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# Class 的基本语法
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## 简介
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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。
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```javascript
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function Point(x, y) {
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this.x = x;
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this.y = y;
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}
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Point.prototype.toString = function () {
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return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
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};
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var p = new Point(1, 2);
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```
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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。
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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。
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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。
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```javascript
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//定义类
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class Point {
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constructor(x, y) {
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this.x = x;
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this.y = y;
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}
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toString() {
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return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
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}
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}
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```
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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。
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`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。
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ES6 的类，完全可以看作构造函数的另一种写法。
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```javascript
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class Point {
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// ...
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}
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typeof Point // "function"
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Point === Point.prototype.constructor // true
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```
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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。
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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。
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```javascript
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class Bar {
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doStuff() {
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console.log('stuff');
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}
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}
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var b = new Bar();
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b.doStuff() // "stuff"
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```
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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。
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```javascript
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class Point {
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constructor() {
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// ...
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}
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toString() {
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// ...
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}
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toValue() {
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// ...
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}
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}
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// 等同于
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Point.prototype = {
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constructor() {},
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toString() {},
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toValue() {},
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};
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```
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在类的实例上面调用方法，其实就是调用原型上的方法。
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```javascript
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class B {}
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let b = new B();
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b.constructor === B.prototype.constructor // true
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```
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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。
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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。
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```javascript
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class Point {
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constructor(){
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// ...
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||
}
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}
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Object.assign(Point.prototype, {
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toString(){},
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toValue(){}
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});
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```
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`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。
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```javascript
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Point.prototype.constructor === Point // true
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```
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另外，类的内部所有定义的方法，都是不可枚举的（non-enumerable）。
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```javascript
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class Point {
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constructor(x, y) {
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// ...
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||
}
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toString() {
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||
// ...
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||
}
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}
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Object.keys(Point.prototype)
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// []
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Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
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// ["constructor","toString"]
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```
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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。
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```javascript
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var Point = function (x, y) {
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// ...
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||
};
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Point.prototype.toString = function() {
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||
// ...
|
||
};
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||
Object.keys(Point.prototype)
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// ["toString"]
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Object.getOwnPropertyNames(Point.prototype)
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// ["constructor","toString"]
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```
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上面代码采用 ES5 的写法，`toString`方法就是可枚举的。
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类的属性名，可以采用表达式。
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```javascript
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let methodName = 'getArea';
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class Square {
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constructor(length) {
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// ...
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}
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[methodName]() {
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// ...
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||
}
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}
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```
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上面代码中，`Square`类的方法名`getArea`，是从表达式得到的。
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## 严格模式
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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。
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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。
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## constructor 方法
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`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。
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```javascript
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class Point {
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}
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// 等同于
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class Point {
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constructor() {}
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}
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```
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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。
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`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。
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```javascript
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class Foo {
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constructor() {
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return Object.create(null);
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}
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}
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new Foo() instanceof Foo
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// false
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```
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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。
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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。
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```javascript
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class Foo {
|
||
constructor() {
|
||
return Object.create(null);
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||
}
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||
}
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||
Foo()
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||
// TypeError: Class constructor Foo cannot be invoked without 'new'
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```
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## 类的实例对象
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生成类的实例对象的写法，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。
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```javascript
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class Point {
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||
// ...
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||
}
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// 报错
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var point = Point(2, 3);
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// 正确
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var point = new Point(2, 3);
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```
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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）。
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```javascript
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//定义类
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class Point {
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constructor(x, y) {
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this.x = x;
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||
this.y = y;
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||
}
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toString() {
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return '(' + this.x + ', ' + this.y + ')';
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}
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}
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var point = new Point(2, 3);
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point.toString() // (2, 3)
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point.hasOwnProperty('x') // true
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point.hasOwnProperty('y') // true
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point.hasOwnProperty('toString') // false
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point.__proto__.hasOwnProperty('toString') // true
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```
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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。
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与 ES5 一样，类的所有实例共享一个原型对象。
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```javascript
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var p1 = new Point(2,3);
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||
var p2 = new Point(3,2);
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p1.__proto__ === p2.__proto__
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//true
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```
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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。
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这也意味着，可以通过实例的`__proto__`属性为“类”添加方法。
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> `__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。
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```javascript
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var p1 = new Point(2,3);
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||
var p2 = new Point(3,2);
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||
p1.__proto__.printName = function () { return 'Oops' };
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p1.printName() // "Oops"
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||
p2.printName() // "Oops"
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var p3 = new Point(4,2);
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p3.printName() // "Oops"
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```
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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。
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## Class 表达式
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与函数一样，类也可以使用表达式的形式定义。
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```javascript
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const MyClass = class Me {
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getClassName() {
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return Me.name;
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}
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};
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```
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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`MyClass`而不是`Me`，`Me`只在 Class 的内部代码可用，指代当前类。
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```javascript
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let inst = new MyClass();
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||
inst.getClassName() // Me
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Me.name // ReferenceError: Me is not defined
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```
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上面代码表示，`Me`只在 Class 内部有定义。
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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。
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```javascript
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const MyClass = class { /* ... */ };
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```
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采用 Class 表达式，可以写出立即执行的 Class。
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```javascript
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let person = new class {
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||
constructor(name) {
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||
this.name = name;
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}
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sayName() {
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||
console.log(this.name);
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}
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}('张三');
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person.sayName(); // "张三"
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```
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上面代码中，`person`是一个立即执行的类的实例。
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## 不存在变量提升
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类不存在变量提升（hoist），这一点与 ES5 完全不同。
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```javascript
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new Foo(); // ReferenceError
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class Foo {}
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```
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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。
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```javascript
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{
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let Foo = class {};
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class Bar extends Foo {
|
||
}
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||
}
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```
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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。
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## 私有方法
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私有方法是常见需求，但 ES6 不提供，只能通过变通方法模拟实现。
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一种做法是在命名上加以区别。
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```javascript
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class Widget {
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// 公有方法
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foo (baz) {
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this._bar(baz);
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}
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// 私有方法
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_bar(baz) {
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return this.snaf = baz;
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||
}
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// ...
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}
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```
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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。
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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。
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```javascript
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class Widget {
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||
foo (baz) {
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||
bar.call(this, baz);
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||
}
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||
// ...
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||
}
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function bar(baz) {
|
||
return this.snaf = baz;
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||
}
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```
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上面代码中，`foo`是公有方法，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。
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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。
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```javascript
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const bar = Symbol('bar');
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const snaf = Symbol('snaf');
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export default class myClass{
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// 公有方法
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foo(baz) {
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||
this[bar](baz);
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}
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// 私有方法
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[bar](baz) {
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return this[snaf] = baz;
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}
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||
// ...
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||
};
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```
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上面代码中，`bar`和`snaf`都是`Symbol`值，导致第三方无法获取到它们，因此达到了私有方法和私有属性的效果。
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## 私有属性
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与私有方法一样，ES6 不支持私有属性。目前，有一个[提案](https://github.com/tc39/proposal-class-fields#private-fields)，为`class`加了私有属性。方法是在属性名之前，使用`#`表示。
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```javascript
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class Point {
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||
#x;
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||
constructor(x = 0) {
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||
#x = +x; // 写成 this.#x 亦可
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||
}
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get x() { return #x }
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||
set x(value) { #x = +value }
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||
}
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||
```
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||
上面代码中，`#x`就表示私有属性`x`，在`Point`类之外是读取不到这个属性的。还可以看到，私有属性与实例的属性是可以同名的（比如，`#x`与`get x()`）。
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||
私有属性可以指定初始值，在构造函数执行时进行初始化。
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```javascript
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||
class Point {
|
||
#x = 0;
|
||
constructor() {
|
||
#x; // 0
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
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，使用独立的符号似乎是唯一的可靠方法，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。
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||
该提案只规定了私有属性的写法。但是，很自然地，它也可以用来写私有方法。
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```javascript
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class Foo {
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||
#a;
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||
#b;
|
||
#sum() { return #a + #b; }
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||
printSum() { console.log(#sum()); }
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||
constructor(a, b) { #a = a; #b = b; }
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||
}
|
||
```
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## this 的指向
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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。
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```javascript
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class Logger {
|
||
printName(name = 'there') {
|
||
this.print(`Hello ${name}`);
|
||
}
|
||
|
||
print(text) {
|
||
console.log(text);
|
||
}
|
||
}
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||
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||
const logger = new Logger();
|
||
const { printName } = logger;
|
||
printName(); // TypeError: Cannot read property 'print' of undefined
|
||
```
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||
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，因为找不到`print`方法而导致报错。
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||
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。
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||
```javascript
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||
class Logger {
|
||
constructor() {
|
||
this.printName = this.printName.bind(this);
|
||
}
|
||
|
||
// ...
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
另一种解决方法是使用箭头函数。
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||
|
||
```javascript
|
||
class Logger {
|
||
constructor() {
|
||
this.printName = (name = 'there') => {
|
||
this.print(`Hello ${name}`);
|
||
};
|
||
}
|
||
|
||
// ...
|
||
}
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||
```
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||
还有一种解决方法是使用`Proxy`，获取方法的时候，自动绑定`this`。
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```javascript
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function selfish (target) {
|
||
const cache = new WeakMap();
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||
const handler = {
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get (target, key) {
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||
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;
|
||
}
|
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||
const logger = selfish(new Logger());
|
||
```
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||
## name 属性
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||
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。
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||
```javascript
|
||
class Point {}
|
||
Point.name // "Point"
|
||
```
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|
||
`name`属性总是返回紧跟在`class`关键字后面的类名。
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||
## Class 的取值函数（getter）和存值函数（setter）
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||
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||
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。
|
||
|
||
```javascript
|
||
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
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// 'getter'
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```
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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。
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存值函数和取值函数是设置在属性的 Descriptor 对象上的。
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```javascript
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class CustomHTMLElement {
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constructor(element) {
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this.element = element;
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}
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get html() {
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return this.element.innerHTML;
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}
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set html(value) {
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this.element.innerHTML = value;
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}
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}
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var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(
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CustomHTMLElement.prototype, "html"
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);
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"get" in descriptor // true
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"set" in descriptor // true
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```
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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。
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## Class 的 Generator 方法
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如果某个方法之前加上星号（`*`），就表示该方法是一个 Generator 函数。
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```javascript
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class Foo {
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constructor(...args) {
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this.args = args;
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}
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* [Symbol.iterator]() {
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for (let arg of this.args) {
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yield arg;
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}
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}
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}
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for (let x of new Foo('hello', 'world')) {
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console.log(x);
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}
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// hello
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// world
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```
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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。
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## Class 的静态方法
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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”。
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```javascript
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class Foo {
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static classMethod() {
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return 'hello';
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}
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}
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Foo.classMethod() // 'hello'
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var foo = new Foo();
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foo.classMethod()
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// TypeError: foo.classMethod is not a function
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```
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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。
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父类的静态方法，可以被子类继承。
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```javascript
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class Foo {
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static classMethod() {
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return 'hello';
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}
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}
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class Bar extends Foo {
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}
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Bar.classMethod() // 'hello'
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```
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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。
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静态方法也是可以从`super`对象上调用的。
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```javascript
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class Foo {
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static classMethod() {
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return 'hello';
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}
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}
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class Bar extends Foo {
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static classMethod() {
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return super.classMethod() + ', too';
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}
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}
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Bar.classMethod() // "hello, too"
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```
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## Class 的静态属性和实例属性
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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。
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```javascript
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class Foo {
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}
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Foo.prop = 1;
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Foo.prop // 1
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```
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上面的写法为`Foo`类定义了一个静态属性`prop`。
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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。
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```javascript
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// 以下两种写法都无效
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class Foo {
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// 写法一
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prop: 2
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// 写法二
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static prop: 2
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}
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Foo.prop // undefined
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```
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目前有一个静态属性的[提案](https://github.com/tc39/proposal-class-fields)，对实例属性和静态属性都规定了新的写法。
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（1）类的实例属性
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类的实例属性可以用等式，写入类的定义之中。
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```javascript
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class MyClass {
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myProp = 42;
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constructor() {
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console.log(this.myProp); // 42
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}
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}
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```
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上面代码中，`myProp`就是`MyClass`的实例属性。在`MyClass`的实例上，可以读取这个属性。
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以前，我们定义实例属性，只能写在类的`constructor`方法里面。
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```javascript
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class ReactCounter extends React.Component {
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||
constructor(props) {
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||
super(props);
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this.state = {
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||
count: 0
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||
};
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||
}
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||
}
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```
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上面代码中，构造方法`constructor`里面，定义了`this.state`属性。
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有了新的写法以后，可以不在`constructor`方法里面定义。
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```javascript
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class ReactCounter extends React.Component {
|
||
state = {
|
||
count: 0
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||
};
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||
}
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||
```
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这种写法比以前更清晰。
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为了可读性的目的，对于那些在`constructor`里面已经定义的实例属性，新写法允许直接列出。
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```javascript
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||
class ReactCounter extends React.Component {
|
||
state;
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||
constructor(props) {
|
||
super(props);
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||
this.state = {
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||
count: 0
|
||
};
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||
}
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||
}
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```
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（2）类的静态属性
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类的静态属性只要在上面的实例属性写法前面，加上`static`关键字就可以了。
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```javascript
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class MyClass {
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static myStaticProp = 42;
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constructor() {
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||
console.log(MyClass.myStaticProp); // 42
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||
}
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||
}
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```
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||
同样的，这个新写法大大方便了静态属性的表达。
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```javascript
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// 老写法
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class Foo {
|
||
// ...
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||
}
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Foo.prop = 1;
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// 新写法
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class Foo {
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||
static prop = 1;
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||
}
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```
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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。
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## new.target属性
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`new`是从构造函数生成实例的命令。ES6 为`new`命令引入了一个`new.target`属性，该属性一般用在在构造函数之中，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。
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```javascript
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function Person(name) {
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if (new.target !== undefined) {
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this.name = name;
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} else {
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||
throw new Error('必须使用new生成实例');
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||
}
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||
}
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// 另一种写法
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function Person(name) {
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if (new.target === Person) {
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||
this.name = name;
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} else {
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||
throw new Error('必须使用 new 生成实例');
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||
}
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||
}
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||
var person = new Person('张三'); // 正确
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var notAPerson = Person.call(person, '张三'); // 报错
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```
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上面代码确保构造函数只能通过`new`命令调用。
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Class 内部调用`new.target`，返回当前 Class。
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```javascript
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class Rectangle {
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constructor(length, width) {
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||
console.log(new.target === Rectangle);
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this.length = length;
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||
this.width = width;
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}
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}
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var obj = new Rectangle(3, 4); // 输出 true
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```
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需要注意的是，子类继承父类时，`new.target`会返回子类。
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```javascript
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class Rectangle {
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constructor(length, width) {
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||
console.log(new.target === Rectangle);
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// ...
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}
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}
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||
class Square extends Rectangle {
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||
constructor(length) {
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||
super(length, length);
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}
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}
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var obj = new Square(3); // 输出 false
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```
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上面代码中，`new.target`会返回子类。
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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。
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```javascript
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class Shape {
|
||
constructor() {
|
||
if (new.target === Shape) {
|
||
throw new Error('本类不能实例化');
|
||
}
|
||
}
|
||
}
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||
|
||
class Rectangle extends Shape {
|
||
constructor(length, width) {
|
||
super();
|
||
// ...
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}
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||
}
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||
var x = new Shape(); // 报错
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var y = new Rectangle(3, 4); // 正确
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```
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上面代码中，`Shape`类不能被实例化，只能用于继承。
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注意，在函数外部，使用`new.target`会报错。
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