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【第3章第345回】数据类型——类

前端JavaScript  · 公众号  · Javascript  · 2017-05-13 06:58

正文



介绍

传统的JavaScript程序使用函数和基于原型的继承来创建可重用的组件,但这对于熟悉使用面向对象方式的程序员来说有些棘手,因为他们用的是基于类的继承并且对象是从类构建出来的。 从ECMAScript 2015,也就是ECMAScript 6,JavaScript程序将可以使用这种基于类的面向对象方法。 在TypeScript里,我们允许开发者现在就使用这些特性,并且编译后的JavaScript可以在所有主流浏览器和平台上运行,而不需要等到下个JavaScript版本。


下面看一个使用类的例子:


class Greeter {

greeting: string;

constructor(message: string) {

this.greeting = message;

}

greet() {

return "Hello, " + this.greeting;

}

}


var greeter = new Greeter("world");

如果你使用过C#或Java,你会对这种语法非常熟悉。 我们声明一个Greeter类。这个类有3个成员:一个叫做greeting的属性,一个构造函数和一个greet方法。


你会注意到,我们在引用任何一个类成员的时候都用了this。 它表示我们访问的是类的成员。


最后一行,我们使用new构造了Greeter类的一个实例。 它会调用之前定义的构造函数,创建一个Greeter类型的新对象,并执行构造函数初始化它。


继承

在TypeScript里,我们可以使用常用的面向对象模式。 当然,基于类的程序设计中最基本的模式是允许使用继承来扩展一个类。


看下面的例子:


class Animal {

name:string;

constructor(theName: string) { this.name = theName; }

move(distanceInMeters: number = 0) {

console.log(`${this.name} moved ${distanceInMeters}m.`);

}

}


class Snake extends Animal {

constructor(name: string) { super(name); }

move(distanceInMeters = 5) {

console.log("Slithering...");

super.move(distanceInMeters);

}

}


class Horse extends Animal {

constructor(name: string) { super(name); }

move(distanceInMeters = 45) {

console.log("Galloping...");

super.move(distanceInMeters);

}

}


var sam = new Snake("Sammy the Python");

var tom: Animal = new Horse("Tommy the Palomino");


sam.move();

tom.move(34);

这个例子展示了TypeScript中继承的一些特征,与其它语言类似。 我们使用extends来创建子类。你可以看到Horse和Snake类是基类Animal的子类,并且可以访问其属性和方法。


这个例子演示了如何在子类里可以重写父类的方法。 Snake类和Horse类都创建了move方法,重写了从Animal继承来的move方法,使得move方法根据不同的类而具有不同的功能。 注意,即使tom被声明为Animal类型,因为它的值是Horse,tom.move(34)调用Horse里的重写方法:


包含constructor函数的派生类必须调用super(),它会执行基类的构造方法。


Slithering...

Sammy the Python moved 5m.

Galloping...

Tommy the Palomino moved 34m.


公共,私有与受保护的修饰符

默认为公有

在上面的例子里,我们可以自由的访问程序里定义的成员。 如果你对其它语言中的类比较了解,就会注意到我们在之前的代码里并没有使用public来做修饰;例如,C#要求必须明确地使用public指定成员是可见的。 在TypeScript里,每个成员默认为public的。


你也可以明确的将一个成员标记成public。 我们可以用下面的方式来重写上面的Animal类:


class Animal {

public name: string;

public constructor(theName: string) { this.name = theName; }

move(distanceInMeters: number) {

console.log(`${this.name} moved ${distanceInMeters}m.`);

}

}

理解private

当成员被标记成private时,它就不能在声明它的类的外部访问。比如:


class Animal {

private name: string;

constructor(theName: string) { this.name = theName; }

}


new Animal("Cat").name; // Error: 'name' is private;

TypeScript使用的是结构性类型系统。 当我们比较两种不同的类型时,并不在乎它们从哪儿来的,如果所有成员的类型都是兼容的,我们就认为它们的类型是兼容的。


然而,当我们比较带有private或protected成员的类型的时候,情况就不同了。 如果其中一个类型里包含一个private成员,那么只有当另外一个类型中也存在这样一个private成员, 并且它们是来自同一处声明时,我们才认为这两个类型是兼容的。 对于protected成员也使用这个规则。


下面来看一个例子,详细的解释了这点:


class Animal {

private name: string;

constructor(theName: string) { this.name = theName; }

}


class Rhino extends Animal {

constructor() { super("Rhino"); }

}


class Employee {

private name: string;

constructor(theName: string) { this.name = theName; }

}


var animal = new Animal("Goat");

var rhino = new Rhino();

var employee = new Employee("Bob");


animal = rhino;

animal = employee; // Error: Animal and Employee are not compatible

这个例子中有Animal和Rhino两个类,Rhino是Animal类的子类。 还有一个Employee类,其类型看上去与Animal是相同的。 我们创建了几个这些类的实例,并相互赋值来看看会发生什么。 因为Animal和Rhino共享了来自Animal里的私有成员定义private name: string,因此它们是兼容的。 然而Employee却不是这样。当把Employee赋值给Animal的时候,得到一个错误,说它们的类型不兼容。 尽管Employee里也有一个私有成员name,但它明显不是Animal里面定义的那个。


理解protected

protected修饰符与private修饰符的行为很相似,但有一点不同,protected成员在派生类中仍然可以访问。例如:


class Person {

protected name: string;

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

}


class Employee extends Person {

private department: string;


constructor(name: string, department: string) {

super(name)

this.department = department;

}


public getElevatorPitch() {

return `Hello, my name is ${this.name} and I work in ${this.department}.`;

}

}


var howard = new Employee("Howard", "Sales");

console.log(howard.getElevatorPitch());

console.log(howard.name); // error

注意,我们不能在Person类外使用name,但是我们仍然可以通过Employee类的实例方法访问,因为Employee是由Person派生出来的。


参数属性

在上面的例子中,我们不得不定义一个私有成员name和一个构造函数参数theName,并且立刻给name和theName赋值。 这种情况经常会遇到。参数属性可以方便地让我们在一个地方定义并初始化一个成员。 下面的例子是对之前Animal类的修改版,使用了参数属性:


class Animal {

constructor(private name: string) { }

move(distanceInMeters: number) {

console.log(`${this.name} moved ${distanceInMeters}m.`);

}

}

注意看我们是如何舍弃了theName,仅在构造函数里使用private name: string参数来创建和初始化name成员。 我们把声明和赋值合并至一处。


参数属性通过给构造函数参数添加一个访问限定符来声明。 使用private限定一个参数属性会声明并初始化一个私有成员;对于public和protected来说也是一样。


存取器

TypeScript支持getters/setters来截取对对象成员的访问。 它能帮助你有效的控制对对象成员的访问。


下面来看如何把一类改写成使用get和set。 首先是一个没用使用存取器的例子。


class Employee {

fullName: string;

}


var employee = new Employee();

employee.fullName = "Bob Smith";

if (employee.fullName) {

console.log(employee.fullName);

}

我们可以随意的设置fullName,这是非常方便的,但是这也可能会带来麻烦。


下面这个版本里,我们先检查用户密码是否正确,然后再允许其修改employee。 我们把对fullName的直接访问改成了可以检查密码的set方法。 我们也加了一个get方法,让上面的例子仍然可以工作。


var passcode = "secret passcode";


class Employee {

private _fullName: string;


get fullName(): string {

return this._fullName;

}


set fullName(newName: string) {

if (passcode && passcode == "secret passcode") {

this._fullName = newName;

}

else {

console.log("Error: Unauthorized update of employee!");

}

}

}


var employee = new Employee();

employee.fullName = "Bob Smith";

if (employee.fullName) {

alert(employee.fullName);

}

我们可以修改一下密码,来验证一下存取器是否是工作的。当密码不对时,会提示我们没有权限去修改employee。


注意:若要使用存取器,要求设置编译器输出目标为ECMAScript 5或更高。


静态属性

到目前为止,我们只讨论了类的实例成员,那些仅当类被实例化的时候才会被初始化的属性。 我们也可以创建类的静态成员,这些属性存在于类本身上面而不是类的实例上。 在这个例子里,我们使用static定义origin,因为它是所有网格都会用到的属性。 每个实例想要访问这个属性的时候,都要在origin前面加上类名。 如同在实例属性上使用this.前缀来访问属性一样,这里我们使用Grid.来访问静态属性。


class Grid {

static origin = {x: 0, y: 0};

calculateDistanceFromOrigin(point: {x: number; y: number;}) {

var xDist = (point.x - Grid.origin.x);

var yDist = (point.y - Grid.origin.y);

return Math.sqrt(xDist * xDist + yDist * yDist) / this.scale;

}

constructor (public scale: number) { }

}


var grid1 = new Grid(1.0);  // 1x scale

var grid2 = new Grid(5.0);  // 5x scale


console.log(grid1.calculateDistanceFromOrigin({x: 10, y: 10}));

console.log(grid2.calculateDistanceFromOrigin({x: 10, y: 10}));


抽象类

抽象类是供其它类继承的基类。 他们一般不会直接被实例化。 不同于接口,抽象类可以包含成员的实现细节。 abstract关键字是用于定义抽象类和在抽象类内部定义抽象方法。


abstract class Animal {

abstract makeSound(): void;

move(): void {

console.log('roaming the earch...');

}

}

抽象类中的抽象方法不包含具体实现并且必须在派生类中实现。 抽象方法的语法与接口方法相似。 两者都是定义方法签名不包含方法体。 然而,抽象方法必须使用abstract关键字并且可以包含访问符。


abstract class Department {


constructor(public name: string) {

}


printName(): void {

console.log('Department name: ' + this.name);

}


abstract printMeeting(): void; // 必须在派生类中实现

}


class AccountingDepartment extends Department {


constructor() {

super('Accounting and Auditing'); // constructors in derived classes must call super()

}


printMeeting(): void {

console.log('The Accounting Department meets each Monday at 10am.');

}


generateReports(): void {

console.log('Generating accounting reports...');

}

}


let department: Department; // ok to create a reference to an abstract type

department = new Department(); // error: cannot create an instance of an abstract class

department = new AccountingDepartment(); // ok to create and assign a non-abstract subclass

department.printName();

department.printMeeting();

department.generateReports(); // error: method doesn't exist on declared abstract type


高级技巧

构造函数

当你在TypeScript里定义类的时候,实际上同时定义了很多东西。 首先是类的实例的类型。


class Greeter {

greeting: string;

constructor(message: string) {

this.greeting = message;

}

greet() {

return "Hello, " + this.greeting;

}

}


var greeter: Greeter;

greeter = new Greeter("world");

console.log(greeter.greet());

在这里,我们写了var greeter: Greeter,意思是Greeter类实例的类型是Greeter。 这对于用过其它面向对象语言的程序员来讲已经是老习惯了。


我们也创建了一个叫做构造函数的值。 这个函数会在我们使用new创建类实例的时候被调用。 下面我们来看看,上面的代码被编译成JavaScript后是什么样子的:


var Greeter = (function () {

function Greeter(message) {

this.greeting = message;

}

Greeter.prototype.greet = function () {

return "Hello, " + this.greeting;

};

return Greeter;

})();


var greeter;

greeter = new Greeter("world");

console.log(greeter.greet());

上面的代码里,var Greeter将被赋值为构造函数。 当我们使用new并执行这个函数后,便会得到一个类的实例。 这个构造函数也包含了类的所有静态属性。 换个角度说,我们可以认为类具有实例部分与静态部分这两个部分。


让我们来改写一下这个例子,看看它们之前的区别:


class Greeter {

static standardGreeting = "Hello, there";

greeting: string;

greet() {

if (this.greeting) {

return "Hello, " + this.greeting;

}

else {

return Greeter.standardGreeting;

}

}

}


var greeter1: Greeter;







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