关于前端:TypeScript-之-Class上

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TypeScript 的官网文档早已更新，但我能找到的中文文档都还停留在比拟老的版本。所以对其中新增以及订正较多的一些章节进行了翻译整顿。

本篇翻译整顿自 TypeScript Handbook 中「Classes」章节。

本文并不严格依照原文翻译，对局部内容也做了解释补充。

TypeScript 齐全反对 ES2015 引入的 class 关键字。

和其余 JavaScript 语言个性一样，TypeScript 提供了类型注解和其余语法，容许你表白类与其余类型之间的关系。

这是一个最根本的类，一个空类：

class Point {}

这个类并没有什么用，所以让咱们增加一些成员。

一个字段申明会创立一个公共（public）可写入（writeable）的属性：

class Point {
  x: number;
  y: number;
}
 
const pt = new Point();
pt.x = 0;
pt.y = 0;

留神：类型注解是可选的，如果没有指定，会隐式的设置为 any。

字段能够设置初始值（initializers）：

class Point {
  x = 0;
  y = 0;
}
 
const pt = new Point();
// Prints 0, 0
console.log(`${pt.x}, ${pt.y}`);

就像 const、let 和 var，一个类属性的初始值会被用于推断它的类型:

const pt = new Point();
pt.x = "0";
// Type 'string' is not assignable to type 'number'.

strictPropertyInitialization 选项管制了类字段是否须要在构造函数里初始化：

class BadGreeter {
  name: string;
  // Property 'name' has no initializer and is not definitely assigned in the constructor.
}

class GoodGreeter {
  name: string;
 
  constructor() {this.name = "hello";}
}

留神，字段须要在构造函数本身进行初始化。TypeScript 并不会剖析构造函数里你调用的办法，进而判断初始化的值，因为一个派生类兴许会笼罩这些办法并且初始化成员失败：

class BadGreeter {
  name: string;
  // Property 'name' has no initializer and is not definitely assigned in the constructor.
  setName(): void {this.name = '123'}
  constructor() {this.setName();
  }
}

如果你执意要通过其余形式初始化一个字段，而不是在构造函数里（举个例子，引入内部库为你补充类的局部内容），你能够应用明确赋值断言操作符（definite assignment assertion operator）!:

class OKGreeter {
  // Not initialized, but no error
  name!: string;
}

`readonly`

字段能够增加一个 readonly 前缀修饰符，这会阻止在构造函数之外的赋值。

class Greeter {
  readonly name: string = "world";
 
  constructor(otherName?: string) {if (otherName !== undefined) {this.name = otherName;}
  }
 
  err() {
    this.name = "not ok";
        // Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.
  }
}

const g = new Greeter();
g.name = "also not ok";
// Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.

类的构造函数跟函数十分相似，你能够应用带类型注解的参数、默认值、重载等。

class Point {
  x: number;
  y: number;
 
  // Normal signature with defaults
  constructor(x = 0, y = 0) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class Point {
  // Overloads
  constructor(x: number, y: string);
  constructor(s: string);
  constructor(xs: any, y?: any) {// TBD}
}

但类构造函数签名与函数签名之间也有一些区别：

构造函数不能有类型参数（对于类型参数，回忆下泛型里的内容），这些属于外层的类申明，咱们稍后就会学习到。
构造函数不能有返回类型注解，因为总是返回类实例类型

就像在 JavaScript 中，如果你有一个基类，你须要在应用任何 this. 成员之前，先在构造函数里调用 super()。

class Base {k = 4;}
 
class Derived extends Base {constructor() {
    // Prints a wrong value in ES5; throws exception in ES6
    console.log(this.k);
        // 'super' must be called before accessing 'this' in the constructor of a derived class.
    super();}
}

遗记调用 super 是 JavaScript 中一个简略的谬误，然而 TypeScript 会在须要的时候揭示你。

类中的函数属性被称为办法。办法跟函数、构造函数一样，应用雷同的类型注解。

class Point {
  x = 10;
  y = 10;
 
  scale(n: number): void {
    this.x *= n;
    this.y *= n;
  }
}

除了规范的类型注解，TypeScript 并没有给办法增加任何新的货色。

留神在一个办法体内，它仍然能够通过 this. 拜访字段和其余的办法。办法体内一个未限定的名称（unqualified name，没有明确限定作用域的名称）总是指向闭包作用域里的内容。

let x: number = 0;
 
class C {
  x: string = "hello";
 
  m() {
    // This is trying to modify 'x' from line 1, not the class property
    x = "world";
        // Type 'string' is not assignable to type 'number'.
  }
}

类也能够有存取器（accessors）：

class C {
  _length = 0;
  get length() {return this._length;}
  set length(value) {this._length = value;}
}

TypeScript 对存取器有一些非凡的推断规定：

如果 get 存在而 set 不存在，属性会被主动设置为 readonly
如果 setter 参数的类型没有指定，它会被推断为 getter 的返回类型
getters 和 setters 必须有雷同的成员可见性（Member Visibility）。

从 TypeScript 4.3 起，存取器在读取和设置的时候能够应用不同的类型。

class Thing {
  _size = 0;
 
  // 留神这里返回的是 number 类型
  get size(): number {return this._size;}
 
  // 留神这里容许传入的是 string | number | boolean 类型
  set size(value: string | number | boolean) {let num = Number(value);
 
    // Don't allow NaN, Infinity, etc
    if (!Number.isFinite(num)) {
      this._size = 0;
      return;
    }
 
    this._size = num;
  }
}

类能够申明索引签名，它和对象类型的索引签名是一样的：

class MyClass {[s: string]: boolean | ((s: string) => boolean);
 
  check(s: string) {return this[s] as boolean;
  }
}

因为索引签名类型也须要捕捉办法的类型，这使得并不容易无效的应用这些类型。通常的来说，在其余中央存储索引数据而不是在类实例自身，会更好一些。

JavaScript 的类能够继承基类。

`implements` 语句（`implements` Clauses）

你能够应用 implements 语句查看一个类是否满足一个特定的 interface。如果一个类没有正确的实现 (implement) 它，TypeScript 会报错：

interface Pingable {ping(): void;
}
 
class Sonar implements Pingable {ping() {console.log("ping!");
  }
}
 
class Ball implements Pingable {
  // Class 'Ball' incorrectly implements interface 'Pingable'.
  // Property 'ping' is missing in type 'Ball' but required in type 'Pingable'.
  pong() {console.log("pong!");
  }
}

类也能够实现多个接口，比方 class C implements A, B {

implements 语句仅仅查看类是否依照接口类型实现，但它并不会扭转类的类型或者办法的类型。一个常见的谬误就是认为 implements 语句会扭转类的类型——然而实际上它并不会：

interface Checkable {check(name: string): boolean;
}
 
class NameChecker implements Checkable {check(s) {
         // Parameter 's' implicitly has an 'any' type.
    // Notice no error here
    return s.toLowercse() === "ok";
                    // any
}

在这个例子中，咱们可能会认为 s 的类型会被 check 的 name: string 参数影响。实际上并没有，implements 语句并不会影响类的外部是如何查看或者类型推断的。

相似的，实现一个有可选属性的接口，并不会创立这个属性：

interface A {
  x: number;
  y?: number;
}
class C implements A {x = 0;}
const c = new C();
c.y = 10;

// Property 'y' does not exist on type 'C'.

`extends` 语句（`extends` Clauses）

类能够 extend 一个基类。一个派生类有基类所有的属性和办法，还能够定义额定的成员。

class Animal {move() {console.log("Moving along!");
  }
}
 
class Dog extends Animal {woof(times: number) {for (let i = 0; i < times; i++) {console.log("woof!");
    }
  }
}
 
const d = new Dog();
// Base class method
d.move();
// Derived class method
d.woof(3);

一个派生类能够覆写一个基类的字段或属性。你能够应用 super 语法拜访基类的办法。

TypeScript 强制要求派生类总是它的基类的子类型。

举个例子，这是一个非法的覆写办法的形式：

class Base {greet() {console.log("Hello, world!");
  }
}
 
class Derived extends Base {greet(name?: string) {if (name === undefined) {super.greet();
    } else {console.log(`Hello, ${name.toUpperCase()}`);
    }
  }
}
 
const d = new Derived();
d.greet();
d.greet("reader");

派生类须要遵循着它的基类的实现。

而且通过一个基类援用指向一个派生类实例，这是十分常见并非法的：

// Alias the derived instance through a base class reference
const b: Base = d;
// No problem
b.greet();

然而如果 Derived 不遵循 Base 的约定实现呢？

class Base {greet() {console.log("Hello, world!");
  }
}
 
class Derived extends Base {
  // Make this parameter required
  greet(name: string) {
    // Property 'greet' in type 'Derived' is not assignable to the same property in base type 'Base'.
  // Type '(name: string) => void' is not assignable to type '() => void'.
    console.log(`Hello, ${name.toUpperCase()}`);
  }
}

即使咱们漠视谬误编译代码，这个例子也会运行谬误：

const b: Base = new Derived();
// Crashes because "name" will be undefined
b.greet();

有些状况下，JavaScript 类初始化的程序会让你感到很奇怪，让咱们看这个例子：

class Base {
  name = "base";
  constructor() {console.log("My name is" + this.name);
  }
}
 
class Derived extends Base {name = "derived";}
 
// Prints "base", not "derived"
const d = new Derived();

到底产生了什么呢？

类初始化的程序，就像在 JavaScript 中定义的那样：

基类字段初始化
基类构造函数运行
派生类字段初始化
派生类构造函数运行

这意味着基类构造函数只能看到它本人的 name 的值，因为此时派生类字段初始化还没有运行。

留神：如果你不打算继承内置的类型比方 Array、Error、Map 等或者你的编译指标是 ES6/ES2015 或者更新的版本，你能够跳过这个章节。

在 ES2015 中，当调用 super(...) 的时候，如果构造函数返回了一个对象，会隐式替换 this 的值。所以捕捉 super() 可能的返回值并用 this 替换它是十分有必要的。

这就导致，像 Error、Array 等子类，兴许不会再如你冀望的那样运行。这是因为 Error、Array 等相似内置对象的构造函数，会应用 ECMAScript 6 的 new.target 调整原型链。然而，在 ECMAScript 5 中，当调用一个构造函数的时候，并没有办法能够确保 new.target 的值。其余的降级编译器默认也会有同样的限度。

对于一个像上面这样的子类：

class MsgError extends Error {constructor(m: string) {super(m);
  }
  sayHello() {return "hello" + this.message;}
}

你兴许能够发现：

对象的办法可能是 undefined，所以调用 sayHello 会导致谬误
instanceof 生效，(new MsgError()) instanceof MsgError 会返回 false。

咱们举荐，手动的在 super(...) 调用后调整原型：

class MsgError extends Error {constructor(m: string) {super(m);
 
    // Set the prototype explicitly.
    Object.setPrototypeOf(this, MsgError.prototype);
  }
 
  sayHello() {return "hello" + this.message;}
}

不过，任何 MsgError 的子类也不得不手动设置原型。如果运行时不反对 Object.setPrototypeOf，你兴许能够应用 __proto__。

可怜的是，这些计划并不会能在 IE 10 或者之前的版本失常运行。解决的一个办法是手动拷贝原型中的办法到实例中（就比方 MsgError.prototype 到 this），然而它本人的原型链仍然没有被修复。

你能够应用 TypeScript 管制某个办法或者属性是否对类以外的代码可见。

`public`

类成员默认的可见性为 public，一个 public 的成员能够在任何中央被获取：

class Greeter {public greet() {console.log("hi!");
  }
}
const g = new Greeter();
g.greet();

因为 public 是默认的可见性修饰符，所以你不须要写它，除非处于格局或者可读性的起因。

`protected`

protected 成员仅仅对子类可见：

class Greeter {public greet() {console.log("Hello," + this.getName());
  }
  protected getName() {return "hi";}
}
 
class SpecialGreeter extends Greeter {public howdy() {
    // OK to access protected member here
    console.log("Howdy," + this.getName());
  }
}
const g = new SpecialGreeter();
g.greet(); // OK
g.getName();

// Property 'getName' is protected and only accessible within class 'Greeter' and its subclasses.

派生类须要遵循基类的实现，然而仍然能够抉择公开领有更多能力的基类子类型，这就包含让一个 protected 成员变成 public：

class Base {protected m = 10;}
class Derived extends Base {
  // No modifier, so default is 'public'
  m = 15;
}
const d = new Derived();
console.log(d.m); // OK

这里须要留神的是，如果公开不是故意的，在这个派生类中，咱们须要小心的拷贝 protected 修饰符。

不同的 OOP 语言在通过一个基类援用是否能够非法的获取一个 protected 成员是有争议的。

class Base {protected x: number = 1;}
class Derived1 extends Base {protected x: number = 5;}
class Derived2 extends Base {f1(other: Derived2) {other.x = 10;}
  f2(other: Base) {
    other.x = 10;
        // Property 'x' is protected and only accessible through an instance of class 'Derived2'. This is an instance of class 'Base'.
  }
}

在 Java 中，这是非法的，而 C# 和 C++ 认为这段代码是不非法的。

TypeScript 站在 C# 和 C++ 这边。因为 Derived2 的 x 应该只有从 Derived2 的子类拜访才是非法的，而 Derived1 并不是它们中的一个。此外，如果通过 Derived1 拜访 x 是不非法的，通过一个基类援用拜访也应该是不非法的。

看这篇《Why Can’t I Access A Protected Member From A Derived Class?》，解释了更多 C# 这样做的起因。

`private`

private 有点像 protected，然而不容许拜访成员，即使是子类。

class Base {private x = 0;}
const b = new Base();
// Can't access from outside the class
console.log(b.x);
// Property 'x' is private and only accessible within class 'Base'.

class Derived extends Base {showX() {
    // Can't access in subclasses
    console.log(this.x);
        // Property 'x' is private and only accessible within class 'Base'.
  }
}

因为 private 成员对派生类并不可见，所以一个派生类也不能减少它的可见性：

class Base {private x = 0;}
class Derived extends Base {
// Class 'Derived' incorrectly extends base class 'Base'.
// Property 'x' is private in type 'Base' but not in type 'Derived'.
  x = 1;
}

不同的 OOP 语言在对于一个类的不同实例是否能够获取彼此的 private 成员上，也是不统一的。像 Java、C#、C++、Swift 和 PHP 都是容许的，Ruby 是不容许。

TypeScript 容许穿插实例公有成员的获取：

class A {
  private x = 10;
 
  public sameAs(other: A) {
    // No error
    return other.x === this.x;
  }
}

private和 protected 仅仅在类型查看的时候才会强制失效。

这意味着在 JavaScript 运行时，像 in 或者简略的属性查找，仍然能够获取 private 或者 protected 成员。

class MySafe {private secretKey = 12345;}

// In a JavaScript file...
const s = new MySafe();
// Will print 12345
console.log(s.secretKey);

private 容许在类型查看的时候，通过方括号语法进行拜访。这让比方单元测试的时候，会更容易拜访 private 字段，这也让这些字段是弱公有（soft private）而不是严格的强制公有。

class MySafe {private secretKey = 12345;}
 
const s = new MySafe();
 
// Not allowed during type checking
console.log(s.secretKey);
// Property 'secretKey' is private and only accessible within class 'MySafe'.
 
// OK
console.log(s["secretKey"]);

不像 TypeScript 的 private，JavaScript 的公有字段（#）即使是编译后仍然保留公有性，并且不会提供像下面这种方括号获取的办法，这让它们变得强公有（hard private）。

class Dog {
  #barkAmount = 0;
  personality = "happy";
 
  constructor() {}
}

"use strict";
class Dog {
    #barkAmount = 0;
    personality = "happy";
    constructor() {}
}

当被编译成 ES2021 或者之前的版本，TypeScript 会应用 WeakMaps 代替 #:

"use strict";
var _Dog_barkAmount;
class Dog {constructor() {_Dog_barkAmount.set(this, 0);
        this.personality = "happy";
    }
}
_Dog_barkAmount = new WeakMap();

如果你须要避免歹意攻打，爱护类中的值，你应该应用强公有的机制比方闭包，WeakMaps，或者公有字段。然而留神，这也会在运行时影响性能。

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如果有谬误或者不谨严的中央，请务必给予斧正，非常感激。如果喜爱或者有所启发，欢送 star，对作者也是一种激励。

正文完

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发表至：前端

2021-12-08

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类成员（Class Members）

字段（Fields）

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构造函数（Constructors）

Super 调用（Super Calls）

办法（Methods）

Getters / Setter

索引签名（Index Signatures）

类继承（Class Heritage）

`implements` 语句（`implements` Clauses）

注意事项（Cautions）

`extends` 语句（`extends` Clauses）

覆写属性（Overriding Methods）

初始化程序（Initialization Order）

继承内置类型（Inheriting Built-in Types）

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`public`

`protected`

受爱护成员的公开（Exposure of protected members）

穿插等级受爱护成员拜访（Cross-hierarchy protected access）

`private`

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正告（Caveats）

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implements 语句（implements Clauses）

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extends 语句（extends Clauses）

覆写属性（Overriding Methods）

初始化程序（Initialization Order）

继承内置类型（Inheriting Built-in Types）

成员可见性（Member Visibility）

public

protected

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穿插等级受爱护成员拜访（Cross-hierarchy protected access）

private

穿插实例公有成员拜访（Cross-instance private access）

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