# Class 的基本语法

## 简介

JavaScript 语言中，生成实例对象的传统方法是通过构造函数。下面是一个例子。

```javascript
function Point(x, y) {
  this.x = x;
  this.y = y;
}

Point.prototype.toString = function () {
  return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
};

var p = new Point(1, 2);
```

上面这种写法跟传统的面向对象语言（比如 C++ 和 Java）差异很大，很容易让新学习这门语言的程序员感到困惑。

ES6 提供了更接近传统语言的写法，引入了 Class（类）这个概念，作为对象的模板。通过`class`关键字，可以定义类。

基本上，ES6 的`class`可以看作只是一个语法糖，它的绝大部分功能，ES5 都可以做到，新的`class`写法只是让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法而已。上面的代码用 ES6 的`class`改写，就是下面这样。

```javascript
//定义类
class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  toString() {
    return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
  }
}
```

上面代码定义了一个“类”，可以看到里面有一个`constructor`方法，这就是构造方法，而`this`关键字则代表实例对象。也就是说，ES5 的构造函数`Point`，对应 ES6 的`Point`类的构造方法。

`Point`类除了构造方法，还定义了一个`toString`方法。注意，定义“类”的方法的时候，前面不需要加上`function`这个关键字，直接把函数定义放进去了就可以了。另外，方法之间不需要逗号分隔，加了会报错。

ES6 的类，完全可以看作构造函数的另一种写法。

```javascript
class Point {
  // ...
}

typeof Point // "function"
Point === Point.prototype.constructor // true
```

上面代码表明，类的数据类型就是函数，类本身就指向构造函数。

使用的时候，也是直接对类使用`new`命令，跟构造函数的用法完全一致。

```javascript
class Bar {
  doStuff() {
    console.log('stuff');
  }
}

var b = new Bar();
b.doStuff() // "stuff"
```

构造函数的`prototype`属性，在 ES6 的“类”上面继续存在。事实上，类的所有方法都定义在类的`prototype`属性上面。

```javascript
class Point {
  constructor() {
    // ...
  }

  toString() {
    // ...
  }

  toValue() {
    // ...
  }
}

// 等同于

Point.prototype = {
  constructor() {},
  toString() {},
  toValue() {},
};
```

在类的实例上面调用方法，其实就是调用原型上的方法。

```javascript
class B {}
let b = new B();

b.constructor === B.prototype.constructor // true
```

上面代码中，`b`是`B`类的实例，它的`constructor`方法就是`B`类原型的`constructor`方法。

由于类的方法都定义在`prototype`对象上面，所以类的新方法可以添加在`prototype`对象上面。`Object.assign`方法可以很方便地一次向类添加多个方法。

```javascript
class Point {
  constructor(){
    // ...
  }
}

Object.assign(Point.prototype, {
  toString(){},
  toValue(){}
});
```

`prototype`对象的`constructor`属性，直接指向“类”的本身，这与 ES5 的行为是一致的。

```javascript
Point.prototype.constructor === Point // true
```

另外，类的内部所有定义的方法，都是不可枚举的（non-enumerable）。

```javascript
class Point {
  constructor(x, y) {
    // ...
  }

  toString() {
    // ...
  }
}

Object.keys(Point.prototype)
// []
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]
```

上面代码中，`toString`方法是`Point`类内部定义的方法，它是不可枚举的。这一点与 ES5 的行为不一致。

```javascript
var Point = function (x, y) {
  // ...
};

Point.prototype.toString = function() {
  // ...
};

Object.keys(Point.prototype)
// ["toString"]
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]
```

上面代码采用 ES5 的写法，`toString`方法就是可枚举的。

类的属性名，可以采用表达式。

```javascript
let methodName = 'getArea';

class Square {
  constructor(length) {
    // ...
  }

  [methodName]() {
    // ...
  }
}
```

上面代码中，`Square`类的方法名`getArea`，是从表达式得到的。

## 严格模式

类和模块的内部，默认就是严格模式，所以不需要使用`use strict`指定运行模式。只要你的代码写在类或模块之中，就只有严格模式可用。

考虑到未来所有的代码，其实都是运行在模块之中，所以 ES6 实际上把整个语言升级到了严格模式。

## constructor 方法

`constructor`方法是类的默认方法，通过`new`命令生成对象实例时，自动调用该方法。一个类必须有`constructor`方法，如果没有显式定义，一个空的`constructor`方法会被默认添加。

```javascript
class Point {
}

// 等同于
class Point {
  constructor() {}
}
```

上面代码中，定义了一个空的类`Point`，JavaScript 引擎会自动为它添加一个空的`constructor`方法。

`constructor`方法默认返回实例对象（即`this`），完全可以指定返回另外一个对象。

```javascript
class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}

new Foo() instanceof Foo
// false
```

上面代码中，`constructor`函数返回一个全新的对象，结果导致实例对象不是`Foo`类的实例。

类必须使用`new`调用，否则会报错。这是它跟普通构造函数的一个主要区别，后者不用`new`也可以执行。

```javascript
class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}

Foo()
// TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'
```

## 类的实例对象

生成类的实例对象的写法，与 ES5 完全一样，也是使用`new`命令。前面说过，如果忘记加上`new`，像函数那样调用`Class`，将会报错。

```javascript
class Point {
  // ...
}

// 报错
var point = Point(2, 3);

// 正确
var point = new Point(2, 3);
```

与 ES5 一样，实例的属性除非显式定义在其本身（即定义在`this`对象上），否则都是定义在原型上（即定义在`class`上）。

```javascript
//定义类
class Point {

  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  toString() {
    return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
  }

}

var point = new Point(2, 3);

point.toString() // (2, 3)

point.hasOwnProperty('x') // true
point.hasOwnProperty('y') // true
point.hasOwnProperty('toString') // false
point.__proto__.hasOwnProperty('toString') // true
```

上面代码中，`x`和`y`都是实例对象`point`自身的属性（因为定义在`this`变量上），所以`hasOwnProperty`方法返回`true`，而`toString`是原型对象的属性（因为定义在`Point`类上），所以`hasOwnProperty`方法返回`false`。这些都与 ES5 的行为保持一致。

与 ES5 一样，类的所有实例共享一个原型对象。

```javascript
var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);

p1.__proto__ === p2.__proto__
//true
```

上面代码中，`p1`和`p2`都是`Point`的实例，它们的原型都是`Point.prototype`，所以`__proto__`属性是相等的。

这也意味着，可以通过实例的`__proto__`属性为“类”添加方法。

> `__proto__` 并不是语言本身的特性，这是各大厂商具体实现时添加的私有属性，虽然目前很多现代浏览器的JS引擎中都提供了这个私有属性，但依旧不建议在生产中使用该属性，避免对环境产生依赖。生产环境中，我们可以使用 `Object.getPrototypeOf` 方法来获取实例对象的原型，然后再来为原型添加方法/属性。

```javascript
var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);

p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };

p1.printName() // "Oops"
p2.printName() // "Oops"

var p3 = new Point(4,2);
p3.printName() // "Oops"
```

上面代码在`p1`的原型上添加了一个`printName`方法，由于`p1`的原型就是`p2`的原型，因此`p2`也可以调用这个方法。而且，此后新建的实例`p3`也可以调用这个方法。这意味着，使用实例的`__proto__`属性改写原型，必须相当谨慎，不推荐使用，因为这会改变“类”的原始定义，影响到所有实例。

## Class 表达式

与函数一样，类也可以使用表达式的形式定义。

```javascript
const MyClass = class Me {
  getClassName() {
    return Me.name;
  }
};
```

上面代码使用表达式定义了一个类。需要注意的是，这个类的名字是`MyClass`而不是`Me`，`Me`只在 Class 的内部代码可用，指代当前类。

```javascript
let inst = new MyClass();
inst.getClassName() // Me
Me.name // ReferenceError: Me is not defined
```

上面代码表示，`Me`只在 Class 内部有定义。

如果类的内部没用到的话，可以省略`Me`，也就是可以写成下面的形式。

```javascript
const MyClass = class { /* ... */ };
```

采用 Class 表达式，可以写出立即执行的 Class。

```javascript
let person = new class {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}('张三');

person.sayName(); // "张三"
```

上面代码中，`person`是一个立即执行的类的实例。

## 不存在变量提升

类不存在变量提升（hoist），这一点与 ES5 完全不同。

```javascript
new Foo(); // ReferenceError
class Foo {}
```

上面代码中，`Foo`类使用在前，定义在后，这样会报错，因为 ES6 不会把类的声明提升到代码头部。这种规定的原因与下文要提到的继承有关，必须保证子类在父类之后定义。

```javascript
{
  let Foo = class {};
  class Bar extends Foo {
  }
}
```

上面的代码不会报错，因为`Bar`继承`Foo`的时候，`Foo`已经有定义了。但是，如果存在`class`的提升，上面代码就会报错，因为`class`会被提升到代码头部，而`let`命令是不提升的，所以导致`Bar`继承`Foo`的时候，`Foo`还没有定义。

## 私有方法

私有方法是常见需求，但 ES6 不提供，只能通过变通方法模拟实现。

一种做法是在命名上加以区别。

```javascript
class Widget {

  // 公有方法
  foo (baz) {
    this._bar(baz);
  }

  // 私有方法
  _bar(baz) {
    return this.snaf = baz;
  }

  // ...
}
```

上面代码中，`_bar`方法前面的下划线，表示这是一个只限于内部使用的私有方法。但是，这种命名是不保险的，在类的外部，还是可以调用到这个方法。

另一种方法就是索性将私有方法移出模块，因为模块内部的所有方法都是对外可见的。

```javascript
class Widget {
  foo (baz) {
    bar.call(this, baz);
  }

  // ...
}

function bar(baz) {
  return this.snaf = baz;
}
```

上面代码中，`foo`是公有方法，内部调用了`bar.call(this, baz)`。这使得`bar`实际上成为了当前模块的私有方法。

还有一种方法是利用`Symbol`值的唯一性，将私有方法的名字命名为一个`Symbol`值。

```javascript
const bar = Symbol('bar');
const snaf = Symbol('snaf');

export default class myClass{

  // 公有方法
  foo(baz) {
    this[bar](baz);
  }

  // 私有方法
  [bar](baz) {
    return this[snaf] = baz;
  }

  // ...
};
```

上面代码中，`bar`和`snaf`都是`Symbol`值，导致第三方无法获取到它们，因此达到了私有方法和私有属性的效果。

## 私有属性

与私有方法一样，ES6 不支持私有属性。目前，有一个[提案](https://github.com/tc39/proposal-class-fields#private-fields)，为`class`加了私有属性。方法是在属性名之前，使用`#`表示。

```javascript
class Point {
  #x;

  constructor(x = 0) {
    #x = +x; // 写成 this.#x 亦可
  }

  get x() { return #x }
  set x(value) { #x = +value }
}
```

上面代码中，`#x`就表示私有属性`x`，在`Point`类之外是读取不到这个属性的。还可以看到，私有属性与实例的属性是可以同名的（比如，`#x`与`get x()`）。

私有属性可以指定初始值，在构造函数执行时进行初始化。

```javascript
class Point {
  #x = 0;
  constructor() {
    #x; // 0
  }
}
```

之所以要引入一个新的前缀`#`表示私有属性，而没有采用`private`关键字，是因为 JavaScript 是一门动态语言，使用独立的符号似乎是唯一的可靠方法，能够准确地区分一种属性是否为私有属性。另外，Ruby 语言使用`@`表示私有属性，ES6 没有用这个符号而使用`#`，是因为`@`已经被留给了 Decorator。

该提案只规定了私有属性的写法。但是，很自然地，它也可以用来写私有方法。

```javascript
class Foo {
  #a;
  #b;
  #sum() { return #a + #b; }
  printSum() { console.log(#sum()); }
  constructor(a, b) { #a = a; #b = b; }
}
```

## this 的指向

类的方法内部如果含有`this`，它默认指向类的实例。但是，必须非常小心，一旦单独使用该方法，很可能报错。

```javascript
class Logger {
  printName(name = 'there') {
    this.print(`Hello ${name}`);
  }

  print(text) {
    console.log(text);
  }
}

const logger = new Logger();
const { printName } = logger;
printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined
```

上面代码中，`printName`方法中的`this`，默认指向`Logger`类的实例。但是，如果将这个方法提取出来单独使用，`this`会指向该方法运行时所在的环境，因为找不到`print`方法而导致报错。

一个比较简单的解决方法是，在构造方法中绑定`this`，这样就不会找不到`print`方法了。

```javascript
class Logger {
  constructor() {
    this.printName = this.printName.bind(this);
  }

  // ...
}
```

另一种解决方法是使用箭头函数。

```javascript
class Logger {
  constructor() {
    this.printName = (name = 'there') => {
      this.print(`Hello ${name}`);
    };
  }

  // ...
}
```

还有一种解决方法是使用`Proxy`，获取方法的时候，自动绑定`this`。

```javascript
function selfish (target) {
  const cache = new WeakMap();
  const handler = {
    get (target, key) {
      const value = Reflect.get(target, key);
      if (typeof value !== 'function') {
        return value;
      }
      if (!cache.has(value)) {
        cache.set(value, value.bind(target));
      }
      return cache.get(value);
    }
  };
  const proxy = new Proxy(target, handler);
  return proxy;
}

const logger = selfish(new Logger());
```

## name 属性

由于本质上，ES6 的类只是 ES5 的构造函数的一层包装，所以函数的许多特性都被`Class`继承，包括`name`属性。

```javascript
class Point {}
Point.name // "Point"
```

`name`属性总是返回紧跟在`class`关键字后面的类名。

## Class 的取值函数（getter）和存值函数（setter）

与 ES5 一样，在“类”的内部可以使用`get`和`set`关键字，对某个属性设置存值函数和取值函数，拦截该属性的存取行为。

```javascript
class MyClass {
  constructor() {
    // ...
  }
  get prop() {
    return 'getter';
  }
  set prop(value) {
    console.log('setter: '+value);
  }
}

let inst = new MyClass();

inst.prop = 123;
// setter: 123

inst.prop
// 'getter'
```

上面代码中，`prop`属性有对应的存值函数和取值函数，因此赋值和读取行为都被自定义了。

存值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的。

```javascript
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"
);

"get" in descriptor  // true
"set" in descriptor  // true
```

上面代码中，存值函数和取值函数是定义在`html`属性的描述对象上面，这与 ES5 完全一致。

## Class 的 Generator 方法

如果某个方法之前加上星号（`*`），就表示该方法是一个 Generator 函数。

```javascript
class Foo {
  constructor(...args) {
    this.args = args;
  }
  * [Symbol.iterator]() {
    for (let arg of this.args) {
      yield arg;
    }
  }
}

for (let x of new Foo('hello', 'world')) {
  console.log(x);
}
// hello
// world
```

上面代码中，`Foo`类的`Symbol.iterator`方法前有一个星号，表示该方法是一个 Generator 函数。`Symbol.iterator`方法返回一个`Foo`类的默认遍历器，`for...of`循环会自动调用这个遍历器。

## Class 的静态方法

类相当于实例的原型，所有在类中定义的方法，都会被实例继承。如果在一个方法前，加上`static`关键字，就表示该方法不会被实例继承，而是直接通过类来调用，这就称为“静态方法”。

```javascript
class Foo {
  static classMethod() {
    return 'hello';
  }
}

Foo.classMethod() // 'hello'

var foo = new Foo();
foo.classMethod()
// TypeError: foo.classMethod is not a function
```

上面代码中，`Foo`类的`classMethod`方法前有`static`关键字，表明该方法是一个静态方法，可以直接在`Foo`类上调用（`Foo.classMethod()`），而不是在`Foo`类的实例上调用。如果在实例上调用静态方法，会抛出一个错误，表示不存在该方法。

父类的静态方法，可以被子类继承。

```javascript
class Foo {
  static classMethod() {
    return 'hello';
  }
}

class Bar extends Foo {
}

Bar.classMethod() // 'hello'
```

上面代码中，父类`Foo`有一个静态方法，子类`Bar`可以调用这个方法。

静态方法也是可以从`super`对象上调用的。

```javascript
class Foo {
  static classMethod() {
    return 'hello';
  }
}

class Bar extends Foo {
  static classMethod() {
    return super.classMethod() + ', too';
  }
}

Bar.classMethod() // "hello, too"
```

## Class 的静态属性和实例属性

静态属性指的是 Class 本身的属性，即`Class.propName`，而不是定义在实例对象（`this`）上的属性。

```javascript
class Foo {
}

Foo.prop = 1;
Foo.prop // 1
```

上面的写法为`Foo`类定义了一个静态属性`prop`。

目前，只有这种写法可行，因为 ES6 明确规定，Class 内部只有静态方法，没有静态属性。

```javascript
// 以下两种写法都无效
class Foo {
  // 写法一
  prop: 2

  // 写法二
  static prop: 2
}

Foo.prop // undefined
```

目前有一个静态属性的[提案](https://github.com/tc39/proposal-class-fields)，对实例属性和静态属性都规定了新的写法。

（1）类的实例属性

类的实例属性可以用等式，写入类的定义之中。

```javascript
class MyClass {
  myProp = 42;

  constructor() {
    console.log(this.myProp); // 42
  }
}
```

上面代码中，`myProp`就是`MyClass`的实例属性。在`MyClass`的实例上，可以读取这个属性。

以前，我们定义实例属性，只能写在类的`constructor`方法里面。

```javascript
class ReactCounter extends React.Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      count: 0
    };
  }
}
```

上面代码中，构造方法`constructor`里面，定义了`this.state`属性。

有了新的写法以后，可以不在`constructor`方法里面定义。

```javascript
class ReactCounter extends React.Component {
  state = {
    count: 0
  };
}
```

这种写法比以前更清晰。

为了可读性的目的，对于那些在`constructor`里面已经定义的实例属性，新写法允许直接列出。

```javascript
class ReactCounter extends React.Component {
  state;
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {
      count: 0
    };
  }
}
```

（2）类的静态属性

类的静态属性只要在上面的实例属性写法前面，加上`static`关键字就可以了。

```javascript
class MyClass {
  static myStaticProp = 42;

  constructor() {
    console.log(MyClass.myStaticProp); // 42
  }
}
```

同样的，这个新写法大大方便了静态属性的表达。

```javascript
// 老写法
class Foo {
  // ...
}
Foo.prop = 1;

// 新写法
class Foo {
  static prop = 1;
}
```

上面代码中，老写法的静态属性定义在类的外部。整个类生成以后，再生成静态属性。这样让人很容易忽略这个静态属性，也不符合相关代码应该放在一起的代码组织原则。另外，新写法是显式声明（declarative），而不是赋值处理，语义更好。

## new.target属性

`new`是从构造函数生成实例的命令。ES6 为`new`命令引入了一个`new.target`属性，该属性一般用在在构造函数之中，返回`new`命令作用于的那个构造函数。如果构造函数不是通过`new`命令调用的，`new.target`会返回`undefined`，因此这个属性可以用来确定构造函数是怎么调用的。

```javascript
function Person(name) {
  if (new.target !== undefined) {
    this.name = name;
  } else {
    throw new Error('必须使用new生成实例');
  }
}

// 另一种写法
function Person(name) {
  if (new.target === Person) {
    this.name = name;
  } else {
    throw new Error('必须使用 new 生成实例');
  }
}

var person = new Person('张三'); // 正确
var notAPerson = Person.call(person, '张三');  // 报错
```

上面代码确保构造函数只能通过`new`命令调用。

Class 内部调用`new.target`，返回当前 Class。

```javascript
class Rectangle {
  constructor(length, width) {
    console.log(new.target === Rectangle);
    this.length = length;
    this.width = width;
  }
}

var obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true
```

需要注意的是，子类继承父类时，`new.target`会返回子类。

```javascript
class Rectangle {
  constructor(length, width) {
    console.log(new.target === Rectangle);
    // ...
  }
}

class Square extends Rectangle {
  constructor(length) {
    super(length, length);
  }
}

var obj = new Square(3); // 输出 false
```

上面代码中，`new.target`会返回子类。

利用这个特点，可以写出不能独立使用、必须继承后才能使用的类。

```javascript
class Shape {
  constructor() {
    if (new.target === Shape) {
      throw new Error('本类不能实例化');
    }
  }
}

class Rectangle extends Shape {
  constructor(length, width) {
    super();
    // ...
  }
}

var x = new Shape();  // 报错
var y = new Rectangle(3, 4);  // 正确
```

上面代码中，`Shape`类不能被实例化，只能用于继承。

注意，在函数外部，使用`new.target`会报错。

