一系列優秀的 ES6 的新特性都來自於新的元編程工具,這些工具將底層鉤子(hooks)注入到了代碼機制中。
元編程(籠統地說)是全部關於一門語言的底層機制,而不是數據建模或者業務邏輯那些高級抽象。若是程序能夠被描述爲 「製做程序」,元編程就能被描述爲 「讓程序來製做程序」。可能已經在平常編程中不知不覺地使用到了元編程。react
元編程有一些 「子分支(subgenres)」 —— 其中之一是 代碼生成(Code Generation),也稱之爲 eval —— JavaScript 在一開始就擁有代碼生成的能力(JavaScript 在 ES1 中就有了 eval,它甚至早於 try/catch 和 switch 的出現)。目前,其餘一些流行的編程語言都具備 代碼生成 的特性。es6
元編程另外一個方面是反射(Reflection) —— 其用於發現和調整你的應用程序結構和語義
。JavaScript 有幾個工具來完成反射。函數有 Function#name、Function#length、以及 Function#bind、Function#call 和 Functin#apply。全部 Object 上可用的方法也算是反射
,例如 Object.getOwnProperties。JavaScript 也有反射/內省運算符,如 typeof、instancesof 以及 delete。
反射是元編程中很是酷的一部分,由於它容許你改變應用程序的內部工做機制
。編程
ES6 帶來了三個全新的 API:Symbol、Reflect、以及 Proxy。剛看到它們時會有些疑惑 —— 這三個 API 都是服務於元編程的嗎?若是你分開看這幾個 API,你不難發現它們確實頗有意義:數組
Symbols 是 實現了的反射(Reflection within implementation)—— 你將 Symbols 應用到你已有的類和對象上去改變它們的行爲
。
Reflect 是 經過自省(introspection)實現反射(Reflection through introspection) —— 一般用來探索很是底層的代碼信息。
Proxy 是 經過調解(intercession)實現反射(Reflection through intercession) —— 包裹對象並經過自陷(trap)來攔截對象行爲。緩存
若是有一種機制,保證每一個屬性的名字都是獨一無二的就行了,這樣就從根本上防止屬性名的衝突
。這就是 ES6 引入Symbol的緣由。app
ES6 引入了一種新的原始數據類型Symbol,表示獨一無二的值。它是 JavaScript 語言的第七種數據類型,前六種是:undefined、null、布爾值(Boolean)、字符串(String)、數值(Number)、對象(Object)。框架
Symbol 值經過Symbol函數
生成。這就是說,對象的屬性名如今能夠有兩種
類型,一種是原來就有的字符串,另外一種就是新增的 Symbol 類型。xss
let s = Symbol(); typeof s // "symbol"
Symbol 是一個原始類型的值,不是對象。也就是說,因爲 Symbol 值不是對象,因此不能添加屬性。基本上,它是一種相似於字符串的數據類型。編程語言
Symbol函數能夠接受一個字符串做爲參數 表示對 Symbol 實例的描述 這意味這Symbol雖然是惟一但又能夠根據描述對其惟一性作判斷
函數
let s1 = Symbol('foo'); let s2 = Symbol('bar'); s1 // Symbol(foo) s2 // Symbol(bar) s1.toString() // "Symbol(foo)" s2.toString() // "Symbol(bar)"
若是 Symbol 的參數是一個對象,就會調用該對象的toString方法,將其轉爲字符串,而後才生成一個 Symbol 值。
const obj = { toString() { return 'abc'; } }; const sym = Symbol(obj); sym // Symbol(abc)
注意,Symbol函數的參數只是表示對當前 Symbol 值的描述,所以相同參數的Symbol函數的返回值是不相等的。
// 沒有參數的狀況 let s1 = Symbol(); let s2 = Symbol(); s1 === s2 // false // 有參數的狀況 let s1 = Symbol('foo'); let s2 = Symbol('foo'); s1 === s2 // false
Symbol 值不能與其餘類型的值進行運算,會報錯。
Symbol 值能夠顯式轉爲字符串
。
let sym = Symbol('My symbol'); String(sym) // 'Symbol(My symbol)' sym.toString() // 'Symbol(My symbol)'
Symbol 值也能夠轉爲布爾值
,可是不能轉爲數值。
let sym = Symbol(); Boolean(sym) // true !sym // false if (sym) { // ... } Number(sym) // TypeError sym + 2 // TypeError
添加一個描述。
const sym = Symbol('foo');
讀取描述
const sym = Symbol('foo'); String(sym) // "Symbol(foo)" sym.toString() // "Symbol(foo) 實例屬性description,直接返回 Symbol 的描述。 const sym = Symbol('foo'); sym.description // "foo"
將對象的屬性名指定爲一個 Symbol 值。
let mySymbol = Symbol(); // 第一種寫法 let a = {}; a[mySymbol] = 'Hello!'; // 第二種寫法 let a = { [mySymbol]: 'Hello!' }; // 第三種寫法 let a = {}; Object.defineProperty(a, mySymbol, { value: 'Hello!' }); 注意 可枚舉的 Symbols 可以被複制到其餘對象,複製會經過相似這樣的 Object.assign 新方法完成。 若是你嘗試調用 Object.assign(newObject, objectWithSymbols),而且全部的可迭代的 Symbols 做爲了第二個參數 (objectWithSymbols)傳入,這些 Symbols 會被複制到第一個參數(newObject)上。若是你不想要這種狀況發生, 就用 `Obejct.defineProperty 來讓這些 Symbols 變得不可迭代。` // 以上寫法都獲得一樣結果 a[mySymbol] // "Hello!"
注意,Symbol 值做爲對象屬性名時,不能用點運算符
。
const mySymbol = Symbol(); const a = {}; a.mySymbol = 'Hello!'; a[mySymbol] // undefined a['mySymbol'] // "Hello!"
上面代碼中,由於點運算符後面老是字符串,因此不會讀取mySymbol做爲標識名所指代的那個值,致使a的屬性名其實是一個字符串,而不是一個 Symbol 值。
Symbol 類型還能夠用於定義一組常量,保證這組常量的值都是不相等的。
const log = {}; log.levels = { DEBUG: Symbol('debug'), INFO: Symbol('info'), WARN: Symbol('warn') }; console.log(log.levels.DEBUG, 'debug message'); console.log(log.levels.INFO, 'info message');
下面是另一個例子。
const COLOR_RED = Symbol(); const COLOR_GREEN = Symbol(); function getComplement(color) { switch (color) { case COLOR_RED: return COLOR_GREEN; case COLOR_GREEN: return COLOR_RED; default: throw new Error('Undefined color'); } }
常量使用 Symbol 值最大的好處,就是其餘任何值都不可能有相同的值了
,(若果用字符串賦值可能會有重複值)所以能夠保證上面的switch語句會按設計的方式工做。
還有一點須要注意,Symbol 值做爲屬性名時,該屬性仍是公開屬性,不是私有屬性。
魔術字符串指的是,在代碼之中屢次出現、與代碼造成強耦合的某一個具體的字符串或者數值。風格良好的代碼,應該儘可能消除魔術字符串,改由含義清晰的變量代替。
function getArea(shape, options) { let area = 0; switch (shape) { case 'Triangle': // 魔術字符串 area = .5 * options.width * options.height; break; /* ... more code ... */ } return area; } getArea('Triangle', { width: 100, height: 100 }); // 魔術字符串
上面代碼中,字符串Triangle就是一個魔術字符串。它屢次出現,與代碼造成「強耦合」,不利於未來的修改和維護。
經常使用的消除魔術字符串的方法,就是把它寫成一個變量。
const shapeType = { triangle: 'Triangle' }; function getArea(shape, options) { let area = 0; switch (shape) { case shapeType.triangle: area = .5 * options.width * options.height; break; } return area; } getArea(shapeType.triangle, { width: 100, height: 100 });
上面代碼中,咱們把Triangle寫成shapeType對象的triangle屬性,這樣就消除了強耦合。
若是仔細分析,能夠發現shapeType.triangle等於哪一個值並不重要,只要確保不會跟其餘shapeType屬性的值衝突便可。所以,這裏就很適合改用 Symbol 值。
注意 這裏替換成Symbol值得條件是shapeType.triangle等於哪一個值並不重要
const shapeType = { triangle: Symbol() };
上面代碼中,除了將shapeType.triangle的值設爲一個 Symbol,其餘地方都不用修改。
注意 網站中一些全局通用提示信息或者分享信息在代碼中屢次出現與代碼造成「強耦合」,就能夠考慮存儲到變量或者放到函數中,方便後期維護或者拓展
Object.getOwnPropertySymbols方法,能夠獲取指定對象的全部 Symbol 屬性名。
const obj = {}; let foo = Symbol("foo"); Object.defineProperty(obj, foo, { value: "foobar", }); Object.getOwnPropertySymbols(obj) // [Symbol(foo)]
Reflect.ownKeys方法能夠返回全部類型的鍵名
,包括常規鍵名和 Symbol 鍵名。
因爲以 Symbol 值做爲名稱的屬性,不會被常規方法遍歷獲得。咱們能夠利用這個特性,爲對象定義一些非私有的、但又但願只用於內部的方法。
(這裏能夠理解成只是用於內部,可是外界仍是能夠訪問)
let size = Symbol('size'); class Collection { constructor() { this[size] = 0; } add(item) { this[this[size]] = item; this[size]++; } static sizeOf(instance) { return instance[size]; } } let x = new Collection(); Collection.sizeOf(x) // 0 x.add('foo'); Collection.sizeOf(x) // 1 Object.keys(x) // ['0'] Object.getOwnPropertyNames(x) // ['0'] Object.getOwnPropertySymbols(x) // [Symbol(size)]
上面代碼中,對象x的size屬性是一個 Symbol 值,因此Object.keys(x)、Object.getOwnPropertyNames(x)都沒法獲取它。這就形成了一種非私有的內部方法的效果。
有時,咱們但願從新使用同一個 Symbol 值,Symbol.for方法能夠作到這一點。它接受一個字符串做爲參數,而後搜索有沒有以該參數做爲名稱的 Symbol 值。
若是有,就返回這個 Symbol 值,不然就新建
並返回一個以該字符串爲名稱的 Symbol 值。
let s1 = Symbol.for('foo'); let s2 = Symbol.for('foo'); s1 === s2 // true
Symbol.for()與Symbol()這兩種寫法,都會生成新的 Symbol。它們的區別是,前者會被登記在全局環境中供搜索,後者不會。
Symbol.for("bar") === Symbol.for("bar") // true Symbol("bar") === Symbol("bar") // false
因爲Symbol()寫法沒有登記機制,因此每次調用都會返回一個不一樣的值。
Symbol.keyFor方法返回一個已登記的 Symbol 類型值的key。
let s1 = Symbol.for("foo"); Symbol.keyFor(s1) // "foo" let s2 = Symbol("foo"); Symbol.keyFor(s2) // undefined
須要注意的是,Symbol.for爲 Symbol 值登記的名字,是全局
環境的,能夠在不一樣的 iframe 或 service worker 中取到同一個值。
iframe = document.createElement('iframe'); iframe.src = String(window.location); document.body.appendChild(iframe); iframe.contentWindow.Symbol.for('foo') === Symbol.for('foo') // true
上面代碼中,iframe 窗口生成的 Symbol 值,能夠在主頁面獲得
Singleton 模式指的是調用一個類,任什麼時候候返回的都是同一個實例。
對於 Node 來講,模塊文件能夠當作是一個類。怎麼保證每次執行這個模塊文件,返回的都是同一個實例呢?
很容易想到,能夠把實例 頂層對象global。
// mod.js function A() { this.foo = 'hello'; } if (!global._foo) { global._foo = new A(); } module.exports = global._foo;
而後,加載上面的mod.js。
const a = require('./mod.js'); console.log(a.foo);
上面代碼中,變量a任什麼時候候加載的都是A的同一個實例。
可是,這裏有一個問題,全局變量global._foo是可寫的,任何文件均可以修改。
global._foo = { foo: 'world' }; const a = require('./mod.js'); console.log(a.foo);
上面的代碼,會使得加載mod.js的腳本都失真。
爲了防止這種狀況出現,咱們就可使用 Symbol。
// mod.js const FOO_KEY = Symbol.for('foo'); function A() { this.foo = 'hello'; } if (!global[FOO_KEY]) { global[FOO_KEY] = new A(); } module.exports = global[FOO_KEY];
上面代碼中,能夠保證global[FOO_KEY]不會被無心間覆蓋,但仍是能夠被改寫。
global[Symbol.for('foo')] = { foo: 'world' }; const a = require('./mod.js');
若是鍵名使用Symbol方法生成,那麼外部將沒法引用這個值
,固然也就沒法改寫。
// mod.js const FOO_KEY = Symbol('foo');
// 後面代碼相同 ……
上面代碼將致使其餘腳本都沒法引用FOO_KEY。但這樣也有一個問題,就是若是屢次執行這個腳本,每次獲得的FOO_KEY都是不同的。雖然 Node 會將腳本的執行結果緩存,通常狀況下,不會屢次執行同一個腳本,可是用戶能夠手動清除緩存,因此也不是絕對可靠。
除了定義本身使用的 Symbol 值之外,ES6 還提供了 11 個內置的 Symbol 值,指向語言內部使用的方法。
對象的Symbol.hasInstance屬性,指向一個內部方法。當其餘對象使用instanceof運算符,判斷是否爲該對象的實例時,會調用這個方法。
好比,foo instanceof Foo在語言內部,實際調用的是FooSymbol.hasInstance。
class MyClass { [Symbol.hasInstance](foo) { return foo instanceof Array; } } [1, 2, 3] instanceof new MyClass() // true
上面代碼中,MyClass是一個類,new MyClass()會返回一個實例。該實例的Symbol.hasInstance方法,會在進行instanceof運算時自動調用,判斷左側的運算子是否爲Array的實例。
下面是另外一個例子。
class Even { static [Symbol.hasInstance](obj) { return Number(obj) % 2 === 0; } } // 等同於 const Even = { [Symbol.hasInstance](obj) { return Number(obj) % 2 === 0; } }; 1 instanceof Even // false 2 instanceof Even // true 12345 instanceof Even // false
對象的Symbol.isConcatSpreadable屬性等於一個布爾值,表示該對象用於Array.prototype.concat()時,是否能夠展開。
let arr1 = ['c', 'd']; ['a', 'b'].concat(arr1, 'e') // ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] arr1[Symbol.isConcatSpreadable] // undefined let arr2 = ['c', 'd']; arr2[Symbol.isConcatSpreadable] = false; ['a', 'b'].concat(arr2, 'e') // ['a', 'b', ['c','d'], 'e']
上面代碼說明,數組的默認行爲是能夠展開
,Symbol.isConcatSpreadable默認等於undefined
。該屬性等於true時,也有展開的效果。
相似數組的對象正好相反,默認不展開
。它的Symbol.isConcatSpreadable屬性設爲true,才能夠展開。
let obj = {length: 2, 0: 'c', 1: 'd'}; ['a', 'b'].concat(obj, 'e') // ['a', 'b', obj, 'e'] obj[Symbol.isConcatSpreadable] = true; ['a', 'b'].concat(obj, 'e') // ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
Symbol.isConcatSpreadable屬性也能夠定義在類裏面。
class A1 extends Array { constructor(args) { super(args); this[Symbol.isConcatSpreadable] = true; } } class A2 extends Array { constructor(args) { super(args); } get [Symbol.isConcatSpreadable] () { return false; } } let a1 = new A1(); a1[0] = 3; a1[1] = 4; let a2 = new A2(); a2[0] = 5; a2[1] = 6; [1, 2].concat(a1).concat(a2) // [1, 2, 3, 4, [5, 6]]
上面代碼中,類A1是可展開的,類A2是不可展開的,因此使用concat時有不同的結果。
注意,Symbol.isConcatSpreadable的位置差別,A1是定義在實例上,A2是定義在類自己,效果相同。
對象的Symbol.species屬性,指向一個構造函數。建立衍生對象時,會使用該屬性。
class MyArray extends Array { } const a = new MyArray(1, 2, 3); const b = a.map(x => x); const c = a.filter(x => x > 1); b instanceof MyArray // true c instanceof MyArray // true
上面代碼中,子類MyArray繼承了父類Array,a是MyArray的實例,b和c是a的衍生對象。你可能會認爲,b和c都是調用數組方法生成的,因此應該是數組(Array的實例),但實際上它們也是MyArray的實例。
Symbol.species屬性就是爲了解決這個問題而提供的。如今,咱們能夠爲MyArray設置Symbol.species屬性。
class MyArray extends Array { static get [Symbol.species]() { return Array; } }
上面代碼中,因爲定義了Symbol.species屬性,建立衍生對象時就會使用這個屬性返回的函數,做爲構造函數。
這個例子也說明,定義Symbol.species屬性要採用get取值器。
默認的Symbol.species屬性等同於下面的寫法。
static get [Symbol.species]() { return this; }
如今,再來看前面的例子。
class MyArray extends Array { static get [Symbol.species]() { return Array; } } const a = new MyArray(); const b = a.map(x => x); b instanceof MyArray // false b instanceof Array // true
上面代碼中,a.map(x => x)生成的衍生對象,就不是MyArray的實例,而直接就是Array的實例。
再看一個例子。
class T1 extends Promise { } class T2 extends Promise { static get [Symbol.species]() { return Promise; } } new T1(r => r()).then(v => v) instanceof T1 // true new T2(r => r()).then(v => v) instanceof T2 // false
上面代碼中,T2定義了Symbol.species屬性,T1沒有。結果就致使了建立衍生對象時(then方法),T1調用的是自身的構造方法,而T2調用的是Promise的構造方法。
總之,Symbol.species的做用在於,實例對象在運行過程當中,須要再次調用自身的構造函數時,會調用該屬性指定的構造函數。它主要的用途是,有些類庫是在基類的基礎上修改的,那麼子類使用繼承的方法時,做者可能但願返回基類的實例,而不是子類的實例。
對象的Symbol.match屬性,指向一個函數。當執行str.match(myObject)時,若是該屬性存在,會調用它,返回該方法的返回值。
String.prototype.match(regexp) // 等同於 regexp[Symbol.match](this) class MyMatcher { [Symbol.match](string) { return 'hello world'.indexOf(string); } } 'e'.match(new MyMatcher()) // 1
對象的Symbol.replace屬性,指向一個方法,當該對象被String.prototype.replace方法調用時,會返回該方法的返回值。
String.prototype.replace(searchValue, replaceValue) // 等同於 searchValue[Symbol.replace](this, replaceValue)
下面是一個例子。
const x = {}; x[Symbol.replace] = (...s) => console.log(s); 'Hello'.replace(x, 'World') // ["Hello", "World"]
Symbol.replace方法會收到兩個參數
,第一個參數是replace方法正在做用的對象
,上面例子是Hello,第二個參數是替換後的值
,上面例子是World。
對象的Symbol.search屬性,指向一個方法,當該對象被String.prototype.search方法調用時,會返回該方法的返回值。
String.prototype.search(regexp) // 等同於 regexp[Symbol.search](this) class MySearch { constructor(value) { this.value = value; } [Symbol.search](string) { return string.indexOf(this.value); } } 'foobar'.search(new MySearch('foo')) // 0
對象的Symbol.split屬性,指向一個方法,當該對象被String.prototype.split方法調用時,會返回該方法的返回值。
String.prototype.split(separator, limit) // 等同於 separator[Symbol.split](this, limit) 下面是一個例子。 class MySplitter { constructor(value) { this.value = value; } [Symbol.split](string) { let index = string.indexOf(this.value); if (index === -1) { return string; } return [ string.substr(0, index), string.substr(index + this.value.length) ]; } } 'foobar'.split(new MySplitter('foo')) // ['', 'bar'] 'foobar'.split(new MySplitter('bar')) // ['foo', ''] 'foobar'.split(new MySplitter('baz')) // 'foobar'
上面方法使用Symbol.split方法,從新定義了字符串對象的split方法的行爲,
對象的Symbol.iterator屬性,指向該對象的默認遍歷器方法。
const myIterable = {}; myIterable[Symbol.iterator] = function* () { yield 1; yield 2; yield 3; }; [...myIterable] // [1, 2, 3]
注意 這裏是generator函數
對象進行for...of循環時,會調用Symbol.iterator方法,返回該對象的默認遍歷器,詳細介紹參見《Iterator 和 for...of 循環》一章。
class Collection { *[Symbol.iterator]() { let i = 0; while(this[i] !== undefined) { yield this[i]; ++i; } } } let myCollection = new Collection(); myCollection[0] = 1; myCollection[1] = 2; for(let value of myCollection) { console.log(value); } // 1 // 2
對象的Symbol.toPrimitive屬性,指向一個方法。該對象被轉爲原始類型的值時,會調用這個方法,返回該對象對應的原始類型值。
Symbol.toPrimitive被調用時,會接受一個字符串參數,表示當前運算的模式
,一共有三種模式。
Number:該場合須要轉成數值
String:該場合須要轉成字符串
Default:該場合能夠轉成數值,也能夠轉成字符串
let obj = { [Symbol.toPrimitive](hint) { switch (hint) { case 'number': return 123; case 'string': return 'str'; case 'default': return 'default'; default: throw new Error(); } } }; 2 * obj // 246 當前運算模式爲數字 3 + obj // '3default' 當前運算模式爲defult obj == 'default' // true 當前運算模式爲默認 String(obj) // 'str' 當前運算模式爲字符串
對象的Symbol.toStringTag屬性
,指向一個方法。在該對象上面調用Object.prototype.toString方法時,若是這個屬性存在,它的返回值會出如今toString方法返回的字符串之中,表示對象的類型。也就是說,這個屬性能夠用來定製[object Object]或[object Array]中object後面的那個字符串。
// 例一 ({[Symbol.toStringTag]: 'Foo'}.toString()) // "[object Foo]" // 例二 class Collection { get [Symbol.toStringTag]() { return 'xxx'; } } let x = new Collection(); Object.prototype.toString.call(x) // "[object xxx]"
ES6 新增內置對象的Symbol.toStringTag屬性值以下。
JSON[Symbol.toStringTag]:'JSON'
Math[Symbol.toStringTag]:'Math'
Module 對象M[Symbol.toStringTag]:'Module'
ArrayBuffer.prototype[Symbol.toStringTag]:'ArrayBuffer'
DataView.prototype[Symbol.toStringTag]:'DataView'
Map.prototype[Symbol.toStringTag]:'Map'
Promise.prototype[Symbol.toStringTag]:'Promise'
Set.prototype[Symbol.toStringTag]:'Set'
%TypedArray%.prototype[Symbol.toStringTag]:'Uint8Array'等
WeakMap.prototype[Symbol.toStringTag]:'WeakMap'
WeakSet.prototype[Symbol.toStringTag]:'WeakSet'
%MapIteratorPrototype%[Symbol.toStringTag]:'Map Iterator'
%SetIteratorPrototype%[Symbol.toStringTag]:'Set Iterator'
%StringIteratorPrototype%[Symbol.toStringTag]:'String Iterator'
Symbol.prototype[Symbol.toStringTag]:'Symbol'
Generator.prototype[Symbol.toStringTag]:'Generator'
GeneratorFunction.prototype[Symbol.toStringTag]:'GeneratorFunction'
注意 這個在平時開發中能夠對對象作類型檢測 或者本身能夠封裝數據類型檢測
對象的Symbol.unscopables屬性,指向一個對象。該對象指定了使用with
關鍵字時,哪些屬性
會被with環境排除。
Array.prototype[Symbol.unscopables] // { // copyWithin: true, // entries: true, // fill: true, // find: true, // findIndex: true, // includes: true, // keys: true // } Object.keys(Array.prototype[Symbol.unscopables]) // ['copyWithin', 'entries', 'fill', 'find', 'findIndex', 'includes', 'keys']
上面代碼說明,數組有 7 個屬性,會被with命令排除。
// 沒有 unscopables 時 class MyClass { foo() { return 1; } } var foo = function () { return 2; }; with (MyClass.prototype) { foo(); // 1 } // 有 unscopables 時 class MyClass { foo() { return 1; } get [Symbol.unscopables]() { return { foo: true }; } } var foo = function () { return 2; }; with (MyClass.prototype) { foo(); // 2 }
上面代碼經過指定Symbol.unscopables屬性,使得with語法塊不會在當前做用域尋找foo屬性,即foo將指向外層做用域的變量。
做爲一個可替換字符串或者整型使用的惟一值
用 Symbol 來存儲一些對於真實對象來講較爲次要的元信息屬性。把這看做是不可迭代性的另外一層面
內置Symbol能夠不用覆蓋原生方法,避免框架衝突
更主要得是在元編程中能用到
react源碼中避免xss攻擊 經過引入$$typeof屬性,而且用Symbol來做爲它的值。
這是一個有效的方法,由於JSON是不支持Symbol類型的。