クラスとインタフェース TypeScript & Angular 勉強会 #5 #TypeScript

演習問題回答

Typescriptのクラスの特徴

C# から受け継いだ、Java/Delphiの流れを受け継いだクラスベースのオブジェクト指向
- 継承、インタフェース、アノテーション
Javascript から展開された、プロトタイプベースのオブジェクト指向
- ミックスイン

の双方の影響を受けている

クラス記法

class Position { //クラスの宣言
  constructor (
    private x: number, //コンストラクタでの引数宣言と、クラスのメンバ宣言を同時に行うこともできる
    private y: number
  )

  private member: number //メンバ変数の宣言

  protected member_protected: string //protected
  public member_public: Object //public, デフォルトのアクセス指定子
  private readonly member_ro: boolean //readonly

  public method(arg: number): string { //メンバー関数
     return arg.toString()
  }

}

let pos = new Position(100, 200) //x:100, y:200 のPositionをnewする

継承と抽象クラス

extends キーワードにより継承によるクラスの拡張を行うことができます。

//麻雀牌
class Tiles {
}

//数牌
class Suites extends Tiles {
  protected num: number = 1
}

//萬子
class Characters extends Suites {
  public printTile(): void {
     console.log("")
  }
}

let character = new Characters()

本来は、萬子以外の牌がインスタンス化されることはないので、 abstract キーワードで抽象クラスにします。

//麻雀牌
abstract class Tiles {
}

//数牌
abstract class Suites extends Tiles {
  protected num: number = 1
}

//萬子
class Characters extends Suites {
}

let suit = new Suites() // Cannot create an instance of an abstract class.(2511)

super() による親クラスコンストラクタの呼び出し

現在の実装だと、数字が1の数牌しか定義できないので、コンストラクタを追加しましょう。

//麻雀牌
abstract class Tiles {
}

//数牌
abstract class Suites extends Tiles {
  constructor(
    protected num: number
    ) {
    super() //継承クラスでコンストラクタを定義した場合、親のコンストラクタをsuperで呼び出す必要がある
  }
}

//萬子
class Characters extends Suites {
}

let ch = new Characters(1) //明示的にコンストラクタを定義しない場合、暗黙的に親クラスのコンストラクタを利用できる

ついでに赤牌も定義しておきましょう。

class RedCharacters extends Characters {
  constructor(){
    super(5) //赤牌は5限定なので親クラスコンストラクタをパラメータ付きで呼び出す
  }
}

super による親メソッド呼び出し

牌の種別を文字列で出力する関数を考えましょう。
五萬赤牌は、継承元のprintメソッドを使いたいため、superで親メソッドにアクセスしています。

//萬子
class Characters extends Suites {
  print(): string{
    return `${this.num}萬`
  }
}

//五萬赤
class RedCharacters extends Characters {
  constructor(){
    super(5) //赤牌は5限定なので親クラスコンストラクタをパラメータ付きで呼び出す
  }

  print(): string{
    return `${super.print()} 赤`
  }
}

戻り値の型としての this

自分自身と同じものを作成する関数 clone を考えます。

共通の関数なので、大本の Tiles に作成することにしましょう。

abstract class Tiles {
  public clone():Tiles {
    return {...this}
  }
}

//数牌
abstract class Suites extends Tiles {
  constructor(
    protected num: number
    ) {
    super()
  }
}

//萬子
class Characters extends Suites {
  print(): string{
    return `${this.num}萬`
  }
}

//五萬赤
class RedCharacters extends Characters {
  constructor(){
    super(5) //赤牌は5限定なので親クラスコンストラクタをパラメータ付きで呼び出す
  }

  print(): string{
    return `${super.print()} 赤`
  }
}

let ch = new Characters(1)
let ch2:Characters = ch.clone() //Type 'Tiles' is missing the following properties from type 'Characters': print, num(2739)

しかしその場合、継承先クラスでも親クラスを返してしまうため、コンパイルエラーとなります。

ここで、thisを用いた型づけをすると、継承先のクラスの型をリターンするようになるため、エラーを発生させずに実装できます。

abstract class Tiles {
  public clone():this{
    return {...this}
  }
}

インタフェース

インタフェースは、実装を持たずに型の宣言のみを持ったクラスです。

interface LogItem {
  message: string,
  type: number,
  print: () => string
}

実際のところ、以下の型エイリアスとかなり似ており、いくつかの違いを除いてほぼ同一に扱うことができます。

type LogItem = {
  message: string,
  type: number,
  print: () => string
}

インタフェースも継承させることができます。

interface UILogItem extends LogItem {
  element: Element
}

型エイリアスとインタフェース

型エイリアスとインタフェースは大きく3つの違いがあります。

型エイリアスでしか表現できない型がある

インタフェースは、あくまでにObject型のようにアトリビュートを持った型の構造を規定するものです。
つまり、以下のような構造を持たない型については、interfaceは宣言する術を持ちません。

type numberAlias = number
type Direction = "東" | "南" | "西" | "北"

インタフェースは拡張時に拡張元の型が割り当て可能かを厳密に判断する

以下のようなインタフェース宣言は不可能です。

interface LogItem {
  message: string,
  type: number,
  print: () => string
}

interface UILogItem extends LogItem { //Interface 'UILogItem' incorrectly extends interface 'LogItem'.
  print: () => Element
}

なぜなら、拡張元のインタフェース LogItem が、拡張先のインタフェース UILogItem に代入できなくなっているからです。

似たようなことを型エイリアスでやってみます。

type UILogItem2 = LogItem & {print: () => Element}

この場合、コンパイルエラーは発生せず、うまくマージされた型を作ってくれます。

インタフェース宣言は、マージされる

インタフェースは以下のように分割して定義しても、コンパイル時にマージされます。

interface Animal {
  name: string
}

interface Animal {
  canFly: boolean
}

let animal: Animal = {
  name: "Lion",
  canFly: false
}

インタフェース宣言の実装

インタフェース宣言は、型エイリアス同様に型定義として利用できますが、クラスに対する制約としても定義できます。
インタフェースは extends ではなく、 implements です。

interface Animal {
  name: string
}

interface Animal {
  canFly: boolean
}

class Cat implements Animal {
  constructor(
    public name: string,
    public canFly: boolean) {
  }
}

また、インタフェースは複数を実装することも普通です。

interface Animal {
  name: string
  canFly: boolean
}

interface Pet {
  ownerName: string
  nickname: string
}


class Cat implements Animal, Pet {
  constructor(
    public name: string,
    public nickname: string,
    public ownerName: string,
    public canFly: boolean) {
  }
}

この「複数のインタフェースを持てる」という部分が、今後説明する設計パターンを活用する上での重要なポイントになります。

演習問題

麻雀牌のクラスを役牌含めて完成させてください。
継承、インタフェース、抽象クラスなど、今回説明したものは何でも用いてOKです。
（途中実装が資料にありますが、それを無視しても構いません）