Class和Module

Class基本語法

（1）概述

JavaScript語言的傳統(tǒng)方法是通過構(gòu)造函數(shù)，定義并生成新對象。下面是一個例子。

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

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

上面這種寫法跟傳統(tǒng)的面向?qū)ο笳Z言（比如C++和Java）差異很大，很容易讓新學習這門語言的程序員感到困惑。

ES6提供了更接近傳統(tǒng)語言的寫法，引入了Class（類）這個概念，作為對象的模板。通過class關(guān)鍵字，可以定義類。基本上，ES6的class可以看作只是一個語法糖，它的絕大部分功能，ES5都可以做到，新的class寫法只是讓對象原型的寫法更加清晰、更像面向?qū)ο缶幊痰恼Z法而已。上面的代碼用ES6的“類”改寫，就是下面這樣。

//定義類
class Point {

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

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

}

上面代碼定義了一個“類”，可以看到里面有一個constructor方法，這就是構(gòu)造方法，而this關(guān)鍵字則代表實例對象。也就是說，ES5的構(gòu)造函數(shù)Point，對應ES6的Point類的構(gòu)造方法。

Point類除了構(gòu)造方法，還定義了一個toString方法。注意，定義“類”的方法的時候，前面不需要加上function這個保留字，直接把函數(shù)定義放進去了就可以了。

構(gòu)造函數(shù)的prototype屬性，在ES6的“類”上面繼續(xù)存在。事實上，除了constructor方法以外，類的方法都定義在類的prototype屬性上面。

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

  toString(){
    // ...
  }

  toValue(){
    // ...
  }
}

// 等同于

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

由于類的方法（除constructor以外）都定義在prototype對象上面，所以類的新方法可以添加在prototype對象上面。Object.assign方法可以很方便地一次向類添加多個方法。

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

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

prototype對象的constructor屬性，直接指向“類”的本身，這與ES5的行為是一致的。

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

（2）constructor方法

constructor方法是類的默認方法，通過new命令生成對象實例時，自動調(diào)用該方法。一個類必須有constructor方法，如果沒有顯式定義，一個空的constructor方法會被默認添加。

constructor() {}

constructor方法默認返回實例對象（即this），完全可以指定返回另外一個對象。

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

new Foo() instanceof Foo
// false

上面代碼中，constructor函數(shù)返回一個全新的對象，結(jié)果導致實例對象不是Foo類的實例。

（3）實例對象

生成實例對象的寫法，與ES5完全一樣，也是使用new命令。如果忘記加上new，像函數(shù)那樣調(diào)用Class，將會報錯。

// 報錯
var point = Point(2, 3);

// 正確
var point = new Point(2, 3);

與ES5一樣，實例的屬性除非顯式定義在其本身（即定義在this對象上），否則都是定義在原型上（即定義在class上）。

//定義類
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

上面代碼中，x和y都是實例對象point自身的屬性（因為定義在this變量上），所以hasOwnProperty方法返回true，而toString是原型對象的屬性（因為定義在Point類上），所以hasOwnProperty方法返回false。這些都與ES5的行為保持一致。

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

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

上面代碼中，p1和p2都是Point的實例，它們的原型都是Point，所以__proto__屬性是相等的。

這也意味著，可以通過__proto__屬性為Class添加方法。

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"

上面代碼在p1的原型上添加了一個printName方法，由于p1的原型就是p2的原型，因此p2也可以調(diào)用這個方法。而且，此后新建的實例p3也可以調(diào)用這個方法。這意味著，使用實例的__proto__屬性改寫原型，必須相當謹慎，不推薦使用，因為這會改變Class的原始定義，影響到所有實例。

（4）name屬性

由于本質(zhì)上，ES6的Class只是ES5的構(gòu)造函數(shù)的一層包裝，所以函數(shù)的許多特性都被Class繼承，包括name屬性。

class Point {}

Point.name // "Point"

name屬性總是返回緊跟在class關(guān)鍵字后面的類名。

（5）Class表達式

與函數(shù)一樣，Class也可以使用表達式的形式定義。

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

上面代碼使用表達式定義了一個類。需要注意的是，這個類的名字是MyClass而不是Me，Me只在Class的內(nèi)部代碼可用，指代當前類。

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

上面代碼表示，Me只在Class內(nèi)部有定義。

如果Class內(nèi)部沒用到的話，可以省略Me，也就是可以寫成下面的形式。

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

（6）不存在變量提升

Class不存在變量提升（hoist），這一點與ES5完全不同。

new Foo(); // ReferenceError

class Foo {}

上面代碼中，F(xiàn)oo類使用在前，定義在后，這樣會報錯，因為ES6不會把變量聲明提升到代碼頭部。這種規(guī)定的原因與下文要提到的繼承有關(guān)，必須保證子類在父類之后定義。

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

如果存在Class的提升，上面代碼將報錯，因為let命令也是不提升的。

（7）嚴格模式

類和模塊的內(nèi)部，默認就是嚴格模式，所以不需要使用use strict指定運行模式?？紤]到未來所有的代碼，其實都是運行在模塊之中，所以ES6實際上把整個語言升級到了嚴格模式。

Class的繼承

基本用法

Class之間可以通過extends關(guān)鍵字，實現(xiàn)繼承，這比ES5的通過修改原型鏈實現(xiàn)繼承，要清晰和方便很多。

class ColorPoint extends Point {}

上面代碼定義了一個ColorPoint類，該類通過extends關(guān)鍵字，繼承了Point類的所有屬性和方法。但是由于沒有部署任何代碼，所以這兩個類完全一樣，等于復制了一個Point類。下面，我們在ColorPoint內(nèi)部加上代碼。

class ColorPoint extends Point {

  constructor(x, y, color) {
    super(x, y); // 等同于parent.constructor(x, y)
    this.color = color;
  }

  toString() {
    return this.color + ' ' + super.toString(); // 等同于parent.toString()
  }

}

上面代碼中，constructor方法和toString方法之中，都出現(xiàn)了super關(guān)鍵字，它指代父類的實例（即父類的this對象）。

子類必須在constructor方法中調(diào)用super方法，否則新建實例時會報錯。

class Point { /* ... */ }

class ColorPoint extends Point {
  constructor() {
  }
}

let cp = new ColorPoint(); // ReferenceError

如果子類沒有定義constructor方法，這個方法會被默認添加，代碼如下。也就是說，不管有沒有顯式定義，任何一個子類都有constructor方法。

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

另一個需要注意的地方是，在子類的構(gòu)造函數(shù)中，只有調(diào)用super之后，才可以使用this關(guān)鍵字，否則會報錯。這是因為沒有調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)，就無法子類實例的構(gòu)建。

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; // 正確
  }
}

上面代碼中，子類的constructor方法沒有調(diào)用super之前，就使用this關(guān)鍵字，結(jié)果報錯，而放在super方法之后就是正確的。

下面是生成子類實例的代碼。

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

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

上面代碼中，實例對象cp同時是ColorPoint和Point兩個類的實例，這與ES5的行為完全一致。

類的prototype屬性和__proto__屬性

在ES5中，每一個對象都有__proto__屬性，指向?qū)臉?gòu)造函數(shù)的prototype屬性。Class作為構(gòu)造函數(shù)的語法糖，同時有prototype屬性和__proto__屬性，因此同時存在兩條繼承鏈。

（1）子類的__proto__屬性，表示構(gòu)造函數(shù)的繼承，總是指向父類。

（2）子類prototype屬性的__proto__屬性，表示方法的繼承，總是指向父類的prototype屬性。

class B extends A {
}

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

上面代碼中，子類A的__proto__屬性指向父類B，子類A的prototype屬性的proto屬性指向父類B的prototype屬性。

第一條繼承鏈，實質(zhì)如下。

class B extends A {
  constructor() {
    return A.call(this);
  }
}

// 等同于

class B extends A {
  constructor() {
    return B.__proto__.call(this);
  }
}

第二條繼承鏈，實質(zhì)如下。

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

此外，還有三種特殊情況。

class A extends Object {
}

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

第一種特殊情況，子類A繼承Object。這種情況下，A其實就是構(gòu)造函數(shù)Object的復制，A的實例就是Object的實例。

class A {
}

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

第二種特殊情況，A作為一個基類（即不存在任何繼承），就是一個普通函數(shù)，所以直接繼承Funciton.prototype。但是，A調(diào)用后返回一個空對象（即Object實例），所以A.prototype.__proto__指向構(gòu)造函數(shù)（Object）的prototype屬性。

class A extends null {
}

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

第三種特殊情況，與第二種情況非常像。A也是一個普通函數(shù)，所以直接繼承Funciton.prototype。但是，A調(diào)用后返回的對象不繼承任何方法，所以它的__proto__指向Function.prototype，即實質(zhì)上執(zhí)行了下面的代碼。

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

Object.getPrototypeOf()

Object.getPrototypeOf方法可以用來從子類上獲取父類。

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

實例的__proto__屬性

父類和子類的__proto__屬性，指向是不一樣的。

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

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

通過子類的__proto__屬性，可以修改父類。

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

p1.printName() // "Ha"

上面代碼在ColorPoint的實例p2上向Point類添加方法，結(jié)果影響到了Point的實例p1。

構(gòu)造函數(shù)的繼承

下面是一個繼承原生的Array構(gòu)造函數(shù)的例子。

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

var arr = new MyArray();
arr[1] = 12;

上面代碼定義了一個MyArray類，繼承了Array構(gòu)造函數(shù)，因此就可以從MyArray生成數(shù)組的實例。這意味著，ES6可以自定義原生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（比如Array、String等）的子類，這是ES5無法做到的。

上面這個例子也說明，extends關(guān)鍵字不僅可以用來繼承類，還可以用來繼承構(gòu)造函數(shù)。下面是一個自定義Error子類的例子。

class MyError extends Error {
}

throw new MyError('Something happened!');

class的取值函數(shù)（getter）和存值函數(shù)（setter）

與ES5一樣，在Class內(nèi)部可以使用get和set關(guān)鍵字，對某個屬性設(shè)置存值函數(shù)和取值函數(shù)。

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

let inst = new MyClass();

inst.prop = 123;
// setter: 123

inst.prop
// 'getter'

上面代碼中，prop屬性有對應的存值函數(shù)和取值函數(shù)，因此賦值和讀取行為都被自定義了。

Class的Generator方法

如果某個方法之前加上星號（*），就表示該方法是一個Generator函數(shù)。

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

上面代碼中，F(xiàn)oo類的Symbol.iterator方法前有一個星號，表示該方法是一個Generator函數(shù)。Symbol.iterator方法返回一個Foo類的默認遍歷器，for...of循環(huán)會自動調(diào)用這個遍歷器。

Class的靜態(tài)方法

類相當于實例的原型，所有在類中定義的方法，都會被實例繼承。如果在一個方法前，加上static關(guān)鍵字，就表示該方法不會被實例繼承，而是直接通過類來調(diào)用，這就稱為“靜態(tài)方法”。

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

Foo.classMethod() // 'hello'

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

上面代碼中，F(xiàn)oo類的classMethod方法前有static關(guān)鍵字，表明該方法是一個靜態(tài)方法，可以直接在Foo類上調(diào)用（Foo.classMethod()），而不是在Foo類的實例上調(diào)用。如果在實例上調(diào)用靜態(tài)方法，會拋出一個錯誤，表示不存在該方法。

父類的靜態(tài)方法，可以被子類繼承。

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

class Bar extends Foo {
}

Bar.classMethod(); // 'hello'

上面代碼中，父類Foo有一個靜態(tài)方法，子類Bar可以調(diào)用這個方法。

靜態(tài)方法也是可以從super對象上調(diào)用的。

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

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

Bar.classMethod();

Module

ES6的Class只是面向?qū)ο缶幊痰恼Z法糖，升級了ES5的對象定義的寫法，并沒有解決模塊化問題。Module功能就是為了解決這個問題而提出的。

歷史上，JavaScript一直沒有模塊（module）體系，無法將一個大程序拆分成互相依賴的小文件，再用簡單的方法拼裝起來。其他語言都有這項功能，比如Ruby的require、Python的import，甚至就連CSS都有@import，但是JavaScript任何這方面的支持都沒有，這對開發(fā)大型的、復雜的項目形成了巨大障礙。

在ES6之前，社區(qū)制定了一些模塊加載方案，最主要的有CommonJS和AMD兩種。前者用于服務器，后者用于瀏覽器。ES6在語言規(guī)格的層面上，實現(xiàn)了模塊功能，而且實現(xiàn)得相當簡單，完全可以取代現(xiàn)有的CommonJS和AMD規(guī)范，成為瀏覽器和服務器通用的模塊解決方案。

ES6模塊的設(shè)計思想，是盡量的靜態(tài)化，使得編譯時就能確定模塊的依賴關(guān)系，以及輸入和輸出的變量。CommonJS和AMD模塊，都只能在運行時確定這些東西。比如，CommonJS模塊就是對象，輸入時必須查找對象屬性。

var { stat, exists, readFile } = require('fs');

ES6模塊不是對象，而是通過export命令顯式指定輸出的代碼，輸入時也采用靜態(tài)命令的形式。

import { stat, exists, readFile } from 'fs';

所以，ES6可以在編譯時就完成模塊編譯，效率要比CommonJS模塊高。

（1）export命令，import命令

模塊功能主要由兩個命令構(gòu)成：export和import。export命令用于用戶自定義模塊，規(guī)定對外接口；import命令用于輸入其他模塊提供的功能，同時創(chuàng)造命名空間（namespace），防止函數(shù)名沖突。

ES6允許將獨立的JS文件作為模塊，也就是說，允許一個JavaScript腳本文件調(diào)用另一個腳本文件。該文件內(nèi)部的所有變量，外部無法獲取，必須使用export關(guān)鍵字輸出變量。下面是一個JS文件，里面使用export關(guān)鍵字輸出變量。

// profile.js
export var firstName = 'Michael';
export var lastName = 'Jackson';
export var year = 1958;

上面代碼是profile.js文件，保存了用戶信息。ES6將其視為一個模塊，里面用export命令對外部輸出了三個變量。

export的寫法，除了像上面這樣，還有另外一種。

// profile.js
var firstName = 'Michael';
var lastName = 'Jackson';
var year = 1958;

export {firstName, lastName, year};

上面代碼在export命令后面，使用大括號指定所要輸出的一組變量。它與前一種寫法（直接放置在var語句前）是等價的，但是應該優(yōu)先考慮使用這種寫法。因為這樣就可以在腳本尾部，一眼看清楚輸出了哪些變量。

使用export命令定義了模塊的對外接口以后，其他JS文件就可以通過import命令加載這個模塊（文件）。

// main.js

import {firstName, lastName, year} from './profile';

function sfirsetHeader(element) {
  element.textContent = firstName + ' ' + lastName;
}

上面代碼屬于另一個文件main.js，import命令就用于加載profile.js文件，并從中輸入變量。import命令接受一個對象（用大括號表示），里面指定要從其他模塊導入的變量名。大括號里面的變量名，必須與被導入模塊（profile.js）對外接口的名稱相同。

如果想為輸入的變量重新取一個名字，import語句中要使用as關(guān)鍵字，將輸入的變量重命名。

import { lastName as surname } from './profile';

ES6支持多重加載，即所加載的模塊中又加載其他模塊。

import { Vehicle } from './Vehicle';

class Car extends Vehicle {
  move () {
    console.log(this.name + ' is spinning wheels...')
  }
}

export { Car }

上面的模塊先加載Vehicle模塊，然后在其基礎(chǔ)上添加了move方法，再作為一個新模塊輸出。

（2）模塊的整體輸入，module命令

export命令除了輸出變量，還可以輸出方法或類（class）。下面是一個circle.js文件，它輸出兩個方法area和circumference。

// circle.js

export function area(radius) {
  return Math.PI * radius * radius;
}

export function circumference(radius) {
  return 2 * Math.PI * radius;
}

然后，main.js輸入circlek.js模塊。

// main.js

import { area, circumference } from 'circle';

console.log("圓面積：" + area(4));
console.log("圓周長：" + circumference(14));

上面寫法是逐一指定要輸入的方法。另一種寫法是整體輸入。

import * as circle from 'circle';

console.log("圓面積：" + circle.area(4));
console.log("圓周長：" + circle.circumference(14));

module命令可以取代import語句，達到整體輸入模塊的作用。

// main.js

module circle from 'circle';

console.log("圓面積：" + circle.area(4));
console.log("圓周長：" + circle.circumference(14));

module命令后面跟一個變量，表示輸入的模塊定義在該變量上。

（3）export default命令

為了給用戶提供方便，有時我們希望，用戶不用知道輸入哪個方法，就能加載模塊。這時就要用到export default命令，為所要加載的模塊指定默認輸出。

// export-default.js
export default function () {
  console.log('foo');
}

上面代碼是一個模塊文件export-default.js，它的默認輸出是一個函數(shù)。

其他模塊加載該模塊時，import命令可以為該匿名函數(shù)指定任意名字。

// import-default.js
import customName from './export-default';
customName(); // 'foo'

上面代碼的import命令，可以用任意名稱指向export-default.js輸出的方法。需要注意的是，這時import命令后面，不使用大括號。

import crc32 from 'crc32';
// 對應的輸出
export default function crc32(){}

import { crc32 } from 'crc32';
// 對應的輸出
export function crc32(){};

上面代碼的兩組寫法，第一組是使用export default時，對應的import語句不需要使用大括號；第二組是不使用export default時，對應的import語句需要使用大括號。

export default命令用在非匿名函數(shù)前，也是可以的。

// export-default.js
export default function foo() {
  console.log('foo');
}

// 或者寫成

function foo() {
  console.log('foo');
}

export default foo;

上面代碼中，foo函數(shù)的函數(shù)名foo，在模塊外部是無效的。加載的時候，視同匿名函數(shù)加載。

export default命令用于指定模塊的默認輸出。顯然，一個模塊只能有一個默認輸出，因此export deault命令只能使用一次。所以，import命令后面才不用加大括號，因為只可能對應一個方法。

有了export default命令，輸入模塊時就非常直觀了，以輸入jQuery模塊為例。

import $ from 'jquery';

如果想在一條import語句中，同時輸入默認方法和其他變量，可以寫成下面這樣。

import customName, { otherMethod } from './export-default';

如果要輸出默認的值，只需將值跟在export default之后即可。

export default 42;

export default也可以用來輸出類。

// MyClass.js
export default class { ... }

// main.js
import MyClass from 'MyClass'
let o = new MyClass();

模塊的繼承

模塊之間也可以繼承。

假設(shè)有一個circleplus模塊，繼承了circle模塊。

// circleplus.js

export * from 'circle';
export var e = 2.71828182846;
export default function(x) {
    return Math.exp(x);
}

上面代碼中的“export *”，表示輸出circle模塊的所有屬性和方法，export default命令定義模塊的默認方法。

這時，也可以將circle的屬性或方法，改名后再輸出。

// circleplus.js

export { area as circleArea } from 'circle';  

上面代碼表示，只輸出circle模塊的area方法，且將其改名為circleArea。

加載上面模塊的寫法如下。

// main.js

module math from "circleplus";
import exp from "circleplus";
console.log(exp(math.pi));

上面代碼中的"import exp"表示，將circleplus模塊的默認方法加載為exp方法。

ES6模塊的轉(zhuǎn)碼

瀏覽器目前還不支持ES6模塊，為了現(xiàn)在就能使用，可以將轉(zhuǎn)為ES5的寫法。

（1）ES6 module transpiler

ES6 module transpiler是square公司開源的一個轉(zhuǎn)碼器，可以將ES6模塊轉(zhuǎn)為CommonJS模塊或AMD模塊的寫法，從而在瀏覽器中使用。

首先，安裝這個轉(zhuǎn)瑪器。

$ npm install -g es6-module-transpiler

然后，使用compile-modules convert命令，將ES6模塊文件轉(zhuǎn)碼。

$ compile-modules convert file1.js file2.js

o參數(shù)可以指定轉(zhuǎn)碼后的文件名。

$ compile-modules convert -o out.js file1.js

（2）SystemJS

另一種解決方法是使用SystemJS。它是一個墊片庫（polyfill），可以在瀏覽器內(nèi)加載ES6模塊、AMD模塊和CommonJS模塊，將其轉(zhuǎn)為ES5格式。它在后臺調(diào)用的是Google的Traceur轉(zhuǎn)碼器。

使用時，先在網(wǎng)頁內(nèi)載入system.js文件。

<script src="system.js"></script>

然后，使用System.import方法加載模塊文件。

<script>
  System.import('./app');
</script>

上面代碼中的./app，指的是當前目錄下的app.js文件。它可以是ES6模塊文件，System.import會自動將其轉(zhuǎn)碼。

需要注意的是，System.import使用異步加載，返回一個Promise對象，可以針對這個對象編程。下面是一個模塊文件。

// app/es6-file.js:

export class q {
  constructor() {
    this.es6 = 'hello';
  }
}

然后，在網(wǎng)頁內(nèi)加載這個模塊文件。

<script>

System.import('app/es6-file').then(function(m) {
  console.log(new m.q().es6); // hello
});

</script>

上面代碼中，System.import方法返回的是一個Promise對象，所以可以用then方法指定回調(diào)函數(shù)。