快速了解ES6的Symbol

JavaScript Symbol.png

Symbol 是 ECMAScript 6 新增的基本数据类型。Symbol 提供的实例是唯一、不可变的。它的用途可以确保对象属性使用唯一标识符，不会发生属性冲突的危险。

Symbol 提供 Symbol() 函数来返回 Symbol 类型的值。语法如下所示：

Symbol(desc)

• desc 可选的字符串类型的参数。是用来描述 Symbol 的。

通过 Symbol() 函数初始化，可以通过 typeof 运算符识别 Symbol 类型，当然也可以传入参数对 Symbol 进行描述，但与其 Symbol 定义或标识完全无关。

let s1 = Symbol();
console.log(typeof s1);    // symbol
let s2 = Symbol('symbol instance');
let s3 = Symbol('symbol instance');
console.log(s1 == s2);    // false
console.log(s2 == s3);    // false

注意，Symbol 不能通过 new 关键字像构造函数一样创建实例，并抛出 TypeError 错误。这样做是为了避免创建 Symbol 包装对象。

let s = new Symbol();    // TypeError: Symbol is not a constructor

但是，可以使用 Object() 函数创建一个 Symbol 包装器对象。

let s = Symbol("symbol instance");
console.log(typeof s);    // symbol
let o = Object(s);
console.log(typeof o);    // object

全局共享的 Symbol

Symbol() 函数创建的 Symbol 实例不是全局可用的 Symbol 类型。如果需要全局可用的 Symbol 实例，可以使用 Symbol.for(key) 方法和 Symbol.keyFor(key) 方法。

Symbol.for() 方法创建的 Symbol 会被放入一个全局的 Symbol 注册表中。Symbol.for() 并不是每次都会创建一个新的 Symbol 实例，它会首先检查给定的 key 是否已经在注册表中了。如果是，则会直接返回上次存储的Symbol 值。否则，它会在新键一个。

let gs1 = Symbol.for('gloal symbol');       //  创建新符号 
let gs2 = Symbol.for('global symbol');  //  重用已有符号
console.log(gs1 === gs2);  // true 

可以使用 Symbol.keyFor() 来查询全局注册表，如果查到与 key 对应的 Symbol 实例，则返回该 Symbol 实例的 key 值，否则返回 undefined。

//  创建全局符号 
let s = Symbol.for('foo'); 
console.log(Symbol.keyFor(s));   // foo 
//  创建普通符号 
let s2 = Symbol('bar'); 
console.log(Symbol.keyFor(s2));  // undefined 

如果传给 Symbol.keyFor() 的不是符号，则该方法抛出 TypeError：

Symbol.keyFor(123); // TypeError: 123 is not a symbol 

Symbol 作为属性

Symbol 可以作为属性来使用。如下所示：

let s1 = Symbol("property one");

let o = {
    [s1]: 'symbol value one'
};
console.log(o);    // { [Symbol(property one)]: 'symbol value one' }

Object.getOwnPropertySymbols() 方法会让你在查找给定对象的 Symbol 属性时返回一个 Symbol 类型的数组。

let s1 = Symbol("property one"),
    s2 = Symbol("property two");

let o = {
    [s1]: 'symbol value one',
    [s2]: 'symbol value two',
    name: 'symbol property sample',
    index: 12
};
console.log(Object.getOwnPropertySymbols(o));    // [ Symbol(property one), Symbol(property two) ]

使用 Object.getOwnPropertyNames() 正好相反。如下所示：

console.log(Object.getOwnPropertyNames(o));    // [ 'name', 'index' ]

Symbol 原型

所有 Symbol 都继承自 Symbol.prototype，而它也提供了 constructor 和 description 两个属性。constructor 属性会返回实例原型的函数，默认为 Symbol 函数；而 description 属性是一个只读字符串，返回 Symbol 对象的描述。

Symbol.prototype 也提供了 toString() 和 valueOf() 方法用于返回 Symbol 描述符的字符串方法和对象的原始值。

Symbol.prototype[@@toPrimitive] 会将 Symbol 对象转换为原始值。语法如下：

Symbol()[Symbol.toPrimitive](hint)

Symbol 的 [@@toPrimitive]() 方法返回该 Symbol 对象原始值作为 Symbol 数据形式。hint 参数未被使用。

JavaScript 调用 [@@toPrimitive]() 方法将一个对象转换为原始值表示。你不需要自己调用 [@@toPrimitive]() 方法；当对象需要被转换为原始值时，JavaScript 会自动地调用该方法。

内置的 Symbol 属性

除了自己创建的 Symbol，JavaScript 还内建了一些在 ECMAScript 5 之前没有暴露给开发者的 Symbol，它们代表了内部语言行为。这些 Symbol 最重要的用途之一是重新定义它们，从而改变原生结构的行为。如重新定义 Symbol.iterator 属性的值，来改变 for-of 在迭代对象时的行为。

注意 ，在提到 ECMAScript 规范时，经常会引用符号在规范中的名称，前缀为 @@。比如，@@iterator 指的就是 Symbol.iterator。

Symbol.iterator

该属性返回一个对象默认的迭代器，被 for-of 使用。下面自定义一个迭代器。

class List {
    constructor() {
        this.index = 0;
        this.data = arguments;
    }
    *[Symbol.iterator]() {
        while(this.index < this.data.length) {
            yield this.data[this.index++];
        }
    }
}
function iter() {
    let list = new List("小玲", "小霞", "小星", "小民");
    for (const v of list) {
        console.log(v);
    }
}
iter();
// 小玲
// 小霞
// 小星
// 小民

如上所示，通过 for-of 循环对一个对象进行迭代时，@@iterator 方法在不传参的情况下被调用，返回的迭代器用于获取要迭代的值。

Symbol.asyncIterator

一个返回对象默认的异步迭代器的方法。被 for await of 使用。

该方法返回一个对象默认的异步迭代器，由 for-await-of 语句使用。

class List {
    constructor() {
        this.index = 0;
        this.data = arguments;
    }
    async *[Symbol.asyncIterator]() {

        while(this.index < this.data.length) {
            yield new Promise((resolve) => resolve(this.data[this.index++]));
        }
    }
}
async function asyIter() {
    let list = new List("小玲", "小霞", "小星", "小民");
    for await(const  v of list) {
        console.log(v);
    }
}
asyIter();
// 小玲
// 小霞
// 小星
// 小民

如上所示，for-await-of 循环会利用 List 类中的函数执行异步迭代操作。

注意，Symbol.asyncIterator 是 ES2018 规范定义的，只有新版本的浏览器支持它。

Symbol.match

该方法指定了用正则表达式去匹配字符串。String.prototype.match() 方法会调用此函数。

console.log('It\'s a real horror story'.match(/horror/));
/*
[
  'horror',
  index: 12,
  input: "It's a real horror story",
  groups: undefined
]
*/

给这个方法传入非正则表达式值会导致该值被转换为RegExp对象。如果想改变这种行为，让方法直接使用参数，则重新定义 Symbol.match 函数以取代默认对正则表达式求值的行为，从而让match()方法使用非正则表达式实例。Symbol.match 函数接收一个参数，就是调用 match()方法的字符串实例。返回的值没有限制：

class StringMatcher {
    static [Symbol.match](target) {
        return target.includes('horror');
    }
    constructor(str) {
        this.str = str;
    }
    [Symbol.match](target) {
        return target.includes(this.str);
    }
}
console.log('It\'s a real horror story'.match(StringMatcher)); // true
console.log('It\'s a real relaxing story'.match(StringMatcher)); // false
console.log('It\'s a real horror story'.match(new StringMatcher('horror'))); // true
console.log('It\'s a real horror story'.match(new StringMatcher('relaxing'))); // false

Symbol.replace

该属性指定了当一个字符串替换所匹配字符串时所调用的方法。供 String.prototype.replace() 方法调用此方法，用于替换子字符串。

console.log('It\'s a real horror story'.replace(/horror/, 'relaxing'));
// It's a real relaxing story

而正则表达式的原型上默认由 Symbol.replace 函数定义。给 String.prototype.replace 方法传入非正则表达式值会导致该值被转换为 RegExp 对象。

可以重新定义 Symbol.replace 函数，用来取代默认行为。两种定义 Symbol.replace 函数的方式如下所示：

class StringReplacer {
    static [Symbol.replace](target, replacement) {
        return target.split('horror').join(replacement);
    }
    constructor(str) {
        this.str = str;
    }
    [Symbol.replace](target, replacement) {
        return target.split(this.str).join(replacement);
    }
}
console.log('It\'s a real horror story'.replace(StringReplacer, 'qux'));    // It's a real qux story

console.log('It\'s a real horror story'.replace(new StringReplacer('horror'), 'relaxing'));    // It's a real relaxing story

Symbol.replace 函数接收两个参数，即调用 replace() 方法的字符串实例和替换字符串。

Symbol.search

该方法会返回正则表达式在字符串中匹配的索引。String.prototype.search() 方法会调用此方法，用于查找索引。

console.log('It\'s a real horror story'.search(/horror/));    // 12

可以重新定义 Symbol.search 函数，用来取代默认行为，从而让 search() 方法使用非正则表达式的实例。如下所示：

class StringSearcher {
    static [Symbol.search](target) {
        return target.indexOf('qux');
    }
    constructor(str) {
        this.str = str;
    }
    [Symbol.search](target) {
        return target.indexOf(this.str);
    }
}

console.log('It\'s a real horror story'.search(StringSearcher)); // -1
console.log('It\'s a real qux story'.search(StringSearcher)); // 12
console.log('qux, It\'s a real horror story'.search(StringSearcher)); // 0

console.log('It\'s a real horror story'.search(new StringSearcher('qux'))); // -1
console.log('It\'s a real horror story'.search(new StringSearcher('horror'))); // 12
console.log('It\'s a real horror story'.search(new StringSearcher('s'))); // 3

Symbol.search 函数接收一个参数，就是调用 search() 方法的字符串实例。

Symbol.split

该方法会通过一个正则表达式的索引，来分隔字符串。String.prototype.split() 方法会调用此方法。

console.log('It\'s a real horror story'.split(/ /)); // 正则匹配的是空格
// [ "It's", 'a', 'real', 'horror', 'story' ]

可以重新定义 Symbol.split 函数，用来取代默认行为，从而让 split() 方法使用非正则表达式实例。

class StringSplitter {
    static [Symbol.split](target) {
        return target.split('qux');
    }
    constructor(str) {
        this.str = str;
    }
    [Symbol.split](target) {
        return target.split(this.str);
    }
}
console.log('It\'s a real qux story'.split(StringSplitter));    // [ "It's a real ", ' story' ]
console.log('It\'s a real horror story'.split(new StringSplitter(' ')));    // [ "It's", 'a', 'real', 'horror', 'story' ]

Symbol.split 函数接收一个参数，就是调用 split() 方法的字符串实例。

Symbol.hasInstance

该属性用于判断某对象是否为某构造器对象的实例。可以用 Symbol.hasInstance 函数自定义 instanceof 在某个类上的行为。

instanceof 的场景如下：

class Instance {}

let ist = new Instance();
console.log(ist instanceof Instance);    // true

而 ES6 中，instanceof 会使用 Symbol.hasInstance 属性来确定关系。

console.log(Instance[Symbol.hasInstance](ist));    // true

Symbol.hasInstance 属性定义在 Function 的原型上，默认所有函数和类都可以调用。由于 instanceof 会在原型链上寻找这个属性定义，就跟在原型链上寻找其他属性一样，因此可以在继承的类上通过静态方法重新定义这个属性：

class Instance {}
class SubInstance extends Instance {
    static [Symbol.hasInstance]() {
        return false;
    }
}
let sist = new SubInstance();
console.log(Instance[Symbol.hasInstance](sist)); // true
console.log(sist instanceof Instance);           // true
console.log(SubInstance[Symbol.hasInstance](sist)); // false
console.log(sist instanceof SubInstance);           // false

Symbol.isConcatSpreadable

Symbol.isConcatSpreadable 用于配置某对象作为 Array.prototype.concat() 方法的参数时是否展开其数组元素。

const arr1 = ['a', 'b', 'c'];
const arr2 = [1, 2, 3];
let arr3 = arr1.concat(arr2);
console.log(arr3);    // [ 'a', 'b', 'c', 1, 2, 3 ]

这是在 Symbol.isConcatSpreadable = true 时的情形，如果设置为 false，就不会展开数组。

arr2[Symbol.isConcatSpreadable] = false;
let arr4 = arr1.concat(arr2);
console.log(arr4);
/*
[
  'a',
  'b',
  'c',
  [ 1, 2, 3, [Symbol(Symbol.isConcatSpreadable)]: false ]
]

*/

由上可知，对于数组对象，使用 concat 在默认情况下会将数组中元素展开进行连接。重置 Symbol.isConcatSpreadable 可以改变默认行为。

Symbol.unscopables

Symbol.unscopables 指定对象值，其对象所有的以及继承属性，都会从关联对象的 with 环境绑定中排除。设置 Symbol.unscopables 并让其映射对应属性的键值为 true，就可以阻止该属性出现在 with 环境绑定中。如下所示：

let o = {
    name: '小玲'
};
with (o) {
    console.log(name); // 小玲
}
o[Symbol.unscopables] = {
    name: true
};
with (o) {
    console.log(name); // ReferenceError: name is not defined
}

注意，不推荐使用 with，因此也不推荐使用 Symbol.unscopables。

Symbol.species

Symbol.species 作为创建派生对象的构造函数。用 Symbol.species 定义静态的 getter 方法，可以覆盖新创建实例的原型定义：

class Array1 extends Array {}
class Array2 extends Array {
    static get [Symbol.species]() {
        return Array;
    }
}
let a1 = new Array1();
console.log(a1 instanceof Array); // true
console.log(a1 instanceof Array1);   // true
a1 = a1.concat('species');
console.log(a1 instanceof Array); // true
console.log(a1 instanceof Array1);   // true
let a2 = new Array2();
console.log(a2 instanceof Array); // true
console.log(a2 instanceof Array2);   // true
a2 = a2.concat('species');
console.log(a2 instanceof Array); // true
console.log(a2 instanceof Array2);   // false

Symbol.toPrimitive

Symbol.toPrimitive 是一个内置的 Symbol 值，它是作为对象的函数值属性存在的，当一个对象转换为对应的原始值时，会调用此函数。

Symbol.toPrimitive 属性可以将对象转换为相应的原始值。很多内置操作都会尝试将值将对象转换为原始值，包括字符串、数值和未指定的原始类型。如下所示：

class Sample1 {}
let s1 = new Sample1();
console.log(+s1);    // NaN
console.log(`${s1}`);    // [object Object]
console.log(s1 + "");    // [object Object]
class Sample2 {
    constructor() {
        this[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
            switch (hint) {
                case 'number': return 77;
                case 'string': return 'hello world!';
                default: return true;
            }
        }
    }
}
let s2 = new Sample2();
console.log(+s2);    // 77
console.log(`${s2}`);    // hello world!
console.log(s2 + "");    // true

Symbol.toStringTag

Symbol.toStringTag 用于创建对象的默认字符串描述。由 Object.prototype.toString() 调用。许多内置类型已经指定了这个值，但自定义类实例可以明确定义：

// 没有定义 `Symbol.toStringTag` 时
class StringTag {
    constructor() {
    }
}
let a = new StringTag();
console.log(a);   // StringTag {}
console.log(a.toString());    // [object Object]

// 定义 `Symbol.toStringTag` 时
class StringTag {
    constructor() {
        this[Symbol.toStringTag] = 'StringTag';
    }
}
let a = new StringTag();
console.log(a);    // StringTag { [Symbol(Symbol.toStringTag)]: 'StringTag' }
console.log(a.toString());    // [object StringTag]

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