「TypeScript」类(class)与接口


传统方法中,JavaScript 通过构造函数实现类的概念,通过原型链实现继承。而在 ES6 中,我们终于迎来了 class

TypeScript 除了实现了所有 ES6 中的类的功能以外,还添加了一些新的用法。

概念

  • 类(Class):定义了一件事物的抽象特点,包含它的属性和方法
  • 对象(Object):类的实例,通过 new 生成
  • 面向对象(OOP)的三大特性:封装、继承、多态
    • 封装(Encapsulation):将对数据的操作细节隐藏起来,只暴露对外的接口。外界调用端不需要(也不可能)知道细节,就能通过对外提供的接口来访问该对象,同时也保证了外界无法任意更改对象内部的数据
    • 继承(Inheritance):子类继承父类,子类除了拥有父类的所有特性外,还有一些更具体的特性
    • 多态(Polymorphism):由继承而产生了相关的不同的类,对同一个方法可以有不同的响应。比如 CatDog 都继承自 Animal,但是分别实现了自己的 eat 方法。此时针对某一个实例,我们无需了解它是 Cat 还是 Dog,就可以直接调用 eat 方法,程序会自动判断出来应该如何执行 eat
  • 存取器(getter & setter):用以改变属性的读取和赋值行为
  • 修饰符(Modifiers):修饰符是一些关键字,用于限定成员或类型的性质。比如 public表示公有属性或方法
  • 抽象类(Abstract Class):抽象类是供其他类继承的基类,抽象类不允许被实例化。抽象类中的抽象方法必须在子类中被实现
  • 接口(Interfaces):不同类之间公有的属性或方法,可以抽象成一个接口。接口可以被类实现(implements)。一个类只能继承自另一个类,但是可以实现多个接口

ES6 类

ECMAScript 6 入门 - Class

属性和方法

使用 class 定义类,使用 constructor 定义构造函数。

通过 new 生成新实例的时候,会自动调用构造函数。

class Animal {
    public name;
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }
    sayHi() {
        return `My name is ${this.name}`;
    }
}

let a = new Animal('Jack');
继承

使用 extends 关键字实现继承,子类中使用 super 关键字来调用父类的构造函数和方法。

class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name); // 调用父类的 constructor(name)
    console.log(this.name);
  }
  sayHi() {
    return "Meow, " + super.sayHi(); // 调用父类的 sayHi()
  }
}

let c = new Cat("Tom"); // Tom
console.log(c.sayHi()); // Meow, My name is Tom
存取器

使用 getter 和 setter 可以改变属性的赋值和读取行为:

class Animal {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  get name() {
    return "Jack";
  }
  set name(value) {
    console.log("setter: " + value);
  }
}
let a = new Animal("Kitty"); // setter: Kitty
a.name = "Tom"; // setter: Tom
console.log(a.name); // Jack
静态方法

使用 static 修饰符修饰的方法称为静态方法,只能直接通过类来调用:

class Animal {
  static isAnimal(a) {
    return a instanceof Animal;
  }
}

let a = new Animal("Jack");
Animal.isAnimal(a); // true
a.isAnimal(a); // TypeError: a.isAnimal is not a function

ES7 类

实例属性

ES6 中实例的属性只能通过构造函数中的 this.xxx 来定义,ES7 提案中可以直接在类里面定义:

class Animal {
  name = "Jack";

  constructor() {
    // ...
  }
}

let a = new Animal();
console.log(a.name); // Jack
静态属性

使用 static 定义一个静态属性,与静态方法类似:

class Animal {
  static num = 42;
}

console.log(Animal.num); // 42

TS 类

public private 和 protected

TypeScript 可以使用三种访问修饰符(Access Modifiers),分别是 publicprivateprotected

  • public 修饰的属性或方法是公有的,可以在任何地方被访问到,默认所有的属性和方法都是 public 的;
  • private 修饰的属性或方法是私有的,不能在声明它的类的外部访问;
  • protected 修饰的属性或方法是受保护的,它和 private 类似,区别是它在子类中也是允许被访问的;
class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal("Jack");
a.name; // Jack

class Animal {
  private name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

let a = new Animal("Jack"); // error

注:TypeScript 编译之后的代码中,并没有限制 **private** 属性在外部的可访问性

当构造函数修饰为 private 时,该类不允许被继承或者实例化:

class Animal {
  public name;
  private constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}
class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
  }
}

let a = new Animal("Jack"); // error

当构造函数修饰为 protected 时,该类只允许被继承:

class Animal {
  public name;
  protected constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}
class Cat extends Animal {
  constructor(name) {
    super(name);
  }
}

let a = new Animal("Jack"); // error
参数属性

修饰符和readonly还可以使用在构造函数参数中,等同于类中定义该属性同时给该属性赋值:

class Animal {
  // public name: string;
  public constructor(public name) {
    // this.name = name;
  }
}

readonly,只读属性关键字,只允许出现在属性声明,索引签名或构造函数中:

class Animal {
  readonly name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

如果同时出现其他访问修饰符,readonly需要写在其他修饰符后面:

class Animal {
  // public readonly name;
  public constructor(public readonly name) {
    // this.name = name;
  }
}
抽象类

abstract 用于定义抽象类和其中的抽象方法。

  • 抽象类是不允许被实例化的:
abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

let a = new Animal("Jack"); // error
  • 抽象类中的抽象方法必须被子类实现:
abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

class Cat extends Animal {
  public eat() {
    console.log(`${this.name} is eating.`);
  }
}

let cat = new Cat("Tom"); // error, 没有实现抽象方法sayHi
abstract class Animal {
  public name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  public abstract sayHi();
}

class Cat extends Animal {
  public sayHi() {
    console.log(`Meow, My name is ${this.name}`);
  }
}

let cat = new Cat("Tom");

类的类型

在 TS 内给类加上类型与接口类似:

class Animal {
  name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  sayHi(): string {
    return `My name is ${this.name}`;
  }
}

let a: Animal = new Animal("Jack");
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack

类与接口

接口(Interfaces)可以用于对「对象的形状(Shape)」进行描述。

同时接口还可以对类的一部分行为进行抽象。

类实现接口

实现(implements)是面向对象中的一个重要概念。一般来讲,一个类只能继承自另一个类,有时候不同类之间可以有一些共有的特性,这时候就可以把特性提取成接口(interfaces),用 implements 关键字来实现。这个特性大大提高了面向对象的灵活性。

举例来说,门是一个类,防盗门是门的子类。如果防盗门有一个报警器的功能,我们可以简单的给防盗门添加一个报警方法。这时候如果有另一个类,车,也有报警器的功能,就可以考虑把报警器提取出来,作为一个接口,防盗门和车都去实现它:

interface Alarm {
  alert(): void;
}

class Door {}

class SecurityDoor extends Door implements Alarm {
  alert() {
    console.log("SecurityDoor alert");
  }
}

class Car implements Alarm {
  alert() {
    console.log("Car alert");
  }
}

一个类可以实现多个接口:

interface Light {
  lightOn(): void;
  lightOff(): void;
}
class Car implements Alarm, Light {
  alert() {
    console.log("Car alert");
  }
  lightOn() {
    console.log("Car light on");
  }
  lightOff() {
    console.log("Car light off");
  }
}

接口继承接口

interface Alarm {
  alert(): void;
}

interface LightableAlarm extends Alarm {
  lightOn(): void;
  lightOff(): void;
}

接口继承类

常见的面向对象语言中,接口是不能继承类的,但是在 TypeScript 中是可以的:

class Point {
  x: number;
  y: number;
  constructor(x: number, y: number) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

interface Point3d extends Point {
  z: number;
}

let point3d: Point3d = { x: 1, y: 2, z: 3 };

在 TypeScript 内,当我们在声明 class Point 时,除了会创建一个名为 Point 的类之外,同时也创建了一个名为 Point 的类型(实例的类型)。

所以我们既可以将 Point 当做一个类来用(使用 new Point 创建它的实例),也可以将 Point 当做一个类型来用(使用 : Point 表示参数的类型)。

// 作为类
const p = new Point(1, 2);

// 作为类型
function printPoint(p: Point) {
  console.log(p.x, p.y);
}

printPoint(new Point(1, 2));

当我们声明 interface Point3d extends Point 时,Point3d 继承的实际上是类 Point 的实例的类型。

上面作为类型来使用的例子其实等价于:

interface PointInstanceType {
  x: number;
  y: number;
}

function printPoint(p: PointInstanceType) {
  console.log(p.x, p.y);
}

printPoint(new Point(1, 2));

新声明的 PointInstanceType 类型,与声明 class Point 时创建的 Point 类型是等价的。

可以理解为定义了一个接口 Point3d 继承另一个接口 PointInstanceType

// 等价于 interface Point3d extends PointInstanceType
interface Point3d extends Point {
  z: number;
}

PointInstanceType 相比于 Point,缺少了 constructor 方法,这是因为声明 Point 类时创建的 Point 类型是不包含构造函数的。另外,除了构造函数是不包含的,静态属性或静态方法也是不包含的(实例的类型当然不应该包括构造函数、静态属性或静态方法)。

声明 **Point** 类时创建的 **Point** 类型只包含其中的实例属性和实例方法。

在接口继承类的时候,也只会继承它的实例属性和实例方法。


文章作者: 阿汪同学
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