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TypeScript 官方手册翻译计划【十二】:类

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Chor
发布2021-12-12 14:35:31
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发布2021-12-12 14:35:31
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文章被收录于专栏:前端之旅
  • 说明:目前网上没有 TypeScript 最新官方文档的中文翻译,所以有了这么一个翻译计划。因为我也是 TypeScript 的初学者,所以无法保证翻译百分之百准确,若有错误,欢迎评论区指出;
  • 翻译内容:暂定翻译内容为 TypeScript Handbook,后续有空会补充翻译文档的其它部分;
  • 项目地址TypeScript-Doc-Zh,如果对你有帮助,可以点一个 star ~

本章节官方文档地址:Classes

背景导读:类(MDN)

TypeScript 为 ES2015 引入的 class 关键字提供了全面的支持。

就像其它的 JavaScript 语言特性一样,TypeScript 也为类提供了类型注解和其它语法,以帮助开发者表示类和其它类型之间的关系。

类成员

这是一个最基本的类 —— 它是空的:

代码语言:javascript
复制
class Point {}

这个类目前没有什么用,所以我们给它添加一些成员吧。

字段

声明字段相当于是给类添加了一个公共的、可写的属性:

代码语言:javascript
复制
class Point {
    x: number;
    y: number;
}
const pt = new Point()
pt.x = 0;
pt.y = 0;

和其它特性一样,这里的类型注解也是可选的,但如果没有指定类型,则会隐式采用 any 类型。

字段也可以进行初始化,初始化过程会在类实例化的时候自动进行:

代码语言:javascript
复制
class Point {
  x = 0;
  y = 0;
}
 
const pt = new Point();
// 打印 0, 0
console.log(`${pt.x}, ${pt.y}`);

就像使用 constletvar 一样,类属性的初始化语句也会被用于进行类型推断:

代码语言:javascript
复制
const pt = new Point();
pt.x = "0";
// Type 'string' is not assignable to type 'number'.
–strictPropertyInitialization

配置项 strictPropertyInitialization 用于控制类的字段是否需要在构造器中进行初始化。

代码语言:javascript
复制
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";
  }
}    

注意,字段需要在构造器自身内部进行初始化。TypeScript 不会分析在构造器中调用的方法以检测初始化语句,因为派生类可能会重写这些方法,导致初始化成员失败。

如果你坚持要使用除了构造器之外的方法(比如使用一个外部库填充类的内容)去初始化一个字段,那么你可以使用确定赋值断言运算符

代码语言:javascript
复制
class OKGreeter {
  // 没有初始化,但不会报错
  name!: string;
}
readonly

字段可以加上 readonly 修饰符作为前缀,以防止在构造器外面对字段进行赋值。

代码语言:javascript
复制
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.
构造器

类的构造器和函数很像,你可以给它的参数添加类型注解,可以使用参数默认值或者是函数重载:

代码语言:javascript
复制
class Point {
    x: number;
    y: number;
    // 使用了参数默认值的正常签名
    constructor(x = 0, y = 0) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}
class Point {
  // 使用重载
  constructor(x: number, y: string);
  constructor(s: string);
  constructor(xs: any, y?: any) {
    // TBD
  }
}

类的构造器签名和函数签名只有一点区别:

  • 构造器不能使用类型参数 —— 类型参数属于类声明的部分,稍后我们会进行学习
  • 构造器不能给返回值添加类型注解 —— 它返回的类型始终是类实例的类型
super 调用

和 JavaScript 一样,如果你有一个基类和一个派生类,那么在派生类中使用 this. 访问类成员之前,必须先在构造器中调用 super();

代码语言:javascript
复制
class Base {
  k = 4;
}
 
class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ES5 下打印出错误的值,ES6 下报错
    console.log(this.k);
                  ^
// 'super' must be called before accessing 'this' in the constructor of a derived class.
    super();
  }
}

在 JavaScript 中,忘记调用 super 是一个常见的错误,但 TypeScript 会在必要时给你提醒。

方法

类的属性可能是一个函数,这时候我们称其为方法。方法和函数以及构造器一样,也可以使用各种类型注解:

代码语言:javascript
复制
class Point {
  x = 10;
  y = 10;
 
  scale(n: number): void {
    this.x *= n;
    this.y *= n;
  }
}

除了标准的类型注解之外,TypeScript 没有给方法添加什么新的东西。

注意,在方法体中,必须通过 this. 才能访问到类的字段和其它方法。在方法体中使用不合规的名字,将会被视为是在访问邻近作用域中的变量:

代码语言:javascript
复制
let x: number = 0;
 
class C {
  x: string = "hello";
 
  m() {
    // 下面这句是在试图修改第一行的 x,而不是类的属性
    x = "world";
    ^  
// Type 'string' is not assignable to type 'number'.
  }
}
Getters/Setters

类也可以有访问器:

代码语言:javascript
复制
class C {
    _length = 0;
    get length(){
        return this._length;
    }
    set length(value){
        this._length = value;
    }
}

注意:在 JavaScript 中,一个没有额外逻辑的 get/set 对是没有什么作用的。如果在执行 get/set 操作的时候不需要添加额外的逻辑,那么只需要将字段暴露为公共字段即可。

对于访问器,TypeScript 有一些特殊的推断规则:

  • 如果 get 存在而 set 不存在,那么属性会自动成为只读属性
  • 如果没有指定 setter 参数的类型,那么会基于 getter 返回值的类型去推断参数类型
  • getter 和 setter 必须具备相同的成员可见性

TypeScript 4.3 开始,访问器的 getter 和 setter 可以使用不同的类型。

代码语言:javascript
复制
class Thing {
  _size = 0;
 
  get size(): number {
    return this._size;
  }
 
  set size(value: string | number | boolean) {
    let num = Number(value);
 
    // 不允许使用 NaN、Infinity 等
 
    if (!Number.isFinite(num)) {
      this._size = 0;
      return;
    }
 
    this._size = num;
  }
}
索引签名

类可以声明索引签名,其工作方式和其它对象类型的索引签名一样:

代码语言:javascript
复制
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需要捕获方法的类型,所以要有效地使用这些类型并不容易。通常情况下,最好将索引数据存储在另一个位置,而不是类实例本身。

类继承

和其它面向对象语言一样,JavaScript 中的类可以继承自基类。

implements 子句

你可以使用一个 implements 子句去检查类是否符合某个特定的接口。如果类没有正确地实现这个接口,那么就会抛出一个错误:

代码语言:javascript
复制
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!");
  }
}

类可以实现多个接口,比如 class C implements A,B {

注意事项

有个要点需要理解,那就是 implements 子句只是用于检查类是否可以被视为某个接口类型,它完全不会改变类的类型或者它的方法。常见的错误是认为 implements 子句会改变类的类型 —— 实际上是不会的!

代码语言:javascript
复制
interface Checkable {
  check(name: string): boolean;
}
 
class NameChecker implements Checkable {
  check(s) {
        ^
//Parameter 's' implicitly has an 'any' type.
    // 注意这里不会抛出错误
    return s.toLowercse() === "ok";
                 ^
              // any
  }
}

在这个例子中,我们可能会认为 s 的类型会受到接口中 checkname: string 参数的影响。但实际上不会 —— implements 子句不会对类内容体的检查以及类型推断产生任何影响。

同理,实现一个带有可选属性的接口,并不会创建该属性:

代码语言:javascript
复制
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 子句

类可以继承自某个基类。派生类拥有基类的所有属性和方法,同时也可以定义额外的成员。

代码语言:javascript
复制
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();
// 基类方法
d.move();
// 派生类方法
d.woof(3);
重写方法

派生类也可以重写基类的字段或者属性。你可以使用 super. 语法访问基类的方法。注意,由于 JavaScript 的类只是一个简单的查找对象,所以不存在“父类字段”的概念。

TypeScript 强制认为派生类总是基类的一个子类。

比如,下面是一个合法的重写方法的例子:

代码语言:javascript
复制
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");

很重要的一点是,派生类会遵循基类的约束。通过一个基类引用去引用一个派生类,是很常见(并且总是合法的!)的一种做法:

代码语言:javascript
复制
// 通过一个基类引用去命名一个派生类实例
const b: Base = d;
// 没有问题
b.greet();

如果派生类 Derived 没有遵循基类 Base 的约束,会怎么样呢?

代码语言:javascript
复制
class Base {
  greet() {
    console.log("Hello, world!");
  }
}
 
class Derived extends Base {
  // 让这个参数成为必选参数
  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()}`);
  }
}

如果无视错误并编译代码,那么下面的代码执行后会报错:

代码语言:javascript
复制
const b: Base = new Derived();
// 因为 name 是 undefined,所以报错
b.greet();
初始化顺序

JavaScript 类的初始化顺序在某些情况下可能会让你感到意外。我们看看下面的代码:

代码语言:javascript
复制
class Base {
  name = "base";
  constructor() {
    console.log("My name is " + this.name);
  }
}
 
class Derived extends Base {
  name = "derived";
}
 
// 打印 base 而不是 derived
const d = new Derived();

这里发生了什么事呢?

根据 JavaScript 的定义,类初始化的顺序是:

  • 初始化基类的字段
  • 执行基类的构造器
  • 初始化派生类的字段
  • 执行派生类的构造器

这意味着,因为基类构造器执行的时候派生类的字段尚未进行初始化,所以基类构造器只能看到自己的 name 值。

继承内置类型

注意:如果你不打算继承诸如 Array、Error、Map 等内置类型,或者你的编译目标显式设置为 ES6/ES2015 或者更高的版本,那么你可以跳过这部分的内容。

在 ES2015 中,返回实例对象的构造器会隐式地将 this 的值替换为 super(...) 的任意调用者。有必要让生成的构造器代码捕获 super(...) 的任意潜在的返回值,并用 this 替换它。

因此,ErrorArray 等的子类可能无法如预期那样生效。这是因为诸如 ErrorArray 这样的构造函数使用了 ES6 的 new.target 去调整原型链,但是,在 ES5 中调用构造器函数的时候,没有类似的方法可以确保 new.target 的值。默认情况下,其它底层编译器通常也具有相同的限制。

对于一个像下面这样的子类:

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

你可能会发现:

  • 调用子类之后返回的实例对象,其方法可能是 undefined,所以调用 sayHello 将会抛出错误
  • 子类实例和子类之间的 instanceof 可能被破坏,所以 (new MsgError()) instanceof MsgError 将会返回 false

推荐的做法是,在任意的 super(...) 调用后面手动地调整原型链:

代码语言:javascript
复制
class MsgError extends Error {
  constructor(m: string) {
    super(m);
    // 显式设置原型链
    Object.setPrototypeOf(this, MsgError.prototype);
  }
 
  sayHello() {
    return "hello " + this.message;
  }
}

不过,MsgError 的任意子类也需要手动设置原型。对于不支持 Object.setPrototypeOf 的运行时,你可以改用 __proto__

糟糕的是,这些变通方法在 IE10 或者更旧的版本上无法使用。你可以手动将原型上的方法复制到实例上(比如将 MsgError.prototype 的方法复制给 this),但原型链本身无法被修复。

成员可见性

你可以使用 TypeScript 控制特定的方法或属性是否在类的外面可见。

public

类成员的默认可见性是公有的(public)。公有成员随处可以访问:

代码语言:javascript
复制
class Greeter {
    public greet(){
        console.log('hi!');
    }
}
const g = new Greeter();
g.greet();

由于成员的可见性默认就是公有的,所以你不需要在类成员前面进行显式声明,但出于代码规范或者可读性的考虑,你也可以这么做。

protected

受保护(protected)成员只在类的子类中可见。

代码语言:javascript
复制
class Greeter {
  public greet() {
    console.log("Hello, " + this.getName());
  }
  protected getName() {
    return "hi";
  }
}
 
class SpecialGreeter extends Greeter {
  public howdy() {
    // 这里可以访问受保护成员
    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.
公开受保护成员

派生类需要遵循其基类的约束,但可以选择公开具有更多功能的基类的子类。这包括了让受保护成员变成公有成员:

代码语言:javascript
复制
class Base {
    protected m = 10;
}
class Derived extends Base {
    // 没有修饰符,所以默认可见性是公有的
    m = 15;
}
const d = new Dervied();
console.log(d.m);  // OK

注意 Dervied 已经可以自由读写成员 m 了,所以这么写并不会改变这种情况的“安全性”。这里需要注意的要点是,在派生类中,如果我们无意公开其成员,那么需要添加 protected 修饰符。

跨层级访问受保护成员

对于通过一个基类引用访问受保护成员是否合法,不同的 OOP 语言之间存在争议:

代码语言:javascript
复制
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'.                  
    }
}

举个例子,Java 认为上述代码是合法的,但 C# 和 C++ 则认为上述代码是不合法的。

TypeScript 也认为这是不合法的,因为只有在 Derived2 的子类中访问 Derived2x 才是合法的,但 Derived1 并不是 Derived2 的子类。而且,如果通过 Derived1 引用访问 x 就已经是不合法的了(这确实应该是不合法的!),那么通过基类引用访问它也同样应该是不合法的。

关于 C# 为什么会认为这段代码是不合法的,可以阅读这篇文章了解更多信息:为什么我无法在一个派生类中去访问一个受保护成员?

private

privateprotected 一样,但声明了 private 的私有成员即使在子类中也无法被访问到:

代码语言:javascript
复制
class Base {
    private x = 0;
}
const b = new Base();
// 无法在类外面访问
console.log(b.x);
// Property 'x' is private and only accessible within class 'Base'.
class Derived extends Base {
  showX() {
    // 无法在子类中访问
    console.log(this.x);
      			    ^	
// Property 'x' is private and only accessible within class 'Base'.
  }
}

由于私有成员对派生类不可见,所以派生类无法提高其可见性:

代码语言:javascript
复制
class Base {
    private x = 0;
}
class Dervied extends Base {
/*
Class 'Derived' incorrectly extends base class 'Base'.
  Property 'x' is private in type 'Base' but not in type 'Derived'.    
*/  
    x = 1;
}
跨实例访问私有成员

对于同一个类的不同实例互相访问对方的私有成员是否合法,不同的 OOP 语言之间存在争议。Java、C#、C++、Swift 和 PHP 允许这么做,但 Ruby 则认为这样做是不合法的。

TypeScript 允许跨实例访问私有成员:

代码语言:javascript
复制
class A {
    private x = 10;
    public sameAs(other: A) {
        // 不会报错
        return other.x === this.x;
    }
}
注意事项

和 TypeScript 类型系统中的其它东西一样,privateprotected 只在类型检查期间生效

这意味着 JavaScript 运行时的一些操作,诸如 in 或者简单的属性查找仍然可以访问私有成员或者受保护成员:

代码语言:javascript
复制
class MySafe {
    private serectKey = 123345;
}
// 在 JavaScript 文件中会打印 12345
const s = new MySafe();
console.log(s.secretKey);

而即使是在类型检查期间,我们也可以通过方括号语法去访问私有成员。因此,在进行诸如单元测试这样的操作时,访问私有字段会比较容易,但缺点就是这些字段是“弱私有的”,无法保证严格意义上的私有性。

代码语言:javascript
复制
class MySafe {
  private secretKey = 12345;
}
 
const s = new MySafe();
 
// 在类型检查期间,不允许这样访问私有成员
console.log(s.secretKey);
				^
// Property 'secretKey' is private and only accessible within class 'MySafe'.
 
// 但是可以通过方括号语法访问
console.log(s["secretKey"]);

和 TypeScript 用 private 声明的私有成员不同,JavaScript 用 # 声明的私有字段在编译之后也仍然是私有的,并且没有提供像上面那样的方括号语法用于访问私有成员,所以 JavaScript 的私有成员是“强私有的”。

代码语言:javascript
复制
class Dog {
    #barkAmount = 0;
    personality = 'happy';
    
    constructor() {}
}

以下面这段 TypeScript 代码为例:

代码语言:javascript
复制
"use strict";
class Dog {
    #barkAmount = 0;
    personality = "happy";
    constructor() { }
}

把它编译为 ES2021 或者更低版本的代码之后,TypeScript 会使用 WeakMap 代替 #

代码语言:javascript
复制
"use strict";
var _Dog_barkAmount;
class Dog {
    constructor() {
        _Dog_barkAmount.set(this, 0);
        this.personality = "happy";
    }
}
_Dog_barkAmount = new WeakMap();

如果你需要保护类中的值不被恶意修改,那么你应该使用提供了运行时私有性保障的机制,比如闭包、WeakMap 或者私有字段等。注意,这些在运行时添加的私有性检查可能会影响性能。

静态成员

背景导读:静态成员(MDN)

类可以拥有静态(static)成员。这些成员和类的特定实例无关,我们可以通过类构造器对象本身访问到它们:

代码语言:javascript
复制
class MyClass {
    static x = 0;
    static printX(){
        console.log(MyClass.x);
    }
}
console.log(MyClass.x);
MyClass.printX();

静态成员也可以使用 publicprotectedprivate 等可见性修饰符:

代码语言:javascript
复制
class MyClass {
    private static x = 0;
}
console.log(MyClass.x);
				  ^
// Property 'x' is private and only accessible within class 'MyClass'.           

静态成员也可以被继承:

代码语言:javascript
复制
class Base {
  static getGreeting() {
    return "Hello world";
  }
}
class Derived extends Base {
  myGreeting = Derived.getGreeting();
}
特殊的静态成员名字

重写 Function 原型的属性通常是不安全/不可能的。因为类本身也是一个可以通过 new 调用的函数,所以无法使用一些特定的静态成员名字。诸如 namelengthcall 这样的函数属性无法作为静态成员的名字:

代码语言:javascript
复制
class S {
    static name = 'S!';
    		^
// Static property 'name' conflicts with built-in property 'Function.name' of constructor function 'S'.                
}
为什么没有静态类?

TypeScript(和 JavaScript)并没有像 C# 和 Java 那样提供静态类这种结构。

C# 和 Java 之所以需要静态类,是因为这些语言要求所有的数据和函数必须放在一个类中。因为在 TypeScirpt 中不存在这个限制,所以也就不需要静态类。只拥有单个实例的类在 JavaScript/TypeScirpt 中通常用一个普通对象表示。

举个例子,在 TypeScript 中我们不需要“静态类”语法,因为一个常规的对象(甚至是顶层函数)也可以完成相同的工作:

代码语言:javascript
复制
// 不必要的静态类
class MyStaticClass {
    static doSomething() {}
}
// 首选(方案一)
function doSomething() {}

// 首选(方案二)
const MyHelperObject = {
  dosomething() {},
};

类中的静态块

静态块允许你编写一系列声明语句,它们拥有自己的作用域,并且可以访问包含类中的私有字段。这意味着我们能够编写初始化代码,这些代码包含了声明语句,不会有变量泄漏的问题,并且完全可以访问类的内部。

代码语言:javascript
复制
class Foo {
    static #count = 0;
	get count(){
        return Foo.#count;
    }
	static {
        try {
            const lastInstances = loadLastInstances();
            Foo.#count += lastInstances.length;
        }
        catch {}
    }
}

泛型类

类和接口一样,也可以使用泛型。当用 new 实例化一个泛型类的时候,它的类型参数就像在函数调用中那样被推断出来:

代码语言:javascript
复制
class Box<Type> {
    contents: Type;
    constructor(value: Type){
        this.contents = value;
    }
}
const b = new Box('hello!');
	  ^	
    // const b: Box<string>      

类可以像接口那样使用泛型约束和默认值。

静态成员中的类型参数

下面的代码是不合法的,但原因可能不那么明显:

代码语言:javascript
复制
class Box<Type> {
    static defaultValue: Type;
    					^
//  Static members cannot reference class type parameters.                       
}

记住,类型在编译后总是会被完全抹除的!在运行时,只有一个 Box.defaultValue 属性插槽。这意味着设置 Box<string>.defaultValue(如果可以设置的话)也会改变 Box<number>.defaultValue —— 这是不行的。泛型类的静态成员永远都不能引用类的类型参数。

类的运行时 this

有个要点需要记住,那就是 TypeScript 不会改变 JavaScript 的运行时行为。而众所周知,JavaScript 拥有一些特殊的运行时行为。

JavaScript 对于 this 的处理确实是很不寻常:

代码语言:javascript
复制
class MyClass {
  name = "MyClass";
  getName() {
    return this.name;
  }
}
const c = new MyClass();
const obj = {
  name: "obj",
  getName: c.getName,
};
 
// 打印 "obj" 而不是 "MyClass"
console.log(obj.getName());

长话短说,默认情况下,函数中 this 的值取决于函数是如何被调用的。在这个例子中,由于我们通过 obj 引用去调用函数,所以它的 this 的值是 obj,而不是类实例。

这通常不是我们期望的结果!TypeScript 提供了一些方法让我们可以减少或者防止这种错误的发生。

箭头函数

如果你的函数在被调用的时候经常会丢失 this 上下文,那么最好使用箭头函数属性,而不是方法定义:

代码语言:javascript
复制
class MyClass {
    name = 'MyClass';
    getName = () => {
        return this.name;
    };
}
const c = new MyClass();
const g = c.getName;
// 打印 MyClass 
console.log(g());

这种做法有一些利弊权衡:

  • 在运行时可以保证 this 的值是正确的,即使对于那些没有使用 TypeScript 进行检查的代码也是如此
  • 这样会占用更多内存,因为以这种方式定义的函数,会导致每个类实例都有一份函数副本
  • 你无法在派生类中使用 super.getName,因为在原型链上没有入口可以去获取基类的方法
this 参数

在 TypeScript 的方法或者函数定义中,第一个参数的名字如果是 this,那么它有特殊的含义。这样的参数在编译期间会被抹除:

代码语言:javascript
复制
// TypeScript 接受 this 参数
function fn(this: SomeType, x: number) {
    /* ... */
}
// 输出得 JavaScript 
function fn(x) {
    /* ... */
}

TypeScript 会检查传入 this 参数的函数调用是否位于正确的上下文中。这里我们没有使用箭头函数,而是给方法定义添加了一个 this 参数,以静态的方式确保方法可以被正确调用:

代码语言:javascript
复制
class MyClass {
  name = "MyClass";
  getName(this: MyClass) {
    return this.name;
  }
}
const c = new MyClass();
// OK
c.getName();
 
// 报错
const g = c.getName;
console.log(g());
// The 'this' context of type 'void' is not assignable to method's 'this' of type 'MyClass'.

这种方法的利弊权衡和上面使用箭头函数的方法相反:

  • JavaScript 的调用方可能仍然会在没有意识的情况下错误地调用类方法
  • 只会给每个类定义分配一个函数,而不是给每个类实例分配一个函数
  • 仍然可以通过 super 调用基类定义的方法

this 类型

在类中,名为 this 的特殊类型可以动态地引用当前类的类型。我们看一下它是怎么发挥作用的:

代码语言:javascript
复制
class Box {
    contents: string = "";
    set(value: string){
     ^
    // (method) Box.set(value: string): this
         this.contents = value;
        return this;
    }
}

这里,TypeScript 将 set 的返回值类型推断为 this,而不是 Box。现在我们来创建一个 Box 的子类:

代码语言:javascript
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class ClearableBox extends Box {
    clear() {
        this.contents = "";
    }
}
const a = new ClearableBox();
const b = a.set("hello");
      ^
// const b: ClearableBox

你也可以在参数的类型注解中使用 this

代码语言:javascript
复制
class Box {
  content: string = "";
  sameAs(other: this) {
    return other.content === this.content;
  }
}

这和使用 other: Box 是不一样的 —— 如果你有一个派生类,那么它的 sameAs 方法将只会接受该派生类的其它实例:

代码语言:javascript
复制
class Box {
  content: string = "";
  sameAs(other: this) {
    return other.content === this.content;
  }
}
 
class DerivedBox extends Box {
  otherContent: string = "?";
}
 
const base = new Box();
const derived = new DerivedBox();
derived.sameAs(base);
			    ^
/*
Argument of type 'Box' is not assignable to parameter of type 'DerivedBox'.
  Property 'otherContent' is missing in type 'Box' but required in type 'DerivedBox'.
*/  
基于 this 的类型保护

你可以在类和接口的方法的返回值类型注解处使用 this is Type。该语句和类型收缩(比如说 if 语句)一起使用的时候,目标对象的类型会被收缩为指定的 Type

代码语言:javascript
复制
class FileSystemObject {
  isFile(): this is FileRep {
    return this instanceof FileRep;
  }
  isDirectory(): this is Directory {
    return this instanceof Directory;
  }
  isNetworked(): this is Networked & this {
    return this.networked;
  }
  constructor(public path: string, private networked: boolean) {}
}
 
class FileRep extends FileSystemObject {
  constructor(path: string, public content: string) {
    super(path, false);
  }
}
 
class Directory extends FileSystemObject {
  children: FileSystemObject[];
}
 
interface Networked {
  host: string;
}
 
const fso: FileSystemObject = new FileRep("foo/bar.txt", "foo");
 
if (fso.isFile()) {
  fso.content;
   ^
 // const fso: FileRep
} else if (fso.isDirectory()) {
  fso.children;
   ^ 
 // const fso: Directory
} else if (fso.isNetworked()) {
  fso.host;
   ^ 
 // const fso: Networked & FileSystemObject
}

基于 this 的类型保护的常见用例是允许特定字段的延迟验证。以下面的代码为例,当 hasValue 被验证为 true 的时候,可以移除 Box 中为 undefinedvalue 值:

代码语言:javascript
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class Box<T> {
  value?: T;
 
  hasValue(): this is { value: T } {
    return this.value !== undefined;
  }
}
 
const box = new Box();
box.value = "Gameboy";
 
box.value;
      ^
    // (property) Box<unknown>.value?: unknown
 
if (box.hasValue()) {
  box.value;
        ^   
   // (property) value: unknown
}

参数属性

TypeScript 提供了一种特殊的语法,可以将构造器参数转化为具有相同名字和值的类属性。这种语法叫做参数属性,实现方式是在构造器参数前面加上 publicprivateprotected 或者 readonly 等其中一种可见性修饰符作为前缀。最终的字段将会获得这些修饰符:

代码语言:javascript
复制
class Params {
    constructor(
        public readonly x: number,
        protected y: number,
        private z: number    
    ) {
        // 没有必要编写构造器的函数体     
    }    
}
const a = new Params(1,2,3);
console.log(a.x);
			 ^
            // (property) Params.x: number
console.log(a.z);
			 ^
// Property 'z' is private and only accessible within class 'Params'.           

类表达式

背景导读:类表达式(MDN)

类表达式和类声明非常相似。唯一的不同在于,类表达式不需要名字,但我们仍然可以通过任意绑定给类表达式的标识符去引用它们:

代码语言:javascript
复制
const someClass = class<Type> {
    content: Type;
    constructor(value: Type) {
        this.content = value;
    }
};

const m = new someClass("Hello, world");
	  ^
    // const m: someClass<string>      

抽象类和成员

在 TypeScript 中,类、方法和字段可能是抽象的。

抽象方法或者抽象字段在类中没有对应的实现。这些成员必须存在于一个无法直接被实例化的抽象类中。

抽象类的角色是充当一个基类,让其子类去实现所有的抽象成员。当一个类没有任何抽象成员的时候,我们就说它是具体的。

来看一个例子:

代码语言:javascript
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abstract class Base {
    abstract getName(): string;
    printName(){
        console.log("Hello, " + this.getName());
    }
}

const b = new Base();
// Cannot create an instance of an abstract class.

因为 Base 是一个抽象类,所以我们不能使用 new 去实例化它。相反地,我们需要创建一个派生类,让它去实现抽象成员:

代码语言:javascript
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class Derived extends Base {
    getName() {
        rteurn "world";
    }
}

const d = new Derived();
d.printName();

注意,如果我们忘记实现基类的抽象成员,那么会抛出一个错误:

代码语言:javascript
复制
class Derived extends Base {
    	^
// Non-abstract class 'Derived' does not implement inherited abstract member 'getName' from class 'Base'.
  // 忘记实现抽象成员
}
抽象构造签名

有时候你想要接受一个类构造器函数作为参数,让它产生某个类的实例,并且这个类是从某个抽象类派生过来的。

举个例子,你可能想要编写下面这样的代码:

代码语言:javascript
复制
function greet(ctor: typeof Base) {
  const instance = new ctor();
// Cannot create an instance of an abstract class.
  instance.printName();
}

TypeScript 会正确地告诉你,你正试图实例化一个抽象类。毕竟,根据 greet 的定义,编写这样的代码理应是完全合法的,它最终会构造一个抽象类的实例:

代码语言:javascript
复制
// 不行!
greet(Base);

但它实际上会报错。所以,你编写的函数所接受的参数应该带有一个构造签名:

代码语言:javascript
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function greet(ctor: new () => Base) {
  const instance = new ctor();
  instance.printName();
}
greet(Derived);
greet(Base);
	   ^	
/*
Argument of type 'typeof Base' is not assignable to parameter of type 'new () => Base'.
  Cannot assign an abstract constructor type to a non-abstract constructor type.
*/  

现在 TypeScript 可以正确地告知你哪个类构造器函数可以被调用了 —— Derived 可以被调用,因为它是一个具体类,而 Base 不能被调用,因为它是一个抽象类。

类之间的联系

在大多数情况下,TypeScript 中的类是在结构上进行比较的,就跟其它类型一样。

举个例子,下面这两个类可以互相替代对方,因为它们在结构上是一模一样的:

代码语言:javascript
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class Point1 {
  x = 0;
  y = 0;
}
 
class Point2 {
  x = 0;
  y = 0;
}
 
// OK
const p: Point1 = new Point2();

类似地,即使没有显式声明继承关系,类和类之间也可以存在子类联系:

代码语言:javascript
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class Person {
  name: string;
  age: number;
}
 
class Employee {
  name: string;
  age: number;
  salary: number;
}
 
// OK
const p: Person = new Employee();

这听起来很简单易懂,但还有一些情况会比较奇怪。

空类没有成员。在一个结构化的类型系统中,一个没有成员的类型通常是任何其它类型的超类。所以如果你编写了一个空类(不要这么做!),那么你可以用任何类型去替代它:

代码语言:javascript
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class Empty {}

function fn(x: Empty) {
    // 无法对 x 执行任何操作,所以不建议这么写
}

// 这些参数都是可以传入的!
fn(window);
fn({});
fn(fn);
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原始发表:2021-12-09,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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