编者按:ECMAScript 6已经正式发布了,作为它最重要的方言,Javascript也即将迎来语法上的重大变革,InfoQ特开设“深入浅出ES6”专栏,来看一下ES6将给我们带来哪些新内容。本专栏文章来自 Mozilla Web开发者博客 ,由作者授权翻译并发布。
你是否知道ES6中的Symbols是什么,它有什么作用呢?我相信你很可能不知道,那就让我们一探究竟!
Symbols并非用来指代某种Logo。
它们也不是可以用作代码的小图标。
它们不是代替其它东西的文学手法。
它们更不可能被用来指代谐音词Cymbals(铙钹)。
(编程的时候最好不要演奏铙钹,它们太过吵闹,很可能导致你的程序崩溃。)
那么,Symbols到底是什么呢?
1997年JavaScript首次被标准化,那时只有六种原始类型,在ES6以前,JS程序中使用的每一个值都是以下几种类型之一:
每种类型都是多个值的集合,前五个集合是有限的。布尔类型只有两个值, true
和 false
,不会再创造第三种布尔值;数字类型和字符串类型的值更多,标准指明一共有18,437,736,874,454,810,627种不同的数字(包括 NaN
, 亦即“Not a Number”的缩写,代表非数字),可能存在的字符串类型的值拥有无以匹敌的数量,我估算了一下大约是 (2144,115,188,075,855,872 − 1) ÷ 65,535种……当然,我很可能得出了一个错误的答案,但字符串类型值的集合一定是有限的。
然而,对象类型值的集合是无限的。每一个对象都像珍贵的雪花一样独一无二,每一次你打开一个Web页面,都会创建一堆对象。
ES6新特性中的symbol也是值,但它不是字符串,也不是对象,而是是全新的——第七种类型的原始值。
让我们一起探讨一下symbol的实际应用场景。
有时候你可以非常轻松地将别人的外部数据存储到一个JavaScript对象中。
举 个例子,假设你正在写一个JS库,可以通过CSS transitions使DOM元素在屏幕上移动。你可能会注意到,当你尝试在一个div元素上同时应用多重CSS transitions时并不会生效。实际效果是丑陋而又不连续的“跳闪”。你认为可以修复这个问题,但前提是你需要一种发现给定元素是否已经移动过的方 法。
应当如何解决这个问题呢?
一种方法是,用CSS API来告诉浏览器元素是否正在移动,但这样简直小题大做。在元素移动的第一时间内你的库就应该记录下移动的状态,所以它自然知道元素正在移动。
你真正想要的是一种持续跟踪某个元素正在移动的方法。你可以维护一个数组,记录所有正在移动的元素,每当你的库被调用来移动某个元素时,你可以检索数组来查看元素是否已经存在,亦即它是否正在移动中。
当然,如果数组非常大的话,线性搜索将会非常缓慢。
实际上你只想为元素设置一个标记:
if (element.isMoving) { smoothAnimations(element); } element.isMoving = true;
这样也会有一些潜在的问题,事实上,你的代码很可能不是唯一一段操作DOM的代码。
for-in
或 Object.keys()
的代码。 当然你可以选择一个乏味而愚蠢的命名(其他人根本不会想用的那些名称)来解决最后的三个问题:
if (element.__$jorendorff_animation_library$PLEASE_DO_NOT_USE_THIS_PROPERTY$isMoving__) { smoothAnimations(element); } element.__$jorendorff_animation_library$PLEASE_DO_NOT_USE_THIS_PROPERTY$isMoving__ = true;
这只会造成无畏的眼疲劳。
借助于密码学,你可以生成一个唯一的属性名称:
// 获取1024个Unicode字符的无意义命名 var isMoving = SecureRandom.generateName(); ... if (element[isMoving]) { smoothAnimations(element); } element[isMoving] = true;
object[name]
语法允许你使用几乎任何字符串作为属性名称。所以这个方法行之有效:冲突几乎是不可能的,并且你的代码看起来也很简洁。
但是这也将带来不良的调试体验。每当你在控制台输出( console.log()
)包含那个属性的元素时,你将会看到一堆巨大的字符串垃圾。假使你需要比这多得多的类似属性呢?你如何保持它们整齐划一?每当你重载的时候它们的命名甚至都不一样!
为什么这个问题如此困难?我们只想要一个小小的布尔值啊!
symbol是程序创建并且可以用作属性键的值,并且它能避免命名冲突的风险。
var mySymbol = Symbol();
调用 Symbol()
创建一个新的symbol,它的值与其它任何值皆不相等。
字符串或数字可以作为属性的键,symbol也可以,它不等同于任何字符串,因而这个以symbol为键的属性可以保证不与任何其它属性产生冲突。
obj[mySymbol] = "ok!"; // 保证不会冲突 console.log(obj[mySymbol]); // ok!
想要在上述讨论的场景中使用symbol,你可以这样做:
// 创建一个独一无二的symbol var isMoving = Symbol("isMoving"); ... if (element[isMoving]) { smoothAnimations(element); } element[isMoving] = true;
有关这段代码的一些解释:
Symbol("isMoving")
中的 isMoving
被称作描述。你可以通过 console.log()
将它打印出来,对调试非常有帮助;你也可以用 .toString()
方法将它转换为字符串呈现;它也可以被用在错误信息中。
element[isMoving]
被称作一个 以symbol为键(symbol-keyed)的属性 。简而言之,它的名字是 symbol
而不是一个字符串。除此之外,它与一个普通的属性没有什么区别。
以symbol为键的属性属性与数组元素类似,不能被类似 obj.name
的点号法访问,你必须使用方括号访问这些属性。
如果你已经得到了symbol,那么访问一个以symbol为键的属性同样简单,以上的示例很好地展示了如何获取 element[isMoving]
的值以及如何为它赋值。如果我们需要,可以查看属性是否存在: if (isMoving in element)
,也可以删除属性: delete element[isMoving]
。
另一方面,只有当 isMoving
在当前作用域中时才会生效。这是symbol的弱封装机制:模块创建了几个symbol,可以在任意对象上使用, 无须担心 与其它代码创建的属性产生冲突。
symbol键的设计初衷是避免初衷,因此JavaScript中最常见的对象检查的特性会忽略symbol键。例如, for-in
循环只会遍历对象的字符串键,symbol键直接跳过, Object.keys(obj)
和 Object.getOwnPropertyNames(obj)
也是一样。但是symbols也不完全是私有的:用新的API Object.getOwnPropertySymbols(obj)
就可以列出对象的symbol键。另一个新的API, Reflect.ownKeys(obj)
,会同时返回字符串键和symbol键。(我们将在随后的文章中讲解Reflect(反射) API)。
慢慢地我们会发现,越来越多的库和框架将大量使用symbol,语言本身也会将symbol应用于广泛的用途。
> typeof Symbol() "symbol"
确切地说,symbol与其它类型并不完全相像。
symbol被创建后就不可变更,你不能为它设置属性(在严格模式下尝试设置属性会得到TypeError的错误)。他们可以用作属性名称,这些性质与字符串类似。
另一方面,每一个symbol都独一无二,不与其它symbol等同,即使二者有相同的描述也不相等;你可以轻松地创建一个新的symbol。这些性质与对象类似。
ES6中的symbol与Lisp和Ruby这些语言中 更传统的symbol 类似,但不像它们集成得那么紧密。在Lisp中,所有的标识符都是symbol;在JS中,标识符和大多数的属性键仍然是字符串,symbol只是一个额外的选项。
关于symbol的忠告:symbol不能被自动转换为字符串,这和语言中的其它类型不同。尝试拼接symbol与字符串将得到TypeError错误。
> var sym = Symbol("<3"); > "your symbol is " + sym // TypeError: can't convert symbol to string > `your symbol is ${sym}` // TypeError: can't convert symbol to string
通过 String(sym)
或 sym.toString()
可以显示地将symbol转换为一个字符串,从而回避这个问题。
有三种获取symbol的方法。
调用Symbol()。正如我们上文中所讨论的,这种方式每次调用都会返回一个新的唯一symbol。
调用Symbol.for(string)。这种方式会访问symbol注册表,其中存储了已经存在的一系列symbol。这种方式与通过 Symbol()
定义的独立symbol不同,symbol注册表中的symbol是共享的。如果你连续三十次调用 Symbol.for("cat")
,每次都会返回相同的symbol。注册表非常有用,在多个web页面或同一个web页面的多个模块中经常需要共享一个symbol。
使用标准定义的symbol,例如:Symbol.iterator。标准根据一些特殊用途定义了少许的几个symbol。
如果你尚不确定symbol是否实用,最后这一章将向你展示symbol在实际应用中发挥的巨大作用,非常有趣!
在之前的文章《 深入浅出ES6(二):迭代器和for-of循环 》中,我们已经领略了借助ES6 symbol的力量避免代码冲突的方法,循环 for (var item of myArray)
首先调用 myArray[Symbol.iterator]()
,当时我提到这种写法是为了替代 myArray.iterator()
,拥有更好的向后兼容性。
现在我们知道symbol到底是什么了,自然很容易理解为什么我们要创造一个symbol以及它为我们带来什么新特性。
ES6中还有其它几处使用了symbol的地方。(这些特性在Firefox里尚未实现。)
使instanceof可扩展。在ES6中,表达式 object instanceof constructor
被指定为构造函数的一个方法: constructor[Symbol.hasInstance](object)
。这意味着它是可扩展的。
消除新特性和旧代码之间的冲突。这一点非常复杂,但是我们发现,添加某些ES6数组方法会破坏现有的Web网站。其它Web标准有相同的问题:向浏览器中添加新方法会破坏原有的网站。然而,破坏问题主要由动态作用域引起,所以ES6引入一个特殊的symbol—— Symbol.unscopables
,Web标准可以用这个symbol来阻止某些方法别加入到动态作用域中。
支持新的字符串匹配类型。在ES5中, str.match(myObject)
会尝试将 myObject
转换为正则表达式对象( RegExp
)。在ES6中,它会首先检查 myObject
是否有一个 myObject[Symbol.match](str)
方法。现在的库可以提供自定义的字符串解析类,所有支持 RegExp
对象的环境都可以正常运行。
这些用例的应用范围都非常小,很难看到这些特性通过它们自身影响我们每日的代码,长期来看才能体现它们的价值。实际上,symbol是PHP和Python中的 __doubleUnderscores
在JavaScript语言环境中的改进版。标准将借助symbol的力量在未来向语言中添加新的钩子,同时无风险地将新特性添加到你已有的代码中。
symbol在Firefox 36和Chrome 38中均已被实现。Firefox中的实现由我亲自完成,所以如果你的symbol像铙钹(cymbals)一样行为异常,请直接联系我!
为了支持那些尚未支持原生ES6 symbol的浏览器,你可以使用一个polyfill,例如 core.js 。因为symbol与其它类型不尽相同,所以polyfill目前不是很完美。 请阅读注意事项 。
下一篇文章,我们将奉上一篇Gastón Silva的文章,讲解如何使用Babel和Broccoli来接触更多的ES6新特性,借鉴这篇文章的经验你可以轻松地开始ES6之旅。
接 下来,我们将深入浅出Collections,这个特性被期待已久,最终在ES6版本加入到JavaScript中。我们将回溯到编程的起源,探索两个古 老的特性,紧接着讨论两个非常相似的特性,它们的生命周期短,但是威力巨大。所以请记得回来,一起探索接下来的旅程!到时见!