Classi astratte in TypeScript: metodi, proprietà e interfacce

Una classe astratta è una classe base marcata abstract. Non si può creare con new e può dichiarare metodi abstract senza corpo, che ogni sottoclasse deve implementare.

abstract class Shape {
    abstract area(): number; // no body: subclasses provide it

    describe(): string {
        // Concrete methods can call abstract ones.
        return `${this.constructor.name} with area ${this.area().toFixed(2)}`;
    }
}

class Circle extends Shape {
    constructor(private r: number) {
        super();
    }
    area(): number {
        return Math.PI * this.r ** 2;
    }
}

class Rect extends Shape {
    constructor(private w: number, private h: number) {
        super();
    }
    area(): number {
        return this.w * this.h;
    }
}

const shapes: Shape[] = [new Circle(1), new Rect(2, 3)];
for (const s of shapes) console.log(s.describe());
// Circle with area 3.14
// Rect with area 6.00

Shape condivide describe() con ogni sottoclasse e obbliga ciascuna a fornire area(). Il tipo Shape[] contiene qualsiasi mix di sottoclassi.

Una classe astratta non si può istanziare

Chiamare new su una classe astratta è un errore di compilazione, perché l'oggetto avrebbe metodi senza implementazione:

// This does not compile: Shape is abstract.
abstract class Shape {
    abstract area(): number;
}

const s = new Shape();
console.log(s.area());

index.ts(6,11): error TS2511: Cannot create an instance of an abstract class.

È una regola di compilazione. abstract sparisce dall'output, quindi la Shape emessa è una normale classe JavaScript e del codice JavaScript non tipizzato potrebbe comunque chiamare new Shape(). Quando una libreria ha bisogno di una protezione a runtime, il costruttore può controllare new.target:

abstract class Plugin {
    constructor() {
        if (new.target === Plugin) {
            throw new TypeError("Plugin is abstract; extend it");
        }
    }
    abstract run(): string;
}

class Hello extends Plugin {
    run(): string {
        return "hello";
    }
}

console.log(new Hello().run()); // hello

Metodi e proprietà astratti

Una sottoclasse deve implementare ogni membro astratto, oppure essere astratta a sua volta. Dimenticarne uno è l'errore TS2515, che suona come Non-abstract class 'Square' does not implement inherited abstract member area from class 'Shape', oppure TS2654, che li elenca tutti quando ne mancano diversi.

Campi, getter e metodi possono essere tutti astratti, e possono essere protected:

abstract class Report {
    abstract readonly title: string;          // abstract property
    protected abstract rows(): string[];      // only for subclasses

    abstract get footer(): string;            // abstract getter

    render(): string {
        return [this.title, ...this.rows(), this.footer].join("\n");
    }
}

class SalesReport extends Report {
    readonly title = "Sales Q1";

    protected rows(): string[] {
        return ["Jan: 120", "Feb: 95", "Mar: 140"];
    }

    get footer(): string {
        return "Total: 355";
    }
}

console.log(new SalesReport().render());

Un metodo astratto non ha corpo; scriverne uno è l'errore TS1245 (Method 'x' cannot have an implementation because it is marked abstract). Una classe astratta non deve per forza avere membri astratti: abstract da solo impedisce semplicemente l'istanziazione diretta.

Il pattern template method

È il motivo più comune per scrivere una classe astratta: la classe base fissa l'ordine dei passaggi e ogni sottoclasse riempie i passaggi che cambiano.

abstract class Importer<T> {
    // The algorithm lives here, once.
    import(raw: string): T[] {
        const lines = raw.trim().split("\n");
        const records = lines.map((line) => this.parse(line));
        return records.filter((r) => this.isValid(r));
    }

    protected abstract parse(line: string): T;

    // A default subclasses may override.
    protected isValid(_record: T): boolean {
        return true;
    }
}

type Person = { name: string; age: number };

class PersonImporter extends Importer<Person> {
    protected parse(line: string): Person {
        const [name, age] = line.split(",");
        return { name, age: Number(age) };
    }

    protected override isValid(p: Person): boolean {
        return !Number.isNaN(p.age);
    }
}

console.log(new PersonImporter().import("Ada,36\nBob,x\nCy,29"));
// [ { name: 'Ada', age: 36 }, { name: 'Cy', age: 29 } ]

Le classi astratte possono essere generiche, come qui, così ogni sottoclasse sceglie il tipo di record.

Tipi di costruttore astratti

Per una classe astratta, typeof Shape è un costruttore che non puoi chiamare, quindi un parametro tipizzato typeof Shape non può fare new c(). Quando una funzione deve accettare classi astratte (per esempio per registrarle o controllare instanceof), tipizzala con una firma di costruzione astratta:

abstract class Animal {
    abstract sound(): string;
}
class Dog extends Animal {
    sound(): string {
        return "woof";
    }
}

type AbstractCtor<T> = abstract new (...args: never[]) => T;
type Ctor<T> = new () => T;

function isKind<T>(value: unknown, kind: AbstractCtor<T>): value is T {
    return value instanceof kind;
}

function create<T>(kind: Ctor<T>): T {
    return new kind();
}

const pet = create(Dog);     // fine: Dog is concrete
console.log(pet.sound());    // woof
console.log(isKind(pet, Animal), isKind("cat", Animal)); // true false
// create(Animal) is an error: Animal is abstract

abstract new accetta sia classi astratte sia concrete; new da solo accetta solo quelle concrete.

Classe astratta vs interfaccia

La regola pratica: un'interfaccia quando devi solo descrivere una forma (il caso più comune, e funziona anche con gli oggetti letterali), una classe astratta quando le sottoclassi condividono un'implementazione reale e vuoi che il compilatore le obblighi a riempire i vuoti. Le due si combinano bene: un'interfaccia per il contratto pubblico, una classe astratta come base comoda che la implementa. Vedi interfacce vs tipi per l'altro confronto frequente.

Errori comuni

• Usare una classe astratta dove basterebbe un'interfaccia. Se la classe base non contiene codice, è un'interfaccia con peso extra a runtime e il limite dell'ereditarietà singola.
• Provare static abstract. Non è consentito. I membri statici non possono essere astratti.
• Aspettarsi un errore a runtime da new su una classe astratta. Non c'è, a meno che tu non scriva il controllo su new.target.
• Chiamare un metodo astratto dal costruttore della classe base. Viene eseguito prima che i campi della sottoclasse siano inizializzati, quindi l'implementazione li vede come undefined.