类语法的一个目标是支撑内建对象继承,因而ES6中的类继承模型与ES5稍有不同,主要体现在两个方面

  • ES5的传统继承方式中,先由派生类型(如MyArray)创建this的值,然后调用基类型的构造函数(如Array.apply()方法)。这也意味着,this的值开始指向MyArray的实例,但是随后会被来自Array的其他属性修饰

  • ES6中的类继承则与之相反,先由基类(Array)创建this的值,然后派生类的构造函数(MyArray)再修改这个值。所以一开始可以通过this访问基类的所有内建功能,然后再正确地接收所有与之相关的功能

class MyArray extends Array {    
  // 空代码块
}
var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
console.log(colors.length); // 1
colors.length = 0;
console.log(colors[0]); // undefined
  • MyArray直接继承自Array,其行为与Array也很相似,操作数值型属性会更新length属性,操作length属性也会更新数值型属性。于是,可以正确地继承Array对象来创建自己的派生数组类型,当然也可以继承其他的内建对象

【Symbol.species属性】

内建对象继承的一个实用之处是,原本在内建对象中返回实例自身的方法将自动返回派生类的实例。所以,如果有一个继承自Array的派生类MyArray,那么像slice()这样的方法也会返回一个MyArray的实例

class MyArray extends Array {    
  // 空代码块
}
let items = new MyArray(1, 2, 3, 4),
subitems = items.slice(1, 3);
console.log(items instanceof MyArray); // true
console.log(subitems instanceof MyArray); // true
  • 正常情况下,继承自Arrayslice()方法应该返回Array的实例,但是在这段代码中,slice()方法返回的是MyArray的实例。在浏览器引擎背后是通Symbol.species属性实现这一行为

  • Symbol.species是诸多内部Symbol中的一个,它被用于定义返回函数的静态访问器属性。被返回的函数是一个构造函数,每当要在实例的方法中(不是在构造函数中)创建类的实例时必须使用这个构造函数。以下这些内建类型均己定义Symbol.species属性

Array
ArrayBuffer
Map
Promise
RegExp
Set
Typed arrays
  • 列表中的每个类型都有一个默认的symbol.species属性,该属性的返回值为this,这也意味着该属性总会返回构造函数
// 几个内置类型使用 species 的方式类似于此
class MyClass {
  static get [Symbol.species]() {        
    return this;
  }
  constructor(value) {        
    this.value = value;
  }
  clone() {
    return new this.constructor[Symbol.species](this.value);
  }
}
  • 在这个示例中,Symbol.species被用来给MyClass赋值静态访问器属性。这里只有一个getter方法却没有setter方法,这是因为在这里不可以改变类的种类。调用this.constructor[Symbol.species]会返回MyClassclone()方法通过这个定义可以返回新的实例,从而允许派生类覆盖这个值
class MyClass {
  static get [Symbol.species]() {        
    return this;
  }
  constructor(value) {        
    this.value = value;
  }
  clone() {
    return new this.constructor[Symbol.species](this.value);
  }
}
class MyDerivedClass1 extends MyClass {    
  // 空代码块 
}
class MyDerivedClass2 extends MyClass {
  static get [Symbol.species]() {        
    return MyClass;
  }
}
let instance1 = new MyDerivedClass1("foo"),
clone1 = instance1.clone(),
instance2 = new MyDerivedClass2("bar"),
clone2 = instance2.clone();
console.log(clone1 instanceof MyClass); // true
console.log(clone1 instanceof MyDerivedClass1); // true
console.log(clone2 instanceof MyClass); // true
console.log(clone2 instanceof MyDerivedClass2); // false
  • 在这里,MyDerivedClass1继承MyClass时未改变Symbol.species属性,由于this.constructor[Symbol.species]的返回值是MyDerivedClass1,因此调用clone()返回的是MyDerivedClass1的实例;MyDerivedClass2继承MyClass时重写了Symbol.species让其返回MyClass,调用MyDerivedClass2实例的clone()方法时,返回值是一个MyClass的实例。通过Symbol.species可以定义当派生类的方法返回实例时,应该返回的值的类型

  • 数组通过Symbol.species来指定那些返回数组的方法应当从哪个类中获取。在一个派生自数组的类中,可以决定继承的方法返回何种类型的对象

class MyArray extends Array {
  static get [Symbol.species]() {        
    return Array;
  }
}
let items = new MyArray(1, 2, 3, 4),
subitems = items.slice(1, 3);
console.log(items instanceof MyArray); // true
console.log(subitems instanceof Array); // true
console.log(subitems instanceof MyArray); // false
  • 这段代码重写了MyArray继承自ArraySymbol.species属性,所有返回数组的继承方法现在将使用Array的实例,而不使用MyArray的实例

  • 一般来说,只要想在类方法中调用this.constructor,就应该使用Symbol.species属性,从而让派生类重写返回类型。而且如果正从一个已定义Symbol.species属性的类创建派生类,那么要确保使用那个值而不是使用构造函数

【在类的构造函数中使用new.target】

new.target及它的值根据函数被调用的方式而改变。在类的构造函数中也可以通过new.target来确定类是如何被调用的。简单情况下,new.target等于类的构造函数

class Rectangle {
  constructor(length, width) {
    console.log(new.target === Rectangle);
    this.length = length;this.width = width;
  }
}
// new.target 就是 Rectanglevar 
obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true
  • 这段代码展示了当调用new Rectangle(3.4)时等价于Rectanglenew.target。类构造函数必须通过new关键字调用,所以总是在类的构造函数中定义new.target属性,但是其值有时会不同
class Rectangle {
  constructor(length, width) {
    console.log(new.target === Rectangle);
    this.length = length;
    this.width = width;
  }
}
class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {
    super(length, length)
  }
}
// new.target 就是 Squarevar 
obj = new Square(3); // 输出 false
  • Square调用Rectangle的构造函数,所以当调用发生时new.target等于Square。这一点非常重要,因为每个构造函数都可以根据自身被调用的方式改变自己的行为
// 静态的基类
class Shape {
  constructor() {        
    if (new.target === Shape) {
      throw new Error("This class cannot be instantiated directly.")
    }
  }
}
class Rectangle extends Shape {
  constructor(length, width) {
    super();        
    this.length = length;this.width = width;
  }
}
var x = new Shape(); // 抛出错误
var y = new Rectangle(3, 4); // 没有错误
console.log(y instanceof Shape); // true
  • 在这个示例中,每当new.targetShape时构造函数总会抛出错误,这相当于调用new Shape()时总会出错。但是,仍可用Shape作为基类派生其他类,示例中的Rectangle便是这样。super()调用实行了Shape的构造函数,new.targetRectangle等价,所以构造函数继续实行不会抛出错误

[注意]因为类必须通过new关键字才能调用,所以在类的构造函数中,new.target属性永远不会是undefined

其他章节

推荐阅读更多精彩内容