JavaScript 中的 abstract 类|极客教程

JavaScript 中的 abstract 类

在面向对象编程中，抽象类是一种不能被直接实例化的类。它只能作为其他类的基类来使用，可以用来定义一些共同的属性和方法，但不能被直接使用。在 JavaScript 中，虽然没有内置支持抽象类的语法，但我们可以通过一些技巧来模拟实现抽象类的功能。本文将详细介绍 JavaScript 中抽象类的概念、实现方法以及应用场景。

1. 概念

抽象类是一种专门用于被继承的类。它只提供一些公共的属性和方法的定义，具体的实现由继承它的子类完成。抽象类不能被实例化，它的主要作用是为子类提供一个共同的模板和规范。

在 Java、C++ 等静态类型语言中，抽象类是通过关键字 abstract 来定义的。但是在 JavaScript 中，并没有类似的关键字，因此我们需要借助其他机制来实现类似的功能。

2. 实现方式

在 JavaScript 中，我们可以使用以下两种方式来模拟实现抽象类的功能：

2.1 方式一：使用函数和原型链

我们可以通过定义一个抽象类的构造函数，然后将公共的属性和方法通过原型链的方式添加到构造函数的原型对象上。子类通过继承这个构造函数，以及调用父类的构造函数来实现对抽象类的继承。

下面是一个简单的示例：

function AbstractClass() {
    if (new.target === AbstractClass) {
        throw new Error("Cannot instantiate abstract class");
    }
}

AbstractClass.prototype.commonMethod = function() {
    throw new Error("Method 'commonMethod' must be implemented");
};

function SubClass() {
    AbstractClass.call(this);
}

SubClass.prototype = Object.create(AbstractClass.prototype);
SubClass.prototype.constructor = SubClass;

SubClass.prototype.commonMethod = function() {
    // 实现子类的具体逻辑
};

在上面的示例中，我们定义了一个名为 AbstractClass 的抽象类构造函数，它的构造函数中使用了 new.target 关键字来判断是否是直接实例化抽象类，如果是则抛出错误。然后我们使用原型链的方式，在 AbstractClass.prototype 上定义了一个名为 commonMethod 的抽象方法。

接着我们定义了一个名为 SubClass 的子类构造函数，通过调用父类的构造函数 AbstractClass.call(this) 来实现对父类的继承。然后通过 Object.create(AbstractClass.prototype) 来将子类的原型对象指向父类的原型对象，最后将子类的构造函数指向自身。

在子类中，我们重写了抽象方法 commonMethod，给出了具体的实现。子类可以根据自身的需求，实现这些抽象方法。

2.2 方式二：使用 class 和 extends

ES6 引入了 class 和 extends 关键字，使得在 JavaScript 中实现类和继承变得更加方便。我们可以使用这些关键字来模拟实现抽象类的功能。

下面是一个使用 class 和 extends 的示例：

class AbstractClass {
    constructor() {
        if (new.target === AbstractClass) {
            throw new Error("Cannot instantiate abstract class");
        }
    }

    commonMethod() {
        throw new Error("Method 'commonMethod' must be implemented");
    }
}

class SubClass extends AbstractClass {
    commonMethod() {
        // 实现子类的具体逻辑
    }
}

在上面的示例中，我们使用 class 关键字定义了抽象类 AbstractClass 和子类 SubClass。在抽象类的构造函数中，使用了 new.target 关键字来判断是否是直接实例化抽象类。在抽象类中，我们定义了一个抽象方法 commonMethod。

子类通过使用 extends 关键字继承抽象类，并重写抽象方法 commonMethod 来实现具体的逻辑。

需要注意的是，使用 class 和 extends 定义的类是 ES6 的语法，需要在支持该语法的环境中运行。

3. 抽象类的应用场景

抽象类在实际开发中有很多应用场景。下面列举了一些常见的应用场景：

3.1 定义公共的接口或规范

抽象类可以用来定义一些公共的接口或规范，子类必须实现这些接口或规范。这样可以确保子类都具有一些共同的属性和方法，并且符合统一的规范，提高代码的可维护性和复用性。

3.2 创建框架或库

在开发框架或库时，抽象类经常用于定义一些公共的算法或功能，然后由子类来提供具体的实现。这样可以避免框架或库的代码重复，提高代码的可扩展性和灵活性。

3.3 预防子类不完整实现

通过抽象类，可以在抽象方法中抛出错误，提示子类必须实现这些抽象方法。这样可以避免子类不完整实现抽象类的问题，提高代码的可靠性和稳定性。

3.4 类型检查和多态

抽象类可以用来进行类型检查，比如判断一个对象是否是某个抽象类的实例。另外，抽象类还可以用于实现多态，通过抽象类的引用来调用子类的方法。

4. 总结

抽象类是一种不能直接实例化的类，在 JavaScript 中可以通过函数和原型链、class 和 extends 等方式来模拟实现抽象类的功能。抽象类可以用于定义一些公共的接口或规范，创建框架或库，预防子类不完整实现，进行类型检查和多态等场景。通过使用抽象类，可以提高代码的可维护性、复用性和可靠性，并且保证子类都符合统一的规范。正因为如此，抽象类在面向对象编程中扮演了重要的角色。

以上就是关于 JavaScript 中抽象类的详细介绍。通过本文的学习，相信你对抽象类的概念、实现方法和应用场景有了更深入的了解。在实际开发中，可以根据具体的需求和情况，选择适合的方式来实现抽象类的功能。在设计抽象类时，需要考虑以下几点：

抽象类中的抽象方法不能有具体的实现，只能定义方法的签名。
如果子类继承了抽象类，必须实现抽象方法，否则会报错。
抽象类可以包含具体的方法，子类可以选择性地重写或继承这些方法。
抽象类不能被直接实例化，只能作为基类被继承。

下面是一个更复杂的示例，使用方式一来实现抽象类的功能：

// 定义抽象类 Animal
function Animal(name) {
    if (new.target === Animal) {
        throw new Error("Cannot instantiate abstract class");
    }
    this.name = name;
}

// 定义抽象方法
Animal.prototype.sayName = function() {
    throw new Error("Method 'sayName' must be implemented");
};

// 定义子类 Cat
function Cat(name) {
    Animal.call(this, name);
}

Cat.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Cat.prototype.constructor = Cat;

// 子类实现抽象方法
Cat.prototype.sayName = function() {
    console.log("Meow, my name is " + this.name);
};

// 实例化子类
var cat = new Cat("Tom");
cat.sayName();  // 输出：Meow, my name is Tom

在上面的示例中，我们定义了一个抽象类 Animal 和它的子类 Cat。在抽象类中，我们定义了抽象方法 sayName，子类 Cat 继承了抽象类，并重写了抽象方法。

通过调用子类的实例方法 sayName，我们可以看到输出了正确的结果。

总之，抽象类是一种不能直接实例化的类，它提供了一些公共的属性和方法的定义，但不能被直接使用。在 JavaScript 中，我们可以通过一些技巧来模拟实现抽象类的功能。抽象类在实际开发中有很多应用场景，可以用来定义公共的接口或规范，创建框架或库，预防子类不完整实现，进行类型检查和多态等。通过使用抽象类，可以提高代码的可维护性、复用性和可靠性，并且保证子类都符合统一的规范。