TypeScript类与接口

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 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中类的用法

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 {
    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。

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

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:

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

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

ES7 提案中,可以使用 static 定义一个静态属性:

class Animal {
    static num = 42;

    constructor() {
        // ...
    }
}

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

TypeScript中类的用法

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

public

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

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。

private

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。

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:

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:

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:

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 access

protected

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 {
    protected name;
    public constructor(name) {
        this.name = name;
    }
}

class Cat extends Animal {
    constructor(name) {
        super(name);
        console.log(this.name);
    }
}

readonly

你可以使用readonly关键字将属性设置为只读的。 只读属性必须在声明时或构造函数里被初始化。

class Animal {
    readonly name: string;
    public constructor(name: string) {
        this.name = name;
    }
}
let cat = new Animal('Tom');
cat.name = 'jack'; //Cannot assign to 'name' because it is a read-only property.ts(2540)

抽象类

抽象类是供其它类继承的基类。 他们一般不会直接被实例化。 不同于接口,抽象类可以包含成员的实现细节。 abstract关键字是用于定义抽象类和在抽象类内部定义抽象方法。

abstract class Animal {
    abstract makeSound(): void;
    move(): void {
        console.log('roaming the earch...');
    }
}

抽象类中的抽象方法不包含具体实现并且必须在派生类中实现。 抽象方法的语法与接口方法相似。 两者都是定义方法签名不包含方法体。 然而,抽象方法必须使用abstract关键字并且可以包含访问符。

abstract class Department {

    constructor(public name: string) {
    }

    printName(): void {
        console.log('Department name: ' + this.name);
    }

    abstract printMeeting(): void; // 必须在派生类中实现
}

class AccountingDepartment extends Department {

    constructor() {
        super('Accounting and Auditing'); // constructors in derived classes must call super()
    }

    printMeeting(): void {
        console.log('The Accounting Department meets each Monday at 10am.');
    }

    generateReports(): void {
        console.log('Generating accounting reports...');
    }
}

let department: Department; // ok to create a reference to an abstract type
department = new Department(); // error: cannot create an instance of an abstract class
department = new AccountingDepartment(); // ok to create and assign a non-abstract subclass
department.printName();
department.printMeeting();
department.generateReports(); // error: method doesn't exist on declared abstract type

类的类型

给类加上 TypeScript 的类型很简单,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();
}


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 Alarm {
    alert();
}


interface Light {
    lightOn();
    lightOff();
}


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

上例中,Car 实现了 AlarmLight 接口,既能报警,也能开关车灯。

接口继承接口

接口与接口之间可以是继承关系:

interface Alarm {
    alert();
}


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

上例中,我们使用 extends 使 LightableAlarm 继承 Alarm

接口继承类

接口也可以继承类:

class Point {
    x: number;
    y: number;
}


interface Point3d extends Point {
    z: number;
}


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

混合类型

可以使用接口的方式来定义一个函数需要符合的形状:

interface SearchFunc {
    (source: string, subString: string): boolean;
}


let mySearch: SearchFunc;
mySearch = function(source: string, subString: string) {
    return source.search(subString) !== -1;
}

有时候,一个函数还可以有自己的属性和方法:

interface Counter {
    (start: number): string;
    interval: number;
    reset(): void;
}


function getCounter(): Counter {
    let counter = <Counter>function (start: number) { };
    counter.interval = 123;
    counter.reset = function () { };
    return counter;
}


let c = getCounter();
c(10);
c.reset();
c.interval = 5.0;
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