JS中無處不在的元編程

什麼是元編程？

維基百科：

元編程 （meta programming）是一種編程技術，編寫出來的計算機程序可以將其餘程序做爲數據來處理。

意味着能夠編寫出這樣的程序：它可以讀取、生成、分析或者轉換其它程序，甚至在運行時修改程序自身（反射）。

元編程中的 元 的概念能夠理解爲 程序 自己，元編程關注如下的一點或幾點：

• 一、運行時修改語言結構，這種現象被稱爲 反射編程 或 反射；

  • 自省：代碼檢視本身；
  • 自我修改：代碼修改本身；
  • 調解：代碼修改默認的語言行爲而使其餘代碼受影響；
• 二、生成代碼；

1、自省

代碼可以自我檢查、訪問內部屬性，得到代碼的底層信息!

// 訪問對象自身屬性
var users = {
    'Tom': 32,
    'Bill': 50,
    'Sam': 65
};

Object.keys(users).forEach(name => {
    const age = users[name];
    console.log(`User ${name} is ${age} years old!`);
});

// 輸出結果
User Tom is 32 years old!
User Bill is 50 years old!
User Sam is 65 years old!

自省在平時的業務開發中很常見，這也是元編程技術的一種使用！

2、自我修改

顧名思義，代碼能夠修改自身屬性或者其餘底層信息！

let a = 1;
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log("元編程");
}

上述代碼在正常狀況下是不管如何也沒法知足條件輸出，

由於一個值不可能同時知足等於一、二、3；可是，利用元編程就能夠實現：

// 修改自身
let a = {
    [Symbol.toPrimitive]: ((i) => () => ++i)(0);
}

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log("元編程");
}

// 輸出 '元編程'

Symbol.toPrimitive 是一個內置的 Symbol 值，它是做爲對象的函數值屬性存在的；

在對象轉換爲原始值的時候會被調用，初始值爲1，調用一次+1，就能夠知足a == 1 && a == 2 && a == 3；

上述函數變形爲：

let a = {
    [Symbol.toPrimitive]: (function (i){
        return function (){
            return ++i
        }
    })(0)
}

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log("元編程");
}

在開發過程當中自我修改應該要盡力避免，能夠想象：正在使用一個數據的同時又在修改這個數據，後容易形成不可預期的錯誤！

3、調解

代碼修改默認的語言行爲而使其餘代碼受影響，最明顯的體現爲改變其它對象的語義！

在元編程中，調解的概念相似於包裝、捕獲、攔截。

Object.defineProperty()就是典型的 調解 的運用：

var sun = {};
Object.defineProperty(sun, 'rises', {
    value: true,
    configurable: false,
    writable: false,
    enumerable: false
});

console.log('sun rises', sun.rises);
sun.rises = false;
console.log('sun rises', sun.rises);

// 輸出
sun rises true
sun rises true

上面例子中，新建立了一個普通對象 sun，以後經過Object.defineProperty 改變了它的語義：爲其定義了一個不可寫的 rises 屬性。

4、Reflect & Proxy

MDN:

從ECMAScript 2015 開始，JavaScript 得到了 Proxy 和 Reflect 對象的支持，容許你攔截並定義基本語言操做的自定義行爲（例如，屬性查找，賦值，枚舉，函數調用等）。藉助這兩個對象，你能夠在 JavaScript 元級別進行編程。

// Proxy的handler 和 Reflect 對象 13 個方法

.apply()                                                        // 對一個函數進行調用操做, 和 Function.prototype.apply() 功能相似
.construct()                                                // 對構造函數進行 new 操做，至關於執行 new target(...args)
.get()                                                            // 獲取對象身上某個屬性的值，相似於 target[name]。
.has()                                                            // 判斷一個對象是否存在某個屬性，和 in 運算符 的功能徹底相同
.ownKeys()                                                    // 返回一個包含全部自身屬性（不包含繼承屬性）的數組，相似於 Object.keys()
.set()                                                            // 將值分配給屬性的函數。返回一個Boolean，若是更新成功，則返回true
.setPrototypeOf()                                        // 設置對象原型的函數. 返回一個 Boolean， 若是更新成功，則返回true。
.defineProperty()                                        // Object.defineProperty() 相似
.deleteProperty()                                        // 做爲函數的delete操做符，至關於執行 delete target[name]。
.getOwnPropertyDescriptor()                    //對象中存在該屬性，則返回對應的屬性描述符，相似於 Object.getOwnPropertyDescriptor()
.getPrototypeOf()                                        // 相似於 Object.getPrototypeOf()。
.isExtensible()                                            // 相似於 Object.isExtensible()
.preventExtensions()                                // 相似於 Object.preventExtensions()。返回一個Boolean。

一、Reflect

Reflect 是一個內置對象，它提供了可攔截 JavaScript 操做的方法。

該方法和Proxy的handler相似，但 Reflect 方法並非一個函數對象，所以它是不可構造的。

Reflect的全部屬性和方法都是靜態的（就像Math對象）；

以 Reflect.has() 爲例，與 in 運算符對比，檢測一個對象是否存在特定屬性：

Reflect.has(Object, "assign");     // true
"assign" in Object;                         // true

二、Proxy

在 ECMAScript 6 中引入的 Proxy 對象能夠攔截某些操做並實現自定義行爲。

例如獲取一個對象上的屬性：

let handler = {
  get: function(target, name){
    return name in target ? target[name] : 42;
}};

let p = new Proxy({}, handler);
p.a = 1;

console.log(p.a, p.b); // 1, 42

Proxy 對象定義了一個目標（這裏是一個空對象）和一個實現了 get 劫持的 handler 對象。

代理的對象在獲取未定義的屬性時不會返回 undefined，而是返回 42。

5、生成代碼

js中使用元編程技術生成代碼最多見的函數 eval()：函數會將傳入的字符串當作 JavaScript 代碼進行執行。

let str = "function sayHello(){console.log('hello')}";
eval(str);
sayHello();

// 輸出
hello

6、總結

元編程是當你將程序的邏輯轉向關注它自身（或者它的運行時環境）時進行的編程，要麼爲了調查它本身的結構，要麼爲了修改它。

元編程的主要價值是擴展語言的普通機制來提供額外的能力。

參考

• MDN：元編程
• JavaScript 元編程
• 淺談es6中的元編程