# 类
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。
这一节主要介绍类的用法，下一节再介绍如何定义类的类型。
## 类的概念
虽然 JavaScript 中有类的概念，但是可能大多数 JavaScript 程序员并不是非常熟悉类，这里对类相关的概念做一个简单的介绍。
- 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 `Cat` 和 `Dog` 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 中类的用法
下面我们先回顾一下 ES6 中类的用法，更详细的介绍可以参考 [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。
```js
class Animal {
constructor(name) {
this.name = name;
}
sayHi() {
return `My name is ${this.name}`;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.sayHi()); // My name is Jack
```
### 类的继承
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。
```js
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：
```js
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，它们不需要实例化，而是直接通过类来调用：
```js
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 中类的用法
ES7 中有一些关于类的提案，TypeScript 也实现了它们，这里做一个简单的介绍。
### 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：
```js
class Animal {
name = 'Jack';
constructor() {
// ...
}
}
let a = new Animal();
console.log(a.name); // Jack
```
### 静态属性
ES7 提案中，可以使用 `static` 定义一个静态属性：
```js
class Animal {
static num = 42;
constructor() {
// ...
}
}
console.log(Animal.num); // 42
```
## TypeScript 中类的用法
### public private 和 protected
TypeScript 可以使用三种访问修饰符（Access Modifiers），分别是 `public`、`private` 和 `protected`。
- `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
下面举一些例子：
```ts
class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
console.log(a.name); // Tom
```
上面的例子中，`name` 被设置为了 `public`，所以直接访问实例的 `name` 属性是允许的。
很多时候，我们希望有的属性是无法直接存取的，这时候就可以用 `private` 了：
```ts
class Animal {
private name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
// index.ts(9,13): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
// index.ts(10,1): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
```
需要注意的是，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。
上面的例子编译后的代码是：
```js
var Animal = (function () {
function Animal(name) {
this.name = name;
}
return Animal;
}());
var a = new Animal('Jack');
console.log(a.name);
a.name = 'Tom';
```
使用 `private` 修饰的属性或方法，在子类中也是不允许访问的：
```ts
class Animal {
private name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
console.log(this.name);
}
}
// index.ts(11,17): error TS2341: Property 'name' is private and only accessible within class 'Animal'.
```
而如果是用 `protected` 修饰，则允许在子类中访问：
```ts
class Animal {
protected name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor(name) {
super(name);
console.log(this.name);
}
}
```
当构造函数修饰为 `private` 时，该类不允许被继承或者实例化：
```ts
class Animal {
public name;
private constructor (name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor (name) {
super(name);
}
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(7,19): TS2675: Cannot extend a class 'Animal'. Class constructor is marked as private.
// index.ts(13,9): TS2673: Constructor of class 'Animal' is private and only accessible within the class declaration.
```
当构造函数修饰为 `protected` 时，该类只允许被继承：
```ts
class Animal {
public name;
protected constructor (name) {
this.name = name;
}
}
class Cat extends Animal {
constructor (name) {
super(name);
}
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(13,9): TS2674: Constructor of class 'Animal' is protected and only accessible within the class declaration.
```
### 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，使代码更简洁。
```ts
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或索引签名或构造函数中。
```ts
class Animal {
readonly name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
}
let a = new Animal('Jack');
console.log(a.name); // Jack
a.name = 'Tom';
// index.ts(10,3): TS2540: Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.
```
注意如果 `readonly` 和其他访问修饰符同时存在的话，需要写在其后面。
```ts
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。
什么是抽象类？
首先，抽象类是不允许被实例化的：
```ts
abstract class Animal {
public name;
public constructor(name) {
this.name = name;
}
public abstract sayHi();
}
let a = new Animal('Jack');
// index.ts(9,11): error TS2511: Cannot create an instance of the abstract class 'Animal'.
```
上面的例子中，我们定义了一个抽象类 `Animal`，并且定义了一个抽象方法 `sayHi`。在实例化抽象类的时候报错了。
其次，抽象类中的抽象方法必须被子类实现：
```ts
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');
// index.ts(9,7): error TS2515: Non-abstract class 'Cat' does not implement inherited abstract member 'sayHi' from class 'Animal'.
```
上面的例子中，我们定义了一个类 `Cat` 继承了抽象类 `Animal`，但是没有实现抽象方法 `sayHi`，所以编译报错了。
下面是一个正确使用抽象类的例子：
```ts
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');
```
上面的例子中，我们实现了抽象方法 `sayHi`，编译通过了。
需要注意的是，即使是抽象方法，TypeScript 的编译结果中，仍然会存在这个类，上面的代码的编译结果是：
```js
var __extends = (this && this.__extends) || function (d, b) {
for (var p in b) if (b.hasOwnProperty(p)) d[p] = b[p];
function __() { this.constructor = d; }
d.prototype = b === null ? Object.create(b) : (__.prototype = b.prototype, new __());
};
var Animal = (function () {
function Animal(name) {
this.name = name;
}
return Animal;
}());
var Cat = (function (_super) {
__extends(Cat, _super);
function Cat() {
_super.apply(this, arguments);
}
Cat.prototype.sayHi = function () {
console.log('Meow, My name is ' + this.name);
};
return Cat;
}(Animal));
var cat = new Cat('Tom');
```
## 类的类型
给类加上 TypeScript 的类型很简单，与接口类似：
```ts
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
```
## 参考
- [Classes](http://www.typescriptlang.org/docs/handbook/classes.html)（[中文版](https://zhongsp.gitbooks.io/typescript-handbook/content/doc/handbook/Classes.html)）
- [ECMAScript 6 入门 - Class]
[ECMAScript 6 入门 - Class]: http://es6.ruanyifeng.com/#docs/class
---
- [上一章：枚举](enum.md)
- [下一章：类与接口](class-and-interfaces.md)
