《TypeScript学习笔记-类与接口》

发表于 | 本文总阅读量 45次

今天的进阶篇主要来说一下类与接口。

概述

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

类的概念

先说下几个重要的概念：

  • 类(class): 定义了一件事件的抽象特点，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(OPP)的三大特点: 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都是继承自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实现
  • 接口(Interfaces): 不同类之间公有的属性或者方法，可以抽象成一个接口。接口可以被实现(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

先简单介绍一下ES6中类的用法，具体可参照阮一峰老师的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。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
class cat extends Animal {
    constructor(name){
        super(name);
        console.log(this.name);
    }
    sayHi() {
        retrun 'Meow,' + super.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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
class Animal {
    constructor(name){
        this.name = name;
    }
    get name(){
        return 'Jack';
    }
    set name(){
        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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
class Animal {
    static num =  42;

    constructor () {
        //...
    }
}
console.log(Animal.name);  // 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访问的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
class Animal {
  protected name;
  public constructor(name) {
    this.name = name;
  }
}

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

抽象类

abstract用于定义抽象类和其中的抽象方法。
首先，抽象类不允许被实例化：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
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。

类的类型

给类加上 TypeScript 的类型很简单，与接口类似：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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

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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
interface Alarm {
    alert();
}
interface Light {
    lightOn();
    ligntOff();
}

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Alarm和Light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的关系：

1
2
3
4
5
6
7
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
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：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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;