深入ES6：解锁 JavaScript 类与继承的高级玩法

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个人专栏：JavaScript 精粹

本专栏旨在分享记录每日学习的前端知识和学习笔记的归纳总结，欢迎大家在评论区交流讨论！

ES5、ES6介绍

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Class

1 类的由来

JavaScript 语言中，生成实例对象的传统方法是通过构造函数。下面是一个例子。

function Point(x, y) {
  this.x = x;
  this.y = y;
}

Point.prototype.toString = function () {
  return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
};

var p = new Point(1, 2);

上面这种写法跟传统的面向对象语言（比如 C++ 和 Java）差异很大，很容易让新学习这门语言的程序员感到困惑。

ES6 提供了更接近传统语言的写法，引入了 Class（类）这个概念，作为对象的模板。通过class关键字，可以定义类。

基本上，ES6 的class可以看作只是一个语法糖，它的绝大部分功能，ES5 都可以做到，新的class写法只是让对象原型的写法更加清晰、更像面向对象编程的语法而已。上面的代码用 ES6 的class改写，就是下面这样。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  toString() {
    return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
  }
}

上面代码定义了一个“类”，可以看到里面有一个constructor方法，这就是构造方法，而this关键字则代表实例对象。也就是说，ES5 的构造函数Point，对应 ES6 的Point类的构造方法。

Point类除了构造方法，还定义了一个toString方法。注意，定义“类”的方法的时候，前面不需要加上function这个关键字，直接把函数定义放进去了就可以了。另外，方法之间不需要逗号分隔，加了会报错。

ES6 的类，完全可以看作构造函数的另一种写法。

class Point {
  // ...
}

typeof Point // "function"
Point === Point.prototype.constructor // true

上面代码表明，类的数据类型就是函数，类本身就指向构造函数。

使用的时候，也是直接对类使用new命令，跟构造函数的用法完全一致。

class Bar {
  doStuff() {
    console.log('stuff');
  }
}

var b = new Bar();
b.doStuff() // "stuff"

构造函数的prototype属性，在 ES6 的“类”上面继续存在。事实上，类的所有方法都定义在类的prototype属性上面。

class Point {
  constructor() {
    // ...
  }

  toString() {
    // ...
  }

  toValue() {
    // ...
  }
}

// 等同于

Point.prototype = {
  constructor() {},
  toString() {},
  toValue() {},
};

在类的实例上面调用方法，其实就是调用原型上的方法。

class B {}
let b = new B();

b.constructor === B.prototype.constructor // true

上面代码中，b是B类的实例，它的constructor方法就是B类原型的constructor方法。

由于类的方法都定义在prototype对象上面，所以类的新方法可以添加在prototype对象上面。Object.assign方法可以很方便地一次向类添加多个方法。

class Point {
  constructor(){
    // ...
  }
}

Object.assign(Point.prototype, {
  toString(){},
  toValue(){}
});

prototype对象的constructor属性，直接指向“类”的本身，这与 ES5 的行为是一致的。

Point.prototype.constructor === Point // true

另外，类的内部所有定义的方法，都是不可枚举的（non-enumerable）。

class Point {
  constructor(x, y) {
    // ...
  }

  toString() {
    // ...
  }
}

Object.keys(Point.prototype)
// []
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]

上面代码中，toString方法是Point类内部定义的方法，它是不可枚举的。这一点与 ES5 的行为不一致。

var Point = function (x, y) {
  // ...
};

Point.prototype.toString = function() {
  // ...
};

Object.keys(Point.prototype)
// ["toString"]
Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
// ["constructor","toString"]

上面代码采用 ES5 的写法，toString方法就是可枚举的。

2 constructor 方法

constructor方法是类的默认方法，通过new命令生成对象实例时，自动调用该方法。一个类必须有constructor方法，如果没有显式定义，一个空的constructor方法会被默认添加。

class Point {
}

// 等同于
class Point {
  constructor() {}
}

上面代码中，定义了一个空的类Point，JavaScript 引擎会自动为它添加一个空的constructor方法。

constructor方法默认返回实例对象（即this），完全可以指定返回另外一个对象。

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}

new Foo() instanceof Foo
// false

上面代码中，constructor函数返回一个全新的对象，结果导致实例对象不是Foo类的实例。

类必须使用new调用，否则会报错。这是它跟普通构造函数的一个主要区别，后者不用new也可以执行。

class Foo {
  constructor() {
    return Object.create(null);
  }
}

Foo()
// TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'

3 类的实例

生成类的实例的写法，与 ES5 完全一样，也是使用new命令。前面说过，如果忘记加上new，像函数那样调用Class，将会报错。

class Point {
  // ...
}

// 报错
var point = Point(2, 3);

// 正确
var point = new Point(2, 3);

与 ES5 一样，实例的属性除非显式定义在其本身（即定义在this对象上），否则都是定义在原型上（即定义在class上）。

//定义类
class Point {

  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  toString() {
    return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
  }

}

var point = new Point(2, 3);

point.toString() // (2, 3)

point.hasOwnProperty('x') // true
point.hasOwnProperty('y') // true
point.hasOwnProperty('toString') // false
point.__proto__.hasOwnProperty('toString') // true

上面代码中，x和y都是实例对象point自身的属性（因为定义在this变量上），所以hasOwnProperty方法返回true，而toString是原型对象的属性（因为定义在Point类上），所以hasOwnProperty方法返回false。这些都与 ES5 的行为保持一致。

与 ES5 一样，类的所有实例共享一个原型对象。

var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);

p1.__proto__ === p2.__proto__
//true

上面代码中，p1和p2都是Point的实例，它们的原型都是Point.prototype，所以__proto__属性是相等的。

这也意味着，可以通过实例的__proto__属性为“类”添加方法。

__proto__ 并不是语言本身的特性，这是各大厂商具体实现时添加的私有属性，虽然目前很多现代浏览器的 JS 引擎中都提供了这个私有属性，但依旧不建议在生产中使用该属性，避免对环境产生依赖。生产环境中，我们可以使用 Object.getPrototypeOf 方法来获取实例对象的原型，然后再来为原型添加方法/属性。

var p1 = new Point(2,3);
var p2 = new Point(3,2);

p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };

p1.printName() // "Oops"
p2.printName() // "Oops"

var p3 = new Point(4,2);
p3.printName() // "Oops"

上面代码在p1的原型上添加了一个printName方法，由于p1的原型就是p2的原型，因此p2也可以调用这个方法。而且，此后新建的实例p3也可以调用这个方法。这意味着，使用实例的__proto__属性改写原型，必须相当谨慎，不推荐使用，因为这会改变“类”的原始定义，影响到所有实例。

4 取值函数（getter）和存值函数（setter）

与 ES5 一样，在“类”的内部可以使用get和set关键字，对某个属性设置存值函数和取值函数，拦截该属性的存取行为。

class MyClass {
  constructor() {
    // ...
  }
  get prop() {
    return 'getter';
  }
  set prop(value) {
    console.log('setter: '+value);
  }
}

let inst = new MyClass();

inst.prop = 123;
// setter: 123

inst.prop
// 'getter'

上面代码中，prop属性有对应的存值函数和取值函数，因此赋值和读取行为都被自定义了。

存值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的。

class CustomHTMLElement {
  constructor(element) {
    this.element = element;
  }

  get html() {
    return this.element.innerHTML;
  }

  set html(value) {
    this.element.innerHTML = value;
  }
}

var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(
  CustomHTMLElement.prototype, "html"
);

"get" in descriptor  // true
"set" in descriptor  // true

上面代码中，存值函数和取值函数是定义在html属性的描述对象上面，这与 ES5 完全一致。

5 属性表达式

类的属性名，可以采用表达式。

let methodName = 'getArea';

class Square {
  constructor(length) {
    // ...
  }

  [methodName]() {
    // ...
  }
}

上面代码中，Square类的方法名getArea，是从表达式得到的。

6 Class 表达式

与函数一样，类也可以使用表达式的形式定义。

const MyClass = class Me {
  getClassName() {
    return Me.name;
  }
};

上面代码使用表达式定义了一个类。需要注意的是，这个类的名字是Me，但是Me只在 Class 的内部可用，指代当前类。在 Class 外部，这个类只能用MyClass引用。

let inst = new MyClass();
inst.getClassName() // Me
Me.name // ReferenceError: Me is not defined

上面代码表示，Me只在 Class 内部有定义。

如果类的内部没用到的话，可以省略Me，也就是可以写成下面的形式。

const MyClass = class { /* ... */ };

采用 Class 表达式，可以写出立即执行的 Class。

let person = new class {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayName() {
    console.log(this.name);
  }
}('张三');

person.sayName(); // "张三"

上面代码中，person是一个立即执行的类的实例。

7 注意点

（1）严格模式

类和模块的内部，默认就是严格模式，所以不需要使用use strict指定运行模式。只要你的代码写在类或模块之中，就只有严格模式可用。考虑到未来所有的代码，其实都是运行在模块之中，所以 ES6 实际上把整个语言升级到了严格模式。

（2）不存在提升

类不存在变量提升（hoist），这一点与 ES5 完全不同。

new Foo(); // ReferenceError
class Foo {}

上面代码中，Foo类使用在前，定义在后，这样会报错，因为 ES6 不会把类的声明提升到代码头部。这种规定的原因与下文要提到的继承有关，必须保证子类在父类之后定义。

{
  let Foo = class {};
  class Bar extends Foo {
  }
}

上面的代码不会报错，因为Bar继承Foo的时候，Foo已经有定义了。但是，如果存在class的提升，上面代码就会报错，因为class会被提升到代码头部，而let命令是不提升的，所以导致Bar继承Foo的时候，Foo还没有定义。

（3）name 属性

由于本质上，ES6 的类只是 ES5 的构造函数的一层包装，所以函数的许多特性都被Class继承，包括name属性。

class Point {}
Point.name // "Point"

name属性总是返回紧跟在class关键字后面的类名。

（4）Generator 方法

如果某个方法之前加上星号（*），就表示该方法是一个 Generator 函数。

class Foo {
  constructor(...args) {
    this.args = args;
  }
  * [Symbol.iterator]() {
    for (let arg of this.args) {
      yield arg;
    }
  }
}

for (let x of new Foo('hello', 'world')) {
  console.log(x);
}
// hello
// world

上面代码中，Foo类的Symbol.iterator方法前有一个星号，表示该方法是一个 Generator 函数。Symbol.iterator方法返回一个Foo类的默认遍历器，for...of循环会自动调用这个遍历器。

（5）this 的指向

类的方法内部如果含有this，它默认指向类的实例。但是，必须非常小心，一旦单独使用该方法，很可能报错。

class Logger {
  printName(name = 'there') {
    this.print(`Hello ${name}`);
  }

  print(text) {
    console.log(text);
  }
}

const logger = new Logger();
const { printName } = logger;
printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined

上面代码中，printName方法中的this，默认指向Logger类的实例。但是，如果将这个方法提取出来单独使用，this会指向该方法运行时所在的环境（由于 class 内部是严格模式，所以 this 实际指向的是undefined），从而导致找不到print方法而报错。

一个比较简单的解决方法是，在构造方法中绑定this，这样就不会找不到print方法了。

class Logger {
  constructor() {
    this.printName = this.printName.bind(this);
  }

  // ...
}

另一种解决方法是使用箭头函数。

class Obj {
  constructor() {
    this.getThis = () => this;
  }
}

const myObj = new Obj();
myObj.getThis() === myObj // true

箭头函数内部的this总是指向定义时所在的对象。上面代码中，箭头函数位于构造函数内部，它的定义生效的时候，是在构造函数执行的时候。这时，箭头函数所在的运行环境，肯定是实例对象，所以this会总是指向实例对象。

还有一种解决方法是使用Proxy，获取方法的时候，自动绑定this。

function selfish (target) {
  const cache = new WeakMap();
  const handler = {
    get (target, key) {
      const value = Reflect.get(target, key);
      if (typeof value !== 'function') {
        return value;
      }
      if (!cache.has(value)) {
        cache.set(value, value.bind(target));
      }
      return cache.get(value);
    }
  };
  const proxy = new Proxy(target, handler);
  return proxy;
}

const logger = selfish(new Logger());

8 静态方法

类相当于实例的原型，所有在类中定义的方法，都会被实例继承。如果在一个方法前，加上static关键字，就表示该方法不会被实例继承，而是直接通过类来调用，这就称为“静态方法”。

class Foo {
  static classMethod() {
    return 'hello';
  }
}

Foo.classMethod() // 'hello'

var foo = new Foo();
foo.classMethod()
// TypeError: foo.classMethod is not a function

上面代码中，Foo类的classMethod方法前有static关键字，表明该方法是一个静态方法，可以直接在Foo类上调用（Foo.classMethod()），而不是在Foo类的实例上调用。如果在实例上调用静态方法，会抛出一个错误，表示不存在该方法。

注意，如果静态方法包含this关键字，这个this指的是类，而不是实例。

class Foo {
  static bar() {
    this.baz();
  }
  static baz() {
    console.log('hello');
  }
  baz() {
    console.log('world');
  }
}

Foo.bar() // hello

上面代码中，静态方法bar调用了this.baz，这里的this指的是Foo类，而不是Foo的实例，等同于调用Foo.baz。另外，从这个例子还可以看出，静态方法可以与非静态方法重名。

父类的静态方法，可以被子类继承。

class Foo {
  static classMethod() {
    return 'hello';
  }
}

class Bar extends Foo {
}

Bar.classMethod() // 'hello'

上面代码中，父类Foo有一个静态方法，子类Bar可以调用这个方法。

静态方法也是可以从super对象上调用的。

class Foo {
  static classMethod() {
    return 'hello';
  }
}

class Bar extends Foo {
  static classMethod() {
    return super.classMethod() + ', too';
  }
}

Bar.classMethod() // "hello, too"

9 实例属性的新写法

实例属性除了定义在constructor()方法里面的this上面，也可以定义在类的最顶层。

class IncreasingCounter {
  constructor() {
    this._count = 0;
  }
  get value() {
    console.log('Getting the current value!');
    return this._count;
  }
  increment() {
    this._count++;
  }
}

上面代码中，实例属性this._count定义在constructor()方法里面。另一种写法是，这个属性也可以定义在类的最顶层，其他都不变。

class IncreasingCounter {
  _count = 0;
  get value() {
    console.log('Getting the current value!');
    return this._count;
  }
  increment() {
    this._count++;
  }
}

上面代码中，实例属性_count与取值函数value()和increment()方法，处于同一个层级。这时，不需要在实例属性前面加上this。

这种新写法的好处是，所有实例对象自身的属性都定义在类的头部，看上去比较整齐，一眼就能看出这个类有哪些实例属性。

class foo {
  bar = 'hello';
  baz = 'world';

  constructor() {
    // ...
  }
}

上面的代码，一眼就能看出，foo类有两个实例属性，一目了然。另外，写起来也比较简洁。

10 静态属性

静态属性指的是 Class 本身的属性，即Class.propName，而不是定义在实例对象（this）上的属性。

class Foo {
}

Foo.prop = 1;
Foo.prop // 1

上面的写法为Foo类定义了一个静态属性prop。

目前，只有这种写法可行，因为 ES6 明确规定，Class 内部只有静态方法，没有静态属性。现在有一个提案提供了类的静态属性，写法是在实例属性的前面，加上static关键字。

class MyClass {
  static myStaticProp = 42;

  constructor() {
    console.log(MyClass.myStaticProp); // 42
  }
}

这个新写法大大方便了静态属性的表达。

// 老写法
class Foo {
  // ...
}
Foo.prop = 1;

// 新写法
class Foo {
  static prop = 1;
}

上面代码中，老写法的静态属性定义在类的外部。整个类生成以后，再生成静态属性。这样让人很容易忽略这个静态属性，也不符合相关代码应该放在一起的代码组织原则。另外，新写法是显式声明（declarative），而不是赋值处理，语义更好。

11 私有方法和私有属性

11.1 现有的解决方案

私有方法和私有属性，是只能在类的内部访问的方法和属性，外部不能访问。这是常见需求，有利于代码的封装，但 ES6 不提供，只能通过变通方法模拟实现。

一种做法是在命名上加以区别。

class Widget {

  // 公有方法
  foo (baz) {
    this._bar(baz);
  }

  // 私有方法
  _bar(baz) {
    return this.snaf = baz;
  }

  // ...
}

上面代码中，_bar方法前面的下划线，表示这是一个只限于内部使用的私有方法。但是，这种命名是不保险的，在类的外部，还是可以调用到这个方法。

另一种方法就是索性将私有方法移出模块，因为模块内部的所有方法都是对外可见的。

class Widget {
  foo (baz) {
    bar.call(this, baz);
  }

  // ...
}

function bar(baz) {
  return this.snaf = baz;
}

上面代码中，foo是公开方法，内部调用了bar.call(this, baz)。这使得bar实际上成为了当前模块的私有方法。

还有一种方法是利用Symbol值的唯一性，将私有方法的名字命名为一个Symbol值。

const bar = Symbol('bar');
const snaf = Symbol('snaf');

export default class myClass{

  // 公有方法
  foo(baz) {
    this[bar](baz);
  }

  // 私有方法
  [bar](baz) {
    return this[snaf] = baz;
  }

  // ...
};

上面代码中，bar和snaf都是Symbol值，一般情况下无法获取到它们，因此达到了私有方法和私有属性的效果。但是也不是绝对不行，Reflect.ownKeys()依然可以拿到它们。

const inst = new myClass();

Reflect.ownKeys(myClass.prototype)
// [ 'constructor', 'foo', Symbol(bar) ]

上面代码中，Symbol 值的属性名依然可以从类的外部拿到。

11.2 私有属性的提案

目前，有一个提案，为class加了私有属性。方法是在属性名之前，使用#表示。

class IncreasingCounter {
  #count = 0;
  get value() {
    console.log('Getting the current value!');
    return this.#count;
  }
  increment() {
    this.#count++;
  }
}

上面代码中，#count就是私有属性，只能在类的内部使用（this.#count）。如果在类的外部使用，就会报错。

const counter = new IncreasingCounter();
counter.#count // 报错
counter.#count = 42 // 报错

上面代码在类的外部，读取私有属性，就会报错。

下面是另一个例子。

class Point {
  #x;

  constructor(x = 0) {
    this.#x = +x;
  }

  get x() {
    return this.#x;
  }

  set x(value) {
    this.#x = +value;
  }
}

上面代码中，#x就是私有属性，在Point类之外是读取不到这个属性的。由于井号#是属性名的一部分，使用时必须带有#一起使用，所以#x和x是两个不同的属性。

之所以要引入一个新的前缀#表示私有属性，而没有采用private关键字，是因为 JavaScript 是一门动态语言，没有类型声明，使用独立的符号似乎是唯一的比较方便可靠的方法，能够准确地区分一种属性是否为私有属性。另外，Ruby 语言使用@表示私有属性，ES6 没有用这个符号而使用#，是因为@已经被留给了 Decorator。

这种写法不仅可以写私有属性，还可以用来写私有方法。

class Foo {
  #a;
  #b;
  constructor(a, b) {
    this.#a = a;
    this.#b = b;
  }
  #sum() {
    return #a + #b;
  }
  printSum() {
    console.log(this.#sum());
  }
}

上面代码中，#sum()就是一个私有方法。

另外，私有属性也可以设置 getter 和 setter 方法。

class Counter {
  #xValue = 0;

  constructor() {
    super();
    // ...
  }

  get #x() { return #xValue; }
  set #x(value) {
    this.#xValue = value;
  }
}

上面代码中，#x是一个私有属性，它的读写都通过get #x()和set #x()来完成。

私有属性不限于从this引用，只要是在类的内部，实例也可以引用私有属性。

class Foo {
  #privateValue = 42;
  static getPrivateValue(foo) {
    return foo.#privateValue;
  }
}

Foo.getPrivateValue(new Foo()); // 42

上面代码允许从实例foo上面引用私有属性。

私有属性和私有方法前面，也可以加上static关键字，表示这是一个静态的私有属性或私有方法。

class FakeMath {
  static PI = 22 / 7;
  static #totallyRandomNumber = 4;

  static #computeRandomNumber() {
    return FakeMath.#totallyRandomNumber;
  }

  static random() {
    console.log('I heard you like random numbers…')
    return FakeMath.#computeRandomNumber();
  }
}

FakeMath.PI // 3.142857142857143
FakeMath.random()
// I heard you like random numbers…
// 4
FakeMath.#totallyRandomNumber // 报错
FakeMath.#computeRandomNumber() // 报错

上面代码中，#totallyRandomNumber是私有属性，#computeRandomNumber()是私有方法，只能在FakeMath这个类的内部调用，外部调用就会报错。

11.3 new.target 属性

new是从构造函数生成实例对象的命令。ES6 为new命令引入了一个new.target属性，该属性一般用在构造函数之中，返回new命令作用于的那个构造函数。如果构造函数不是通过new命令或Reflect.construct()调用的，new.target会返回undefined，因此这个属性可以用来确定构造函数是怎么调用的。

function Person(name) {
  if (new.target !== undefined) {
    this.name = name;
  } else {
    throw new Error('必须使用 new 命令生成实例');
  }
}

// 另一种写法
function Person(name) {
  if (new.target === Person) {
    this.name = name;
  } else {
    throw new Error('必须使用 new 命令生成实例');
  }
}

var person = new Person('张三'); // 正确
var notAPerson = Person.call(person, '张三');  // 报错

上面代码确保构造函数只能通过new命令调用。

Class 内部调用new.target，返回当前 Class。

class Rectangle {
  constructor(length, width) {
    console.log(new.target === Rectangle);
    this.length = length;
    this.width = width;
  }
}

var obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true

需要注意的是，子类继承父类时，new.target会返回子类。

class Rectangle {
  constructor(length, width) {
    console.log(new.target === Rectangle);
    // ...
  }
}

class Square extends Rectangle {
  constructor(length, width) {
    super(length, width);
  }
}

var obj = new Square(3); // 输出 false

上面代码中，new.target会返回子类。

利用这个特点，可以写出不能独立使用、必须继承后才能使用的类。

class Shape {
  constructor() {
    if (new.target === Shape) {
      throw new Error('本类不能实例化');
    }
  }
}

class Rectangle extends Shape {
  constructor(length, width) {
    super();
    // ...
  }
}

var x = new Shape();  // 报错
var y = new Rectangle(3, 4);  // 正确

上面代码中，Shape类不能被实例化，只能用于继承。

注意，在函数外部，使用new.target会报错。

Class extends

Class 可以通过extends关键字实现继承，这比 ES5 的通过修改原型链实现继承，要清晰和方便很多。

class Point {
}

class ColorPoint extends Point {
}

上面代码定义了一个ColorPoint类，该类通过extends关键字，继承了Point类的所有属性和方法。但是由于没有部署任何代码，所以这两个类完全一样，等于复制了一个Point类。下面，我们在ColorPoint内部加上代码。

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    super(x, y); // 调用父类的constructor(x, y)
    this.color = color;
  }

  toString() {
    return this.color + ' ' + super.toString(); // 调用父类的toString()
  }
}

上面代码中，constructor方法和toString方法之中，都出现了super关键字，它在这里表示父类的构造函数，用来新建父类的this对象。

子类必须在constructor方法中调用super方法，否则新建实例时会报错。这是因为子类自己的this对象，必须先通过父类的构造函数完成塑造，得到与父类同样的实例属性和方法，然后再对其进行加工，加上子类自己的实例属性和方法。如果不调用super方法，子类就得不到this对象。

class Point { /* ... */ }

class ColorPoint extends Point {
  constructor() {
  }
}

let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

上面代码中，ColorPoint继承了父类Point，但是它的构造函数没有调用super方法，导致新建实例时报错。

ES5 的继承，实质是先创造子类的实例对象this，然后再将父类的方法添加到this上面（Parent.apply(this)）。ES6 的继承机制完全不同，实质是先将父类实例对象的属性和方法，加到this上面（所以必须先调用super方法），然后再用子类的构造函数修改this。

如果子类没有定义constructor方法，这个方法会被默认添加，代码如下。也就是说，不管有没有显式定义，任何一个子类都有constructor方法。

class ColorPoint extends Point {
}

// 等同于
class ColorPoint extends Point {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}

另一个需要注意的地方是，在子类的构造函数中，只有调用super之后，才可以使用this关键字，否则会报错。这是因为子类实例的构建，基于父类实例，只有super方法才能调用父类实例。

class Point {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

class ColorPoint extends Point {
  constructor(x, y, color) {
    this.color = color; // ReferenceError
    super(x, y);
    this.color = color; // 正确
  }
}

上面代码中，子类的constructor方法没有调用super之前，就使用this关键字，结果报错，而放在super方法之后就是正确的。

下面是生成子类实例的代码。

let cp = new ColorPoint(25, 8, 'green');

cp instanceof ColorPoint // true
cp instanceof Point // true

上面代码中，实例对象cp同时是ColorPoint和Point两个类的实例，这与 ES5 的行为完全一致。

最后，父类的静态方法，也会被子类继承。

class A {
  static hello() {
    console.log('hello world');
  }
}

class B extends A {
}

B.hello()  // hello world

上面代码中，hello()是A类的静态方法，B继承A，也继承了A的静态方法。

1 Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用来从子类上获取父类。

Object.getPrototypeOf(ColorPoint) === Point
// true

因此，可以使用这个方法判断，一个类是否继承了另一个类。

2 super 关键字

super这个关键字，既可以当作函数使用，也可以当作对象使用。在这两种情况下，它的用法完全不同。

第一种情况，super作为函数调用时，代表父类的构造函数。ES6 要求，子类的构造函数必须执行一次super函数。

class A {}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}

上面代码中，子类B的构造函数之中的super()，代表调用父类的构造函数。这是必须的，否则 JavaScript 引擎会报错。

注意，super虽然代表了父类A的构造函数，但是返回的是子类B的实例，即super内部的this指的是B的实例，因此super()在这里相当于A.prototype.constructor.call(this)。

class A {
  constructor() {
    console.log(new.target.name);
  }
}
class B extends A {
  constructor() {
    super();
  }
}
new A() // A
new B() // B

上面代码中，new.target指向当前正在执行的函数。可以看到，在super()执行时，它指向的是子类B的构造函数，而不是父类A的构造函数。也就是说，super()内部的this指向的是B。

作为函数时，super()只能用在子类的构造函数之中，用在其他地方就会报错。

class A {}

class B extends A {
  m() {
    super(); // 报错
  }
}

上面代码中，super()用在B类的m方法之中，就会造成语法错误。

第二种情况，super作为对象时，在普通方法中，指向父类的原型对象；在静态方法中，指向父类。

class A {
  p() {
    return 2;
  }
}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.p()); // 2
  }
}

let b = new B();

上面代码中，子类B当中的super.p()，就是将super当作一个对象使用。这时，super在普通方法之中，指向A.prototype，所以super.p()就相当于A.prototype.p()。

这里需要注意，由于super指向父类的原型对象，所以定义在父类实例上的方法或属性，是无法通过super调用的。

class A {
  constructor() {
    this.p = 2;
  }
}

class B extends A {
  get m() {
    return super.p;
  }
}

let b = new B();
b.m // undefined

上面代码中，p是父类A实例的属性，super.p就引用不到它。

如果属性定义在父类的原型对象上，super就可以取到。

class A {}
A.prototype.x = 2;

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.x) // 2
  }
}

let b = new B();

上面代码中，属性x是定义在A.prototype上面的，所以super.x可以取到它的值。

ES6 规定，在子类普通方法中通过super调用父类的方法时，方法内部的this指向当前的子类实例。

class A {
  constructor() {
    this.x = 1;
  }
  print() {
    console.log(this.x);
  }
}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    this.x = 2;
  }
  m() {
    super.print();
  }
}

let b = new B();
b.m() // 2

上面代码中，super.print()虽然调用的是A.prototype.print()，但是A.prototype.print()内部的this指向子类B的实例，导致输出的是2，而不是1。也就是说，实际上执行的是super.print.call(this)。

由于this指向子类实例，所以如果通过super对某个属性赋值，这时super就是this，赋值的属性会变成子类实例的属性。

class A {
  constructor() {
    this.x = 1;
  }
}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    this.x = 2;
    super.x = 3;
    console.log(super.x); // undefined
    console.log(this.x); // 3
  }
}

let b = new B();

上面代码中，super.x赋值为3，这时等同于对this.x赋值为3。而当读取super.x的时候，读的是A.prototype.x，所以返回undefined。

如果super作为对象，用在静态方法之中，这时super将指向父类，而不是父类的原型对象。

class Parent {
  static myMethod(msg) {
    console.log('static', msg);
  }

  myMethod(msg) {
    console.log('instance', msg);
  }
}

class Child extends Parent {
  static myMethod(msg) {
    super.myMethod(msg);
  }

  myMethod(msg) {
    super.myMethod(msg);
  }
}

Child.myMethod(1); // static 1

var child = new Child();
child.myMethod(2); // instance 2

上面代码中，super在静态方法之中指向父类，在普通方法之中指向父类的原型对象。

另外，在子类的静态方法中通过super调用父类的方法时，方法内部的this指向当前的子类，而不是子类的实例。

class A {
  constructor() {
    this.x = 1;
  }
  static print() {
    console.log(this.x);
  }
}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    this.x = 2;
  }
  static m() {
    super.print();
  }
}

B.x = 3;
B.m() // 3

上面代码中，静态方法B.m里面，super.print指向父类的静态方法。这个方法里面的this指向的是B，而不是B的实例。

注意，使用super的时候，必须显式指定是作为函数、还是作为对象使用，否则会报错。

class A {}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super); // 报错
  }
}

上面代码中，console.log(super)当中的super，无法看出是作为函数使用，还是作为对象使用，所以 JavaScript 引擎解析代码的时候就会报错。这时，如果能清晰地表明super的数据类型，就不会报错。

class A {}

class B extends A {
  constructor() {
    super();
    console.log(super.valueOf() instanceof B); // true
  }
}

let b = new B();

上面代码中，super.valueOf()表明super是一个对象，因此就不会报错。同时，由于super使得this指向B的实例，所以super.valueOf()返回的是一个B的实例。

最后，由于对象总是继承其他对象的，所以可以在任意一个对象中，使用super关键字。

var obj = {
  toString() {
    return "MyObject: " + super.toString();
  }
};

obj.toString(); // MyObject: [object Object]

3 类的 prototype 属性和proto属性

大多数浏览器的 ES5 实现之中，每一个对象都有__proto__属性，指向对应的构造函数的prototype属性。Class 作为构造函数的语法糖，同时有prototype属性和__proto__属性，因此同时存在两条继承链。

（1）子类的__proto__属性，表示构造函数的继承，总是指向父类。

（2）子类prototype属性的__proto__属性，表示方法的继承，总是指向父类的prototype属性。

class A {
}

class B extends A {
}

B.__proto__ === A // true
B.prototype.__proto__ === A.prototype // true

上面代码中，子类B的__proto__属性指向父类A，子类B的prototype属性的__proto__属性指向父类A的prototype属性。

这样的结果是因为，类的继承是按照下面的模式实现的。

class A {
}

class B {
}

// B 的实例继承 A 的实例
Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);

// B 继承 A 的静态属性
Object.setPrototypeOf(B, A);

const b = new B();

Object.setPrototypeOf方法的实现。

Object.setPrototypeOf = function (obj, proto) {
  obj.__proto__ = proto;
  return obj;
}

因此，就得到了上面的结果。

Object.setPrototypeOf(B.prototype, A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

Object.setPrototypeOf(B, A);
// 等同于
B.__proto__ = A;

这两条继承链，可以这样理解：作为一个对象，子类（B）的原型（__proto__属性）是父类（A）；作为一个构造函数，子类（B）的原型对象（prototype属性）是父类的原型对象（prototype属性）的实例。

B.prototype = Object.create(A.prototype);
// 等同于
B.prototype.__proto__ = A.prototype;

extends关键字后面可以跟多种类型的值。

class B extends A {
}

上面代码的A，只要是一个有prototype属性的函数，就能被B继承。由于函数都有prototype属性（除了Function.prototype函数），因此A可以是任意函数。

下面，讨论两种情况。第一种，子类继承Object类。

class A extends Object {
}

A.__proto__ === Object // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下，A其实就是构造函数Object的复制，A的实例就是Object的实例。

第二种情况，不存在任何继承。

class A {
}

A.__proto__ === Function.prototype // true
A.prototype.__proto__ === Object.prototype // true

这种情况下，A作为一个基类（即不存在任何继承），就是一个普通函数，所以直接继承Function.prototype。但是，A调用后返回一个空对象（即Object实例），所以A.prototype.__proto__指向构造函数（Object）的prototype属性。

3.1 实例的 proto 属性

子类实例的__proto__属性的__proto__属性，指向父类实例的__proto__属性。也就是说，子类的原型的原型，是父类的原型。

var p1 = new Point(2, 3);
var p2 = new ColorPoint(2, 3, 'red');

p2.__proto__ === p1.__proto__ // false
p2.__proto__.__proto__ === p1.__proto__ // true

上面代码中，ColorPoint继承了Point，导致前者原型的原型是后者的原型。

因此，通过子类实例的__proto__.__proto__属性，可以修改父类实例的行为。

p2.__proto__.__proto__.printName = function () {
  console.log('Ha');
};

p1.printName() // "Ha"

上面代码在ColorPoint的实例p2上向Point类添加方法，结果影响到了Point的实例p1。

4 原生构造函数的继承

原生构造函数是指语言内置的构造函数，通常用来生成数据结构。ECMAScript 的原生构造函数大致有下面这些。

Boolean()
Number()
String()
Array()
Date()
Function()
RegExp()
Error()
Object()

以前，这些原生构造函数是无法继承的，比如，不能自己定义一个Array的子类。

function MyArray() {
  Array.apply(this, arguments);
}

MyArray.prototype = Object.create(Array.prototype, {
  constructor: {
    value: MyArray,
    writable: true,
    configurable: true,
    enumerable: true
  }
});

上面代码定义了一个继承 Array 的MyArray类。但是，这个类的行为与Array完全不一致。

var colors = new MyArray();
colors[0] = "red";
colors.length  // 0

colors.length = 0;
colors[0]  // "red"

之所以会发生这种情况，是因为子类无法获得原生构造函数的内部属性，通过Array.apply()或者分配给原型对象都不行。原生构造函数会忽略apply方法传入的this，也就是说，原生构造函数的this无法绑定，导致拿不到内部属性。

ES5 是先新建子类的实例对象this，再将父类的属性添加到子类上，由于父类的内部属性无法获取，导致无法继承原生的构造函数。比如，Array构造函数有一个内部属性[[DefineOwnProperty]]，用来定义新属性时，更新length属性，这个内部属性无法在子类获取，导致子类的length属性行为不正常。

下面的例子中，我们想让一个普通对象继承Error对象。

var e = {};

Object.getOwnPropertyNames(Error.call(e))
// [ 'stack' ]

Object.getOwnPropertyNames(e)
// []

上面代码中，我们想通过Error.call(e)这种写法，让普通对象e具有Error对象的实例属性。但是，Error.call()完全忽略传入的第一个参数，而是返回一个新对象，e本身没有任何变化。这证明了Error.call(e)这种写法，无法继承原生构造函数。

ES6 允许继承原生构造函数定义子类，因为 ES6 是先新建父类的实例对象this，然后再用子类的构造函数修饰this，使得父类的所有行为都可以继承。下面是一个继承Array的例子。

class MyArray extends Array {
  constructor(...args) {
    super(...args);
  }
}

var arr = new MyArray();
arr[0] = 12;
arr.length // 1

arr.length = 0;
arr[0] // undefined

上面代码定义了一个MyArray类，继承了Array构造函数，因此就可以从MyArray生成数组的实例。这意味着，ES6 可以自定义原生数据结构（比如Array、String等）的子类，这是 ES5 无法做到的。

上面这个例子也说明，extends关键字不仅可以用来继承类，还可以用来继承原生的构造函数。因此可以在原生数据结构的基础上，定义自己的数据结构。下面就是定义了一个带版本功能的数组。

class VersionedArray extends Array {
  constructor() {
    super();
    this.history = [[]];
  }
  commit() {
    this.history.push(this.slice());
  }
  revert() {
    this.splice(0, this.length, ...this.history[this.history.length - 1]);
  }
}

var x = new VersionedArray();

x.push(1);
x.push(2);
x // [1, 2]
x.history // [[]]

x.commit();
x.history // [[], [1, 2]]

x.push(3);
x // [1, 2, 3]
x.history // [[], [1, 2]]

x.revert();
x // [1, 2]

上面代码中，VersionedArray会通过commit方法，将自己的当前状态生成一个版本快照，存入history属性。revert方法用来将数组重置为最新一次保存的版本。除此之外，VersionedArray依然是一个普通数组，所有原生的数组方法都可以在它上面调用。

下面是一个自定义Error子类的例子，可以用来定制报错时的行为。

class ExtendableError extends Error {
  constructor(message) {
    super();
    this.message = message;
    this.stack = (new Error()).stack;
    this.name = this.constructor.name;
  }
}

class MyError extends ExtendableError {
  constructor(m) {
    super(m);
  }
}

var myerror = new MyError('ll');
myerror.message // "ll"
myerror instanceof Error // true
myerror.name // "MyError"
myerror.stack
// Error
//     at MyError.ExtendableError
//     ...

注意，继承Object的子类，有一个行为差异。

class NewObj extends Object{
  constructor(){
    super(...arguments);
  }
}
var o = new NewObj({attr: true});
o.attr === true  // false

上面代码中，NewObj继承了Object，但是无法通过super方法向父类Object传参。这是因为 ES6 改变了Object构造函数的行为，一旦发现Object方法不是通过new Object()这种形式调用，ES6 规定Object构造函数会忽略参数。

5 Mixin 模式的实现

Mixin 指的是多个对象合成一个新的对象，新对象具有各个组成成员的接口。它的最简单实现如下。

const a = {
  a: 'a'
};
const b = {
  b: 'b'
};
const c = {...a, ...b}; // {a: 'a', b: 'b'}

上面代码中，c对象是a对象和b对象的合成，具有两者的接口。

下面是一个更完备的实现，将多个类的接口“混入”（mix in）另一个类。

function mix(...mixins) {
  class Mix {
    constructor() {
      for (let mixin of mixins) {
        copyProperties(this, new mixin()); // 拷贝实例属性
      }
    }
  }

  for (let mixin of mixins) {
    copyProperties(Mix, mixin); // 拷贝静态属性
    copyProperties(Mix.prototype, mixin.prototype); // 拷贝原型属性
  }

  return Mix;
}

function copyProperties(target, source) {
  for (let key of Reflect.ownKeys(source)) {
    if ( key !== 'constructor'
      && key !== 'prototype'
      && key !== 'name'
    ) {
      let desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(source, key);
      Object.defineProperty(target, key, desc);
    }
  }
}

上面代码的mix函数，可以将多个对象合成为一个类。使用的时候，只要继承这个类即可。

class DistributedEdit extends mix(Loggable, Serializable) {
  // ...
}

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JavaScript: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript

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深入ES6：解锁 JavaScript 类与继承的高级玩法

文章目录

Class

1 类的由来

2 constructor 方法

3 类的实例

4 取值函数（getter）和存值函数（setter）

5 属性表达式

6 Class 表达式

7 注意点

8 静态方法

9 实例属性的新写法

10 静态属性

11 私有方法和私有属性

11.1 现有的解决方案

11.2 私有属性的提案

11.3 new.target 属性

Class extends

1 Object.getPrototypeOf()

2 super 关键字

3 类的 prototype 属性和proto属性

3.1 实例的 proto 属性

4 原生构造函数的继承

5 Mixin 模式的实现

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Class

1 类的由来

2 constructor 方法

3 类的实例

4 取值函数（getter）和存值函数（setter）

5 属性表达式

6 Class 表达式

7 注意点

8 静态方法

9 实例属性的新写法

10 静态属性

11 私有方法和私有属性

11.1 现有的解决方案

11.2 私有属性的提案

11.3 new.target 属性

Class extends

1 Object.getPrototypeOf()

2 super 关键字

3 类的 prototype 属性和__proto__属性

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