Private Elemente

class ClassWithPrivate {
  #privateField;
  #privateFieldWithInitializer = 42;

  #privateMethod() {
    // …
  }

  static #privateStaticField;
  static #privateStaticFieldWithInitializer = 42;

  static #privateStaticMethod() {
    // …
  }
}

Es gibt einige zusätzliche Syntaxbeschränkungen:

• Alle innerhalb einer Klasse deklarierten privaten Bezeichner müssen einzigartig sein. Der Namensraum wird zwischen statischen und Instanz-Elementen geteilt. Die einzige Ausnahme ist, wenn die beiden Deklarationen ein Getter-Setter-Paar definieren.
• Der private Bezeichner kann nicht #constructor sein.

Die meisten Klassenelemente haben ihre privaten Gegenstücke:

• Private Felder
• Private Methoden
• Private statische Felder
• Private statische Methoden
• Private Getter
• Private Setter
• Private statische Getter
• Private statische Setter

Diese Funktionen werden zusammenfassend als private Elemente bezeichnet. Allerdings können Konstruktoren in JavaScript nicht privat sein. Um zu verhindern, dass Klassen außerhalb der Klasse instanziiert werden, müssen Sie eine private Flagge verwenden.

Private Elemente werden mit # Namen (ausgesprochen „Hash-Namen“) deklariert, d.h. Bezeichner, die mit # beginnen. Das Hash-Präfix ist ein wesentlicher Bestandteil des Eigenschaftennamens — man kann es mit der alten Unterstrich-Präfix-Konvention _privateField in Verbindung bringen — aber es ist keine gewöhnliche Zeichenfolgen-Eigenschaft, daher kann man nicht dynamisch mit der Klammer-Notation darauf zugreifen.

Es ist ein Syntaxfehler, auf #-Namen außerhalb der Klasse zu verweisen. Es ist auch ein Syntaxfehler, auf private Elemente zu verweisen, die nicht im Klassenrumpf deklariert wurden, oder zu versuchen, deklarierte Elemente mit delete zu entfernen.

class ClassWithPrivateField {
  #privateField;

  constructor() {
    delete this.#privateField; // Syntax error
    this.#undeclaredField = 42; // Syntax error
  }
}

const instance = new ClassWithPrivateField();
instance.#privateField; // Syntax error

JavaScript, als dynamische Sprache, ist in der Lage, diese Überprüfung zur Kompilierzeit durchzuführen, dank der speziellen Hash-Bezeichner-Syntax, die sie auf der Syntaxebene von normalen Eigenschaften unterscheidet.

Wenn Sie auf ein privates Element von einem Objekt zugreifen, das das Element nicht hat, wird ein TypeError ausgelöst, anstatt wie bei normalen Eigenschaften undefined zurückzugeben.

class C {
  #x;

  static getX(obj) {
    return obj.#x;
  }
}

console.log(C.getX(new C())); // undefined
console.log(C.getX({})); // TypeError: Cannot read private member #x from an object whose class did not declare it

Dieses Beispiel zeigt auch, dass Sie auf private Elemente innerhalb von statischen Funktionen und auch auf extern definierte Instanzen der Klasse zugreifen können.

Sie können den in Operator verwenden, um zu überprüfen, ob ein extern definiertes Objekt ein privates Element besitzt. Dies gibt true zurück, wenn das private Feld oder die private Methode existiert, und false andernfalls.

class C {
  #x;
  constructor(x) {
    this.#x = x;
  }
  static getX(obj) {
    if (#x in obj) return obj.#x;

    return "obj must be an instance of C";
  }
}
console.log(C.getX(new C("foo"))); // "foo"
console.log(C.getX(new C(0.196))); // 0.196
console.log(C.getX(new C(new Date()))); // the current date and time
console.log(C.getX({})); // "obj must be an instance of C"

Beachten Sie einen Korollar aus privaten Namen, die immer vor-deklariert und nicht löschbar sind: Wenn Sie festgestellt haben, dass ein Objekt ein privates Element der aktuellen Klasse besitzt (entweder aus einem try...catch oder einer in-Prüfung), muss es alle anderen privaten Elemente besitzen. Dass ein Objekt die privaten Elemente einer Klasse besitzt, bedeutet in der Regel, dass es von dieser Klasse konstruiert wurde (obwohl nicht immer).

Private Elemente sind kein Teil des prototypischen Vererbung-Modells, da sie nur innerhalb des Körper der aktuellen Klasse zugänglich sind und nicht von Unterklassen geerbt werden. Private Elemente mit demselben Namen in verschiedenen Klassen sind völlig unterschiedlich und arbeiten nicht miteinander. Betrachten Sie sie als externe Metadaten, die an jede Instanz angehängt und von der Klasse verwaltet werden. Aus diesem Grund klont structuredClone() keine privaten Elemente und Object.freeze() sowie Object.seal() haben keine Auswirkungen auf private Elemente.

Für weitere Informationen darüber, wie und wann private Felder initialisiert werden, siehe öffentliche Klassenfelder.

Private Felder umfassen private Instanzfelder und private statische Felder. Private Felder sind nur innerhalb der Klassendeklaration zugänglich.

Private Instanzfelder

Wie ihre öffentlichen Gegenstücke, private Instanzfelder:

• werden hinzugefügt, bevor der Konstruktor in einer Basisklasse ausgeführt wird oder unmittelbar nachdem super() in einer Unterklasse aufgerufen wurde, und
• sind nur auf Instanzen der Klasse verfügbar.

class ClassWithPrivateField {
  #privateField;

  constructor() {
    this.#privateField = 42;
  }
}

class Subclass extends ClassWithPrivateField {
  #subPrivateField;

  constructor() {
    super();
    this.#subPrivateField = 23;
  }
}

new Subclass(); // In some dev tools, it shows Subclass {#privateField: 42, #subPrivateField: 23}

Zurückgeben eines überschreibenden Objekts

Ein Konstruktor einer Klasse kann ein anderes Objekt zurückgeben, das als neues this für den Konstruktor der abgeleiteten Klasse verwendet wird. Die abgeleitete Klasse kann dann private Felder auf diesem zurückgegebenen Objekt definieren — was bedeutet, dass es möglich ist, private Felder auf nicht verwandte Objekte zu "stempeln".

class Stamper extends class {
  // A base class whose constructor returns the object it's given
  constructor(obj) {
    return obj;
  }
} {
  // This declaration will "stamp" the private field onto the object
  // returned by the base class constructor
  #stamp = 42;
  static getStamp(obj) {
    return obj.#stamp;
  }
}

const obj = {};
new Stamper(obj);
// `Stamper` calls `Base`, which returns `obj`, so `obj` is
// now the `this` value. `Stamper` then defines `#stamp` on `obj`

console.log(obj); // In some dev tools, it shows {#stamp: 42}
console.log(Stamper.getStamp(obj)); // 42
console.log(obj instanceof Stamper); // false

// You cannot stamp private elements twice
new Stamper(obj); // Error: Initializing an object twice is an error with private fields

Private statische Felder

Wie ihre öffentlichen Gegenstücke, private statische Felder:

• werden zur Klassenkonstruktorzeit zur Klasse hinzugefügt, und
• sind nur auf der Klasse selbst verfügbar.

class ClassWithPrivateStaticField {
  static #privateStaticField = 42;

  static publicStaticMethod() {
    return ClassWithPrivateStaticField.#privateStaticField;
  }
}

console.log(ClassWithPrivateStaticField.publicStaticMethod()); // 42

Es gibt eine Einschränkung für private statische Felder: Nur die Klasse, die das private statische Feld definiert, kann auf das Feld zugreifen. Dies kann zu unerwartetem Verhalten führen, wenn this verwendet wird. Im folgenden Beispiel bezieht sich this auf die Subclass Klasse (nicht auf die ClassWithPrivateStaticField Klasse), wenn wir versuchen, Subclass.publicStaticMethod() aufzurufen, und verursacht daher einen TypeError.

class ClassWithPrivateStaticField {
  static #privateStaticField = 42;

  static publicStaticMethod() {
    return this.#privateStaticField;
  }
}

class Subclass extends ClassWithPrivateStaticField {}

Subclass.publicStaticMethod(); // TypeError: Cannot read private member #privateStaticField from an object whose class did not declare it

Dies ist das gleiche, wenn Sie die Methode mit super aufrufen, da super-Methoden nicht mit der Superklasse als this aufgerufen werden.

class ClassWithPrivateStaticField {
  static #privateStaticField = 42;

  static publicStaticMethod() {
    // When invoked through super, `this` still refers to Subclass
    return this.#privateStaticField;
  }
}

class Subclass extends ClassWithPrivateStaticField {
  static callSuperMethod() {
    return super.publicStaticMethod();
  }
}

Subclass.callSuperMethod(); // TypeError: Cannot read private member #privateStaticField from an object whose class did not declare it

Es wird empfohlen, auf private statische Felder immer über den Klassennamen zuzugreifen und nicht über this, damit die Vererbung die Methode nicht unterbricht.

Private Methoden umfassen private Instanzmethoden und private statische Methoden. Private Methoden sind nur innerhalb der Klassendeklaration zugänglich.

Private Instanzmethoden

Im Gegensatz zu ihren öffentlichen Gegenstücken, private Instanzmethoden:

• werden unmittelbar bevor die Instanzfelder installiert, installiert, und
• sind nur auf Instanzen der Klasse und nicht auf ihrer .prototype-Eigenschaft verfügbar.

class ClassWithPrivateMethod {
  #privateMethod() {
    return 42;
  }

  publicMethod() {
    return this.#privateMethod();
  }
}

const instance = new ClassWithPrivateMethod();
console.log(instance.publicMethod()); // 42

Private Instanzmethoden können Generator-, asynchrone oder asynchrone Generatorfunktionen sein. Private Getter und Setter sind ebenfalls möglich und folgen den gleichen Syntaxanforderungen wie ihre öffentlichen Getter und Setter Gegenstücke.

class ClassWithPrivateAccessor {
  #message;

  get #decoratedMessage() {
    return `🎬${this.#message}🛑`;
  }
  set #decoratedMessage(msg) {
    this.#message = msg;
  }

  constructor() {
    this.#decoratedMessage = "hello world";
    console.log(this.#decoratedMessage);
  }
}

new ClassWithPrivateAccessor(); // 🎬hello world🛑

Im Gegensatz zu öffentlichen Methoden sind private Methoden nicht auf der .prototype-Eigenschaft ihrer Klasse zugänglich.

class C {
  #method() {}

  static getMethod(x) {
    return x.#method;
  }
}

console.log(C.getMethod(new C())); // [Function: #method]
console.log(C.getMethod(C.prototype)); // TypeError: Receiver must be an instance of class C

Private statische Methoden

Wie ihre öffentlichen Gegenstücke, private statische Methoden:

• werden zur Klassenkonstruktorzeit zur Klasse hinzugefügt, und
• sind nur auf der Klasse selbst verfügbar.

class ClassWithPrivateStaticMethod {
  static #privateStaticMethod() {
    return 42;
  }

  static publicStaticMethod() {
    return ClassWithPrivateStaticMethod.#privateStaticMethod();
  }
}

console.log(ClassWithPrivateStaticMethod.publicStaticMethod()); // 42

Private statische Methoden können Generator-, asynchrone oder asynchrone Generatorfunktionen sein.

Die zuvor erwähnte Einschränkung für private statische Felder gilt auch für private statische Methoden und kann ebenfalls zu unerwartetem Verhalten führen, wenn this verwendet wird. Im folgenden Beispiel bezieht sich this auf die Subclass Klasse (nicht auf die ClassWithPrivateStaticMethod Klasse), wenn wir versuchen, Subclass.publicStaticMethod() aufzurufen, und verursacht daher einen TypeError.

class ClassWithPrivateStaticMethod {
  static #privateStaticMethod() {
    return 42;
  }

  static publicStaticMethod() {
    return this.#privateStaticMethod();
  }
}

class Subclass extends ClassWithPrivateStaticMethod {}

console.log(Subclass.publicStaticMethod()); // TypeError: Cannot read private member #privateStaticMethod from an object whose class did not declare it

Viele andere Sprachen bieten die Möglichkeit, einen Konstruktor als privat zu kennzeichnen, was verhindert, dass die Klasse außerhalb der Klasse selbst instanziiert wird — Sie können nur statische Fabrikmethoden verwenden, die Instanzen erstellen, oder gar keine Instanzen erstellen. JavaScript hat keine native Möglichkeit, dies zu tun, aber es kann durch die Verwendung einer privaten statischen Flag implementiert werden.

class PrivateConstructor {
  static #isInternalConstructing = false;

  constructor() {
    if (!PrivateConstructor.#isInternalConstructing) {
      throw new TypeError("PrivateConstructor is not constructable");
    }
    PrivateConstructor.#isInternalConstructing = false;
    // More initialization logic
  }

  static create() {
    PrivateConstructor.#isInternalConstructing = true;
    const instance = new PrivateConstructor();
    return instance;
  }
}

new PrivateConstructor(); // TypeError: PrivateConstructor is not constructable
PrivateConstructor.create(); // PrivateConstructor {}

• Verwenden von Klassen Leitfaden
• Klassen
• Öffentliche Klassenfelder
• class
• Private Syntax FAQ im TC39-Klassenfelder-Vorschlag
• Die Semantik aller JS-Klassenelemente von Shu-yu Guo (2018)
• Öffentliche und private Klassenfelder auf v8.dev (2018)