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Ao criar uma classe em Javascript cujos atributos e métodos são todos estáticos (por exemplo, para o armazenamento de configurações predefinidas para um jogo), eu gostaria de saber se é possível definir a classe como abstrata de forma similar ao que pode ser realizado em outras linguagens (em que a cláusula 'abstract' está disponível ou em que se pode simplesmente definir o construtor como protegido).

Em outras palavras: considerando este exemplo disponível no JSFiddle, é possível impedir a construção de instâncias da classe 'StaticTest' (na linha 36)? Se o construtor (linha 7) não for definido, o código não executa (gerando a exceção "Uncaught ReferenceError: StaticTest is not defined").

// INICIO - Apenas para evitar poluir o espaço global
(function(){

    /**
     * Construtor da classe (é realmente necessário?).
     */
    var AbstractTest = function() {
    };

    /**
     * Atributo com o texto de teste.
     */
    AbstractTest.Attribute = "O atributo diz: Olá Planeta!";

    /**
     * Método que retorna o texto do teste.
     * @return String com o texto de teste.
     */
    AbstractTest.Method = function() {
        return "O método diz: Olá Mundo!";
    }

    // Atribui a classe ao escopo global 'window'
    window.AbstractTest = AbstractTest;

// FIM - Apenas para evitar poluir o espaço global
}());

/**
 * Função de teste de instanciação.
 * @return String com o texto de teste de uma instância criada.
 */
window.testInstantiation = function() {

    // A dúvida é sobre a possibilidade de impedir a execução dessa linha:
    var oTest = new AbstractTest();

    oTest.Attribute = "O atributo na nova instância diz: Olá Brasil!";
    return oTest.Attribute + " e " + AbstractTest.Attribute;
}

Observação: a pergunta é apenas uma curiosidade sobre as características da linguagem; não que a possibilidade de instanciação da classe seja necessariamente um problema.

EDIT: Alterado para corrigir e usar o termo "abstrato" no lugar de "estático".

1
  • 1
    +1 porque é uma boa pergunta! Porém, vou acrescentar uma resposta para definir alguns conceitos que estão misturados na pergunta.
    – utluiz
    Commented 14/01/2014 às 11:18

4 Respostas 4

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É possível criar um objeto imutável em JavaScript através do método Object.freeze, e uma referência imutável através do método Object.defineProperty:

// Atribui a classe ao escopo global 'window'
Object.freeze(StaticTest);
Object.defineProperty(window, "StaticTest", { 
    value:StaticTest,
    configurable:false,
    writable:false
});

// Todas essas tentativas vão falhar silenciosamente:
// (ou lançar uma exceção, se o modo "strict" estiver ativado)
StaticTest = outroObjeto;
window.StaticTest = outroObjeto;
StaticTest.StaticAttribute = outroValor;
delete StaticTest.StaticAttribute;

Quanto a impedir que um objeto seja herdado, não conheço nenhum meio de se fazer isso, e creio que não seja possível de todo.

OO Clássica vs. Prototípica

Repare que você perguntou sobre classes, mas dei minha resposta falando apenas de objetos. Por que? Simplesmente porque, estritamente falando, JavaScript não possui o conceito de "classes".

Na orientação por objetos clássica, utilizada pela grande maioria das linguagens que segue esse paradigma, classes e objetos (ou instâncias) são conceitos distintos: a classe define a "estrutura" e "comportamento" de seus objetos, e cada objeto pertence a uma única classe. Classe herda de classe, de modo que as instâncias da classe específica tenham estrutura e comportamento semelhantes às instâncias da classe geral.

Na OO prototípica, existem apenas objetos. Um objeto define sua própria estrutura e comportamento, de modo independente dos demais. Para reutilizar essas características em outros objetos, estes herdam diretamente do objeto existente (aqui chamado protótipo), modificando o que quiser e mantendo (compartilhando) o restante. Não existem classes, apenas funções construtoras.

Herança em JavaScript

Por razões históricas, embora conceitualmente JavaScript seja uma linguagem que segue a OO prototípica, a sintaxe dela tenta "esconder" o fato - tornando-a mais parecida um pouco com a clássica. O resultado é uma "salada", como exemplificarei a seguir:

// Objeto simples: sem classe, sem construtor
var obj = {
    atributo:"planeta",
    metodo:function() {
        return "Olá, " + this.atributo + "!";
    }
}

// Construindo um objeto que herda de "obj"
function herdarDeObj() { }
herdarDeObj.prototype = obj;

var obj2 = new herdarDeObj();
alert(obj2.metodo()); // "Olá, planeta!"
obj2.atributo = "mundo";
alert(obj2.metodo()); // "Olá, mundo!"

alert( obj.isPrototypeOf(obj2) ); // true
alert( obj === Object.getPrototypeOf(obj2) ); // true

// Sintaxe confusa
alert( obj === obj2.prototype ); // false
alert( obj2.prototype ); // undefined

alert( obj === herdarDeObj.prototype ); // true
alert( obj === Object.getPrototypeOf(herdarDeObj) ); // false
alert( Object.getPrototypeOf(herdarDeObj) ); // function Empty() {}
                                             // (varia conforme o browser)

alert( obj2 instanceof obj ); // false
alert( obj2 instanceof herdarDeObj ); // true
herdarDeObj.foo = "bar";
alert( obj2.foo ); // undefined
obj.foo = "baz";
alert( obj2.foo ); // "baz"

Como você pode ver, temos dois objetos obj e obj2 em que o segundo herda do primeiro (ou: o primeiro é protótipo do segundo). Entretanto, JavaScript "esconde" essa relação simples, forçando-nos a criar um método construtor, atribuir-lhe a propriedade prototype e invocá-lo através da palavra-chave new.

Mas note que obj não é protótipo de herdarDeObj - ele é protótipo dos objetos construídos através do comando new herdarDeObj(). O construtor é uma função normal, tanto é que seu protótipo é a "função vazia".

Provavelmente devido a esse fato (do construtor definir tudo a respeito do objeto - tanto os atributos iniciais, colocados no corpo do construtor através de this.atr = val, quanto o protótipo, aquele de quem o objeto vai herdar) as pessoas confundem-o com a "classe" do objeto. E pela conveniência que esse método construtor oferece, raramente alguém usa [explicitamente] a herança prototípica na prática, tanto é que há planos para se introduzir os conceitos da OO clássica nas versões futuras de JavaScript. Talvez algum dia, isso que você pergunta seja de fato possível.

Conclusão

Como não existem classes em JavaScript, não faz sentido falar em "classes estáticas" (nem mesmo "atributos estáticos" ou "atributos de classe"). Se você quer expor uma coleção de atributos e métodos por meio de um determinado nome, o mais natural é fazer isso usando um objeto simples:

window.StaticTest = {
    StaticAttribute:"O atributo estático diz: Olá Planeta!",
    StaticMethod:function() {
        return "O método estático diz: Olá Mundo!";
    }
};

Você pode tornar o objeto e a referência imutáveis, como já expliquei, mas não pode impedir outros objeto de herdarem dele: qualquer um pode criar uma nova função construtora, atribuir StaticTest como seu prototype e chamar essa função - produzindo objetos que herdam de StaticTest.

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  • Talvez eu não tenha me explicado corretamente, mas a ideia da pergunta é saber se existe uma forma de impedir a execução do "new" (ou seja, impedir a instanciação de novos objetos). Ainda assim, +1 pelas informações sobre como torná-lo imutável. :) Commented 14/01/2014 às 11:40
  • Outra coisa: uma classe abstrata (em Java, por exemplo) não impede sua herança. Quando eu fiz a pergunta, não tinha essa preocupação em mente também. Mas, novamente, valeu pelas explicações detalhadas. Commented 14/01/2014 às 11:42
  • @LuizVieira para impedir a execução do "new" creio que o melhor que se pode fazer é lançar uma exceção no construtor se a instância "singleton" já existir. E é fácil herdar do singleton, como explicado na resposta, então se isso não é uma preocupação pra você, tanto melhor!
    – mgibsonbr
    Commented 14/01/2014 às 11:51
  • 1
    Neste caso, usar um objeto literal ou lançar uma exceção no construtor dá na mesma (new MeuLiteral também lança exceção, pois o objeto não é uma função).
    – bfavaretto
    Commented 14/01/2014 às 13:41
8

Há uma séria confusão aqui sobre conceitos de classes e membros (atributos) na pergunta.

Atributos estáticos

São aqueles que, independentemente da instância da classe/função utilizada, retornam o mesmo valor ou mesma instância de objeto.

O melhor exemplo disso em Javascript é o uso do prototype, como podemos ver na resposta do @mgibsonbr.

Objetos imutáveis, invariantes ou constantes

Não podemos confundir estático com imutável. Em Java, por exemplo, um atributo ou variável imutável é declarado com final e não com static.

Em javascript, parece que a melhor opção é o Object.freeze, como podemos ver na resposta do @mgibsonbr.

Visibilidade

Foi citado na pergunta a questão de impedir a instanciação externa da classe. Em linguagens como Java, isso é obtido criando um construtor private. Veja, novamente, que isso não tem a ver com os conceitos de estático ou imutável.

Conclusão

Para alcançar seu objetivo, usar uma configuração única, minha sugestão é simplesmente usar uma variável global.

Existem algumas técnicas mais avançadas de como implementar o padrão de projeto Singleton em Javascript (aqui, aqui e aqui), mas se você tem o controle do código, basta definir um padrão de acesso se segui-lo por todo o desenvolvimento. Não existe técnica que o salve de não seguir seu próprio design, então não gaste muito tempo protegendo seu código de você mesmo.

Por outro lado, para a criação de bibliotecas, frameworks e APIs a história é outra.

10
  • 4
    "não gaste muito tempo protegendo seu código de você mesmo" excelente conselho, uma coisa é você tornar mais difícil os erros acidentais (por você mesmo ou por sua equipe), outra é querer tornar o código "à prova de idiotas". Existem limites pro que pode ser feito para proteger o código (mesmo em se tratando de APIs), é melhor fazer o que parece razoável e deixar o resto solto (i.e. concordo com sua sugestão de usar uma global, opcionalmente "congelando" o objeto e/ou a referência para evitar modificações acidentais, e não se preocupar com subclasses).
    – mgibsonbr
    Commented 14/01/2014 às 11:45
  • 1
    @mgibsonbr Hum, desculpe, você tem razão. O jeito Java de se fazer a classe ser estática é tornar todos os atributos e métodos estáticos. Existe a cláusula 'abstract', que também impede a instanciação. Commented 14/01/2014 às 11:53
  • 2
    Eu editei a questão para trocar "estático" por "abstrato". Acho que faz mais sentido, mesmo as respostas tendo considerado a intenção de fazer classes estáticas. Commented 14/01/2014 às 12:01
  • 1
    @mgibsonbr: é em C# que você pode ter classes estáticas.
    – Jordão
    Commented 14/01/2014 às 18:19
  • 1
    ... no entanto, não acho que fazê-las classes foi uma boa idéia...
    – Jordão
    Commented 14/01/2014 às 18:20
6

Em JavaScript não há classes, propriedades ou métodos estáticos. O mais próximo disso são propriedades e métodos atribuídos diretamente a um construtor (como você fez), ou um simples objeto literal.

Se você usar um objeto literal para definir StaticTest, então new StaticTest() irá gerar um TypeError. É uma maneira de resolver o problema (com try..catch em torno da linha que gera a exceção).

Outra maneira é alterar o retorno do construtor. Não entendi exatamente o que você quer no teste, mas é possível retornar o próprio objeto StaticTest, ou outro objeto qualquer:

var StaticTest = function() {
    // return StaticTest;
    // ou
    // return {};
};

Mas cuidado: se você tentar retornar um valor que não é objeto (como false), o construtor vai retornar this, ou seja, a instância recém-criada.


Considerando sua edição que troca "estática" por "abstrata", acho que a melhor saída seria mesmo usar um objeto literal, já que a intenção é evitar a instanciação:

var StaticTest = {
    attribute: "O atributo diz: Olá Planeta!",
    method: function(){}
    // etc.
};

Assim, StaticTest geraria uma exceção, que você pode capturar com try..catch:

try {
    new StaticTest();
} catch(e) {
    // trate a exceção aqui
}
2
  • 2
    Retornar o próprio StaticTest é uma boa maneira de simular um singleton. Para simular uma classe abstrata (i.e. não instanciável), talvez o ideal seria lançar uma exceção no construtor. Isso não impede de fato que uma herança ocorra, como detalhei na minha resposta, mas creio que está próximo do que o OP deseja (faltando só a imutabilidade). P.S. +1 pelo "se você tentar retornar um valor que não é objeto (...) vai retornar this", não sabia desse detalhe, fácil passar despercebido...
    – mgibsonbr
    Commented 14/01/2014 às 6:21
  • Várias respostas bacanas (e bem difícil escolher uma), mas eu escolhi essa pela sugestão simples e direta de usar um objeto literal indicando que gera um TypeError (e, no final, é a mesma conclusão das demais respostas). :) Obrigado a todos! Commented 14/01/2014 às 11:48
3

Uma forma de se construir uma "classe" abstrata, com a usual herança de protótipos em Javascript, é usando um construtor como o seguinte:

/**
 * Construtor da classe abstrata.
 * @abstract
 * @constructor
 */
var Base = function() {
    if (this.constructor === Base) {
      throw new Error("Não pode instanciar classe abstrata!");
    }

    // .... código do construtor
};

O construtor checa se ele foi chamado diretamento (como em new Base()) com a propriedade constructor, e lança uma exceção caso isso aconteceu.

Essa "classe" só pode ser usada se for derivada:

/**
 * Construtor da classe derivada.
 * @constructor
 */
var Derived = function() {
    Base.apply(this, arguments);
};

Derived.prototype = Object.create(Base.prototype);
Derived.prototype.constructor = Derived;

A classe derivada chama o construtor da classe base com apply, e cria seu protótipo baseado no da classe base com Object.create. Também é muito importante atribuir o construtor corretamente para Derived, senão você não conseguirá criar instâncias de Derived.

Um exemplo mais extenso pode ser encontrado aqui.

Note o uso do JSDoc @abstract.

2
  • Se entendi bem, isso só faz sentido se é necessário ter alguma lógica no construtor, correto? Caso contrário, o efeito é o mesmo de utilizar um objeto literal (que lança exceção em tentativas de instanciação, e pode ser estendido).
    – bfavaretto
    Commented 14/01/2014 às 19:18
  • 1
    @bfavaretto: não só isso, essa solução também mantém consistência entre as "classes". Todas são codificadas de forma semelhante, com construtores e protótipos. E é claro, mesmo se você não tiver lógica no construtor de Base, você pode adicioná-la depois sem ter que alterar Derived.
    – Jordão
    Commented 14/01/2014 às 19:21

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