ES6中的class是如何实现的？（附Babel编译的ES5代码详解）

番茄沙司
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序言

这篇文章主要讲解面试某大厂遇到的一个问题 - ES6中的class语法的实现？

ECMAScript 6 实现了class，class是一个语法糖，使得js的编码更清晰、更人性化、风格更接近面向对象的感觉；也使 IDE 、编译期类型检查器、代码风格检查器等工具更方便地检测代码语法，做静态分析。同样的，这给没有类就缺点什么的软件开发工程师一个更低的门槛去接触js。

ES6 class 的 ES5 代码实现

JavaScript语言的传统方法是通过构造函数定义并生成新对象，这种写法和传统的面向对象语言差异较大。所以，ES6引入了Class这个概念作为对象的模板。

constructor

效果：ES6创建一个class会默认添加constructor方法，并在new调用时自动调用该方法。

ES5：

function Person(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}

Person.prototype.toString = function () {
    return '(' + this.name + ',' + this.age + ')';
}
var p = new Person('Mia', 18);
console.log(p);// Person { name: 'Mia', age: 18 }

ES6：

class Person {
    constructor(name, age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    toString() {
        return '(' + this.name + ',' + this.age + ')';
    }
}
var p = new Person('Mia', 18);
console.log(p);// Person { name: 'Mia', age: 18 }

ES6的class中constructor是构造方法，对应的是ES5中的构造函数Person，this关键字则代表实例对象。

里面的class类可以看做是构造函数的另一种写法，由typeof Person === 'function'为true；Person === Person.prototype.constructor为true可以得出，类的数据类型就是函数，类本身指向构造函数。也可以说class的底层依然是function构造函数。

类的公共方法都定义在类的prototype属性上。可以使用Object.assign一次向类添加多个方法。

特别的：class的内部定义的方法都是不可枚举的（non-enumerable），这一点与ES5的行为不一致。

ES5：

Object.keys(Person.prototype); // ['toString']

ES6：

Object.keys(Person.prototype); // Person {}

不可枚举的代码实现会在后面将ES6代码用Babel转码之后解析。

new调用

效果：class类必须使用new调用，否则会报错。

ES5：

Person()// undefined

ES6：

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

实例的属性

效果：实例的属性是显式定义在this对象上，否则都是定义在原型上。类的所有实例共享一个原型对象，与ES5行为一致。

ES5：

function Person() {
    this.grade = {
        count: 0
    };
}

ES6：

class Person {
    constructor() {
        this.grade = {
            count: 0
        };
    }
}

此外还要关注新提案，Babel已经支持实例属性和静态属性新的写法。

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”。

注意：如果静态方法包含this关键字，指的是类。

ES5：

function Person() { }
Person.toSay = function () {
    return 'I love JavaScript.';
};
Person.toSay(); // I love JavaScript.

ES6：

class Person {
    static toSay() {
        return 'I love JavaScript.';
    }
}
Person.toSay(); // I love JavaScript.

getter 和 setter

ES6提供 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，和ES5行为一致。

ES5：

function Person(name) {}
Person.prototype = {
    get name() {
        return 'mia';
    },
    set name(newName) {
        console.log('new name：' + newName);
    }
}

ES6：

class Person {
    get name() {
        return 'mia';
    }
    set name(newName) {
        console.log('new name：' + newName);
    }
}

其他class特性：

  • 不存在变量提升
  • 不能覆盖声明

ES6 class 底层实现原理 - Babel是如何编译class的

下文主要用babel转码器分别对class中几个主要的方法进行转码，分析ES5的实现方式。 将下面的代码使用babel转码器转换成ES5代码，按照代码结构和功能分块进行讲解。

class Person {
    constructor(name, age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    toString() {
        return '(' + this.name + ',' + this.age + ')';
    }
}
var p = new Person('Mia', 18);

运行模式

"use strict";//class默认开启严格模式

私有函数

JS开发者在变量名或函数名前缀加下划线，一般表示私有。

前缀加下划线表示私有仅仅是一个约定俗成的习惯，澄清意图，并没有做其他处理。由于ECMAScript草案中并没有定义私有变量的方法，所以在此限定之下仍可以在函数外或作用域外访问该函数或变量。

_instanceof和_classCallCheck的作用

检查声明的class类是否通过new的方式调用，否则会报错。

function _instanceof(left, right) {
    if (right != null && typeof Symbol !== "undefined" && right[Symbol.hasInstance]) {
        return right[Symbol.hasInstance](left);
    } else {
        return left instanceof right;
    }
}
function _classCallCheck(instance, Constructor) {
    if (!_instanceof(instance, Constructor)) {
        throw new TypeError("Cannot call a class as a function");
    }
}

_createClass和_defineProperties的作用

_createClass函数有三个参数，Constructor是传入构造函数Person，protoProps 是要添加到原型上的函数数组，staticProps 是要添加到构造函数本身的函数，即静态方法。这里的第二个和第三个参数是可以缺省的，会在_createClass 函数体内判断。

_createClass 函数的作用是收集公有函数和静态方法，将方法添加到构造函数或构造函数的原型中，并返回构造函数。

defineProperties 是将方法添加到构造函数或构造函数的原型中的主要逻辑，遍历函数数组，分别声明其描述符。若enumerable 没有被定义为true，则默认为fals，设置 configurable 为true。以上两个布尔值是为了限制 Object.keys() 之类的方法被遍历到。如果存在 value，就为 descriptor 添加 value 和 writable 属性，如果不存在，就直接使用 get 和 set 属性。

最后，使用 Object.defineProperty 方法为构造函数添加属性。

function _defineProperties(target, props) {
    for (var i = 0; i < props.length; i++) {
        var descriptor = props[i];
        descriptor.enumerable = descriptor.enumerable || false;
        descriptor.configurable = true;
        if ("value" in descriptor) descriptor.writable = true;
        Object.defineProperty(target, descriptor.key, descriptor);
    }
}
function _createClass(Constructor, protoProps, staticProps) {
    if (protoProps) _defineProperties(Constructor.prototype, protoProps);
    if (staticProps) _defineProperties(Constructor, staticProps);
    return Constructor;
}

class类实现主体代码

var Person =
    /*#__PURE__*/
    function () {
        function Person(name, age) {
            _classCallCheck(this, Person);

            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        _createClass(Person, [{
            key: "toString",
            value: function toString() {
                return '(' + this.name + ',' + this.age + ')';
            }
        }]);

        return Person;
    }();

var p = new Person('Mia', 18);

解析：

  • 不使用new调用时，this指向window，所以instance instanceof Constructor为false，抛出异常。
  • 通过调用_createClass函数，遍历函数数组。key为方法名，若有value说明是有具体的 function 声明，若无 value 说明使用了get 或 set 方法。
  • Person类是通过声明一个IIFE实现的，IIFE是立即执行函数，创建即执行。可以保证变量的作用域限制在函数内，避免命名冲突。

结尾

读到这相信大家对class的实现有了更深的理解。笔者也是一边在忙毕业设计，一边整理了这道阿里前端面试题的解析。希望大家有所收获。

评论区欢迎对ES6 class实现原理相关问题进行讨论。另外，class中的extend也是很有趣的实现，在下一篇文章会对class实现继承进行解析。

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