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> 原文出处:http://www.infoq.com/cn/articles/es6-in-depth-symbols 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! [TOC] 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。 ![](https://box.kancloud.cn/2015-08-27_55df2acdb3b1b.png) 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)。 ![](https://box.kancloud.cn/2015-08-27_55df2acfe7fb2.jpg) (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? ## 它是JavaScript的第七种原始类型 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: * Undefined 未定义 * Null 空值 * Boolean 布尔类型 * Number 数字类型 * String 字符串类型 * Object 对象类型 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。 ## 从一个简单的布尔类型出发 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。 1. 你创建的属性很可能影响到其它使用了`for-in`或`Object.keys()`的代码。 2. 一些聪明的库作者可能已经考虑并使用了这项技术,这样一来你的库就会与已有的库产生某些冲突 3. 当然,很可能你比他们更聪明,你先采用了这项技术,但是他们的库仍然无法与你的库默契配合。 4. 标准委员会可能决定为所有的元素增加一个.isMoving()方法,到那时你需要重写相关逻辑,必定会有深深的挫败感。 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是最终的解决方案 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。 ## 但是,到底什么是symbol呢? ~~~ > 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](https://en.wikipedia.org/wiki/Symbol_%28programming%29)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。 ## 获取symbol的三种方法 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! ## symbol在ES6规范中的应用 在之前的文章《[深入浅出ES6(二):迭代器和for-of循环](http://www.infoq.com/cn/articles/es6-in-depth-iterators-and-the-for-of-loop)》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。 ## 我何时可以使用ES6 symbol? 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](https://github.com/zloirock/core-js#ecmascript-6-symbols)。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](https://github.com/zloirock/core-js#caveats-when-using-symbol-polyfill)。 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!