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TypeScript-类（Class）

耶温

4049字约14分钟

2024-08-22

在 TypeScript 中，类（class）是面向对象编程的一个重要概念。类可以用来创建对象，并可以包含属性和方法。

定义类

要定义一个类，使用 class 关键字。类的属性可以在顶层声明，也可以在构造方法内部中声明。

class Person {
  name: string;
  age: number;
}

// 或者
class Person {
  name: string;
  age: number;
  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

只读属性

可以使用 readonly 关键字定义只读属性。只读属性不能被修改。

class Person {
  readonly name: string = 'yuwb';
}
// 或者
class Person {
  readonly name: string;
  constructor() {
    this.name = 'yuwb';
  }
}

const person = new Person();
person.name = 'yuwb2'; // 报错

方法类型

类的方法就是一个函数，类型声明与函数声明一致。

class Person {
  name: string;
  age: number;
  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  sayHello(otherName:string): void {
    console.log(`Hello ${otherName}, my name is ${this.name}`);
  }
}

函数默认值与重载

类的方法跟普通函数一样，可以使用参数默认值，以及函数重载。

class Person {
  name: string;
  age: number;
  constructor(name: string = 'John', age: number = 30) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  sayHello(otherName: string = 'Mark'): void {
    console.log(`Hello ${otherName}, my name is ${this.name}`);
  }
}

函数重载，需要注意的是构造方法不能声明返回值。因为它总是返回示例对象

class Sum {
  constructor(x: number);
  constructor(x: string);
  constructor(x: number | string) {
    // ...
  }

  fun(x: string): void;
  fun(x: number): void;
  fun(x: string | number): void {
    // ...
  }

存取器

存取器（accessor）是特殊的类方法，包括取值器（getter）和存值器（setter）两种方法。

  • 取值器（getter）：用于获取属性值。
  • 存值器（setter）：用于设置属性值。
class Person {
  private _name: string;
  get name(): string {
    return this._name;
  }
  set name(value: string) {
    this._name = value;
  }
}

注意点：

  • 如果某一个属性只有 get 方法，没有 set 方法，那么该属性自动成为只读属性。
class Person {
  _name: string = 'Mark';
  get name(): string {
    return this._name;
  }
}
const person = new Person();
person.name = 'yuwb'; // 报错
  • set方法的参数类型，必须兼容get方法的返回值类型，否则报错。
class Person {
  private _name: string;
  get name(): string {
    return this._name;
  }
  set name(value: number | string) {
    this._name = String(value); // 正确
  }
}
  • get 方法与 set 方法的可访问性必须一致，要么都为公开方法，要么都为私有方法。

属性索引

类允许定义属性索引。

class Person {
  [key: string]: string;
  // or [key: string]: string ｜((key: string) => void) ; // 包含方法
  name: string;

  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
}

类的 interface 接口

interface 接口或 type 别名，可以用对象的形式，为 class 指定一组检查条件。然后，类使用 implements 关键字，表示当前类满足这些外部类型条件的限制。

implements

关于implements更多信息请查看TypeScript-命令方法

需要注意的是， interface 只是指定检查条件，如果不满足这些条件就会报错。它并不能代替 class 自身的类型声明。包括类的属性和方法。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
  sayHello(): void;
}
// 或者
type Person = {
  name: string;
  age: number;
  sayHello(): void;
};

class Person implements Person {
  name: string;
  age: number;

  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

类也可以定义接口没有声明的方法和属性。

interface Person {
  name: string;
  age: number;
  sayHello(): void;
}

class Person implements Person {
  name: string;
  age: number;

  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }

  sayGoodbye(): void {
    console.log(`Goodbye, my name is ${this.name}`);
  }
}

implements 关键字还可以是另一个类。只不过会把后面的类将被当作接口使用。不能省略属性和方法。

class Car {
  id: number = 1;
  move(): void {}
}

class MyCar implements Car {
  id = 2; // 不可省略
  move(): void {} // 不可省略
}

类与接口的合并

同名的类和接口可以同时存在，并且会被合并成一个类。

class Person {
  name: string = 'yuwb';
}

class Person {
  age: number;
}

let person = new Person();
person.age = 10;

console.log(person.name)  // yuwb
console.log(person.age)  // 10

Class 类型

在 TypeScript 中，类本身就是一种类型，但是它代表该类的实例类型，而不是类本身的类型。

class Person {
  name: string;
  age: number;
  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

const person: Person = new Person('yuwb', 10);

类作用类型使用时，只能表示实例类型，不能表示类本身的类型。我们需要使用 typeof 获取类自身的类型。

class Person {
  name: string;
  age: number;
  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

function createPerson(PersonClass: Person,name:string,age:number): Person {  // 错误
  return new PersonClass(name, age);
}

// 需要使用 typeof 获取类的类型
function createPerson(PersonClass: typeof Person,name:string,age:number): Person{  // 正确
  return new PersonClass(name, age);
}

Class 也遵循 结构类型原则，一个对象只要满足 Class 实例结构，就跟该 Class 一个类型。

提示

结构类型原则是指 TypeScript 的类型系统是基于对象的结构而不是名称。也就是说，两个不同的类型如果具有相同的结构（属性和方法），那么它们就可以互相替代。

class Foo {
  id!: number;
}

function fn(arg: Foo) {
  // ...
}

const bar = {  // 有Class Foo的全部属性
  id: 10,
  amount: 100,
};

fn(bar); // 正确

同样的，如果两个 Class 类结构完全一致，那么它们也可以互相赋值。不仅是类，如果对象和类的结构完全一致,也可以互相赋值。

class Foo {
  id!: number;
}

class Bar {
  id!: number;
}

// 类
let foo = new Foo();
let bar = new Bar();

foo = bar; // 正确
bar = foo; // 正确

// 对象
foo = { id: 10 }; // 正确
let foo2: Foo = { id: 10 } // 正确
console.log(foo2 instanceof Foo); // false

需要注意的是，由于上面这种情况，因此 instanceof 不适用于判断某个对象是否跟某个 Class 属于同一类型。

Class类型兼容

如果两个类结构不完全一致，但是一个类包含了另一个类的所有属性。我们就会说这两个类符合类型兼容。

class Foo {
  id!: number;
}

class Bar {
  id!: number;
  amount!: number;
}

const foo:Bar = new Foo(); // 错误
const bar:Foo = new Bar();  // 正确

如上例中， Bar 类包含了 Foo 类的所有属性，根据类型兼容原则， Bar 类可以赋值给 Foo 类。反之则不行。

空类不包括任何属性，因此空类与任何类以及对象都符合类型兼容。

class Empty {}

function fn(x: Empty) { // 这里的x可以是任何对象
  // ...
}

fn({});
fn(window);
fn(fn);

关于类的类型兼容，还有一点需要注意的是，只检查实例成员，不考虑静态成员和构造方法。

class Point {
  x: number;
  y: number;
  static t: number; // 静态成员
  constructor(x: number) {} // 构造方法
}

class Position {
  x: number;
  y: number;
  z: number;
  constructor(x: string) {} // 构造方法
}

const point: Point = new Position("");

类的继承

类的继承是指一个类可以继承另一个类的属性和方法。通过 extends 关键字实现。

class Person { // 父类
  name: string;
  age: number;
  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}
class Student extends Person { // 子类继承父类
  constructor(name: string, age: number) {
    super(name, age);// 调用父类的构造方法
  }
  sayHello(): void { // 重写父类的方法
    // super.sayHello(); // 该写法可以调用父类的方法
    console.log(`Hello, my name is ${this.name} and I am a student`);
  }
}

const student = new Student("yuwb", 10);
student.sayHello(); // Hello, my name is yuwb and I am a student

// 根据类型兼容性原则，Student也可以赋值给Person类型
const student2:Person = new Student("yuwb2", 12);
student2.sayHello(); // Hello, my name is yuwb2 and I am a student

如上例中， Student 类继承了 Person 类的属性和方法，并且重写了 sayHello 方法。需要注意的是在重写父类方法时，子类的同名方法不能与父类的类型定义相冲突，不然会报错。

子类继承父类是，如果父类包括保护成员（ protected ），那么子类也可以继承这些保护成员。并且可以将访问权限设置为公开（ public ）。但是不能修改为私有成员（ private ）。

class Person {
  protected name: string;
  protected age: number;
}
class Student extends Person {
  // 正确
  public name: string;
  // 正确
  protected name: string;
  // 错误
  private name: string;
}

在使用类的继承时，extends关键字后面不一定是一个类，也可以一个表达式。需要返回类型符合某个接口或类的结构或者返回一个构造函数。


// 例一
class MyArray extends Array<number> {}

// 例二
class MyError extends Error {}

可访问性修饰符

在TypeScript中，可访问行修饰符是指在类的属性或方法上使用的修饰符。可访问行修饰符可以控制属性或方法的访问权限，包括公有（ public ）、私有（ private ）、保护（ protected ）。

在使用定义时，三个修饰符的位置，都写在属性或方法的最前面。

  • public ：公有属性或方法，在类的外部和子类中都可以访问。
  • private ：私有属性或方法，只能在类的内部访问，类的实例和子类都不能使用该成员。
  • protected ：保护属性或方法，只能在类的内部和子类中访问，类的实力不能使用该成员。

public

public 修饰符是默认的，可以省略不写。表示是公开成员，外部可以自由访问。

class Person {
  public name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  public sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const person = new Person("yuwb");
person.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

private

private 修饰符表示私有成员，只能在类的内部访问，类的实例和子类都不能使用该成员。

class Person {
  private name: string;
  constructor(name: string, age: number) {
    this.name = name;
  }
}
const person = new Person("yuwb");
person.name; // 属性“name”为私有属性，只能在类“Person”中访问。
  
class Student extends Person {
  constructor(name: string) {
    super(name);
  }
}

const student = new Student("yuwb");
student.name; // 属性“name”为私有属性，只能在类“Person”中访问。

如上所示，子类不能继承父类的私有成员，类的实例也不能访问私有成员。同样的子类不能重新定义父类的私有成员。

class Person {
  private age = 0;
}

class Student extends Person {
  age = 1; // 报错
}

我们可以在类的内容，用当前类的实例来获取私有成员。

class Person {
  private age = 0;
  getAge(data:Person){
    return data.age;
  }
}
const person = new Person();
person.getAge(person); // 0

提示

需要注意的是，private定义的成员，并不是真正的私有成员，而是编译时的私有成员。在编译后的代码中，仍然可以访问到该成员。而且在Typescript中我们也可以通过 [] 方括号写法，直接获取实例对象的私有成员。

class Person {
  private age = 0;
}

const person = new Person();
person["age"]; // 0

if('age' in person){
  // 是
}

ES6后续版本， JavaScript 的类已经支持私有成员，以我们可以使用 # 来定义私有成员。不再推荐使用 private 来定义私有成员。

class Person {
  #age = 0;
}

const person = new Person();
person["#age"]; // undefined

在 Class 中，不止属性和方法可以使用可访问性修饰符，构造函数也可以使用 private 修饰符。

class Person {
  name: string;
  private constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  static create(name: string) {
    return new Person(name);
  }
}

const person = Person.create("yuwb");
person.name; // "yuwb"

如上所示，我们使用 private 修饰符，将构造函数设置为私有，那么我们无法通过 new 关键字来创建实例。但是我们可以通过静态方法来创建实例。

protected

protected 修饰符表示保护成员，只能在类的内部和子类中访问，类的实例不能使用该成员。

class Person {
  protected name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
}

class Student extends Person {
  constructor(name: string) {
    super(name);
  }
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const student = new Student("yuwb");
student.sayHello(); // Hello, my name is yuwb
student.name; // 属性“name”受保护，只能在类“Person”及其子类中访问。

如上所示，子类可以继承父类的保护成员，并且可以在子类中访问。但是类的实例不能访问保护成员。

同时，我们也可以在子类中，将父类的保护成员，修改为公开成员。

class Person {
  protected name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
}

class Student extends Person {
  constructor(name: string) {
    super(name);
  }
  public name: string;
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const student = new Student("yuwb");
student.sayHello(); // Hello, my name is yuwb
student.name; // "yuwb"

实例属性简写

在 TypeScript 中，我们可以使用实例属性简写来定义类的属性。实例属性简写是在类的构造函数中，直接定义属性。

class Person {
  constructor(public name: string, public age: number) {}
}

const person = new Person("yuwb", 18);
console.log(person.name); // "yuwb"
console.log(person.age); // 18

如上所示，我们在构造函数中，直接定义了两个属性，并且使用了 public 修饰符，表示是公开成员，外部可以自由访问。

同时， readonly 修饰符也可以使用在实例属性简写中。并且可以和可访问性修饰符一起使用。

class Person {
  constructor(public readonly name: string, public age: number) {}
}

const person = new Person("yuwb", 18);
console.log(person.name); // "yuwb"
console.log(person.age); // 18
person.name = "yuwb1"; // 报错 属性“name”是只读的。

静态成员

在 TypeScript 中，我们可以使用 static 关键字来定义静态成员，包括属性和方法。静态成员是类级别的成员，可以通过类名直接访问，而不是通过实例来访问。

class Person {
  static name: string = "yuwb";
  static sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

Person.name; // "yuwb"
Person.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

如上所示，我们使用 static 关键字，定义了两个静态成员，一个静态属性 name 和静态方法 sayHello 。我们可以通过类名直接访问这两个静态成员。

stacic 也可以和访问性修饰符一起使用。但是需要注意的是，修饰符需要放到 static 关键字之前。

class Person {
  public static  aname: string = "yuwb";
  private static  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.aname}`);
  }
}

Person.aname; // "yuwb"
Person.sayHello(); // 报错 属性“sayHello”为私有属性，只能在类“Person”中访问。

其中 public 和 protected 的静态成员，可以被继承类访问。

class Person {
  public static  aname: string = "yuwb";
  protected static  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.aname}`);
  }
}

class Student extends Person {
  static sayHello(): void {
    super.sayHello();
  }
}

Student.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

泛型类

类可以写成泛型，使用类型参数。类型参数可以在类的属性、方法、构造函数中使用。

class Person<T> {
  cname: T;
  constructor(cname: T) {
    this.cname = cname;
  }
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.cname}`);
  }
}

const person = new Person<string>("yuwb");
person.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

const person1 = new Person<number>(18);
person1.sayHello(); // Hello, my name is 18

需要注意，静态成员不能使用类型参数。

class Person<T> {
    static cname: T; // 报错 静态成员不能引用类类型参数。
}

抽象类与抽象成员

在 TypeScript 中，我们可以使用 abstract 关键字来定义抽象类和抽象成员。抽象类是不能被实例化的类，只能被继承。抽象成员是抽象类中定义的成员，必须在子类中实现。

abstract class Person {
  abstract name: string;
  abstract sayHello(): void;
}

class Student extends Person {
  name: string = "yuwb";
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const student = new Student();
student.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

注意点：

  • 抽象类不能被实例化，只能被继承。
  • 抽象成员只能存在于抽象类，不能存在于普通类。
  • 抽象成员必须在子类中实现，否则子类也必须被声明为抽象类。

类中的 this

在 TypeScript 中，我们可以使用 this 关键字来引用类的实例。

class Person {
  name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const person = new Person("yuwb");
person.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

如下所示，当我们将 sayHello 方法赋值给另一个对象时，this 的指向就发生了变化，指向了新的对象，而不是原来的对象。

class A {
  constructor() {
    this.name = "yuwb";
  }
  sayHello(): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const a = new A();
a.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

const b = {
  name:'yevin',
  sayHello: a.sayHello
}
b.sayHello(); // Hello, my name is yevin

在TypeScript中，允许函数增加 this 参数，放在参数列表的第一位，用于指定函数内部的 this 指向。如下所示，我们给 sayHello 方法增加了一个 this 参数，指定了 this 指向 Person 类的实例。

class Person {
  name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  sayHello(this: Person): void {
    console.log(`Hello, my name is ${this.name}`);
  }
}

const person = new Person("yuwb");
person.sayHello(); // Hello, my name is yuwb

const b = {
  name:'yevin',
  sayHello: person.sayHello
}
b.sayHello(); // 报错 类型“{ name: string; sayHello: (this: Person) => void; }”的参数不能赋给类型“Person”的参数。

this 作为参数时，可以声明为对象。

function sayHello(this: { name: string }): void {
  this.name = "yuwb";
  this.name = 0; // 报错 不能将类型“number”分配给类型“string”。
}

在类的内部，this 可以直接当做类型使用，表示当前类的实例对象。

class Person {
  name: string;
  set(value: string): this {
    this.name = value;
    return this;
  }
}