12

前言

实际上,Symbol 的很多特性都无法模拟实现……所以先让我们回顾下有哪些特性,然后挑点能实现的……当然在看的过程中,你也可以思考这个特性是否能实现,如果可以实现,该如何实现。

回顾

ES6 引入了一种新的原始数据类型 Symbol,表示独一无二的值。

1. Symbol 值通过 Symbol 函数生成,使用 typeof,结果为 "symbol"

var s = Symbol();
console.log(typeof s); // "symbol"

2. Symbol 函数前不能使用 new 命令,否则会报错。这是因为生成的 Symbol 是一个原始类型的值,不是对象。

3. instanceof 的结果为 false

var s = Symbol('foo');
console.log(s instanceof Symbol); // false

4. Symbol 函数可以接受一个字符串作为参数,表示对 Symbol 实例的描述,主要是为了在控制台显示,或者转为字符串时,比较容易区分。

var s1 = Symbol('foo');
console.log(s1); // Symbol(foo)

5. 如果 Symbol 的参数是一个对象,就会调用该对象的 toString 方法,将其转为字符串,然后才生成一个 Symbol 值。

const obj = {
  toString() {
    return 'abc';
  }
};
const sym = Symbol(obj);
console.log(sym); // Symbol(abc)

6. Symbol 函数的参数只是表示对当前 Symbol 值的描述,相同参数的 Symbol 函数的返回值是不相等的。

// 没有参数的情况
var s1 = Symbol();
var s2 = Symbol();

console.log(s1 === s2); // false

// 有参数的情况
var s1 = Symbol('foo');
var s2 = Symbol('foo');

console.log(s1 === s2); // false

7. Symbol 值不能与其他类型的值进行运算,会报错。

var sym = Symbol('My symbol');

console.log("your symbol is " + sym); // TypeError: can't convert symbol to string

8. Symbol 值可以显式转为字符串。

var sym = Symbol('My symbol');

console.log(String(sym)); // 'Symbol(My symbol)'
console.log(sym.toString()); // 'Symbol(My symbol)'

9. Symbol 值可以作为标识符,用于对象的属性名,可以保证不会出现同名的属性。

var mySymbol = Symbol();

// 第一种写法
var a = {};
a[mySymbol] = 'Hello!';

// 第二种写法
var a = {
  [mySymbol]: 'Hello!'
};

// 第三种写法
var a = {};
Object.defineProperty(a, mySymbol, { value: 'Hello!' });

// 以上写法都得到同样结果
console.log(a[mySymbol]); // "Hello!"

10. Symbol 作为属性名,该属性不会出现在 for...in、for...of 循环中,也不会被 Object.keys()、Object.getOwnPropertyNames()、JSON.stringify() 返回。但是,它也不是私有属性,有一个 Object.getOwnPropertySymbols 方法,可以获取指定对象的所有 Symbol 属性名。

var obj = {};
var a = Symbol('a');
var b = Symbol('b');

obj[a] = 'Hello';
obj[b] = 'World';

var objectSymbols = Object.getOwnPropertySymbols(obj);

console.log(objectSymbols);
// [Symbol(a), Symbol(b)]

11. 如果我们希望使用同一个 Symbol 值,可以使用 Symbol.for。它接受一个字符串作为参数,然后搜索有没有以该参数作为名称的 Symbol 值。如果有,就返回这个 Symbol 值,否则就新建并返回一个以该字符串为名称的 Symbol 值。

var s1 = Symbol.for('foo');
var s2 = Symbol.for('foo');

console.log(s1 === s2); // true

12. Symbol.keyFor 方法返回一个已登记的 Symbol 类型值的 key。

var s1 = Symbol.for("foo");
console.log(Symbol.keyFor(s1)); // "foo"

var s2 = Symbol("foo");
console.log(Symbol.keyFor(s2) ); // undefined

分析

看完以上的特性,你觉得哪些特性是可以模拟实现的呢?

如果我们要模拟实现一个 Symbol 的话,基本的思路就是构建一个 Symbol 函数,然后直接返回一个独一无二的值。

不过在此之前,我们先看看规范中调用 Symbol 时到底做了哪些工作:

Symbol ( [ description ] )

When Symbol is called with optional argument description, the following steps are taken:

  1. If NewTarget is not undefined, throw a TypeError exception.
  2. If description is undefined, var descString be undefined.
  3. Else, var descString be ToString(description).
  4. ReturnIfAbrupt(descString).
  5. Return a new unique Symbol value whose [[Description]] value is descString.

当调用 Symbol 的时候,会采用以下步骤:

  1. 如果使用 new ,就报错
  2. 如果 description 是 undefined,让 descString 为 undefined
  3. 否则 让 descString 为 ToString(description)
  4. 如果报错,就返回
  5. 返回一个新的唯一的 Symbol 值,它的内部属性 [[Description]] 值为 descString

考虑到还需要定义一个 [[Description]] 属性,如果直接返回一个基本类型的值,是无法做到这一点的,所以我们最终还是返回一个对象。

第一版

参照着规范,其实我们已经可以开始写起来了:

// 第一版
(function() {
    var root = this;

    var SymbolPolyfill = function Symbol(description) {

        // 实现特性第 2 点:Symbol 函数前不能使用 new 命令
        if (this instanceof SymbolPolyfill) throw new TypeError('Symbol is not a constructor');

        // 实现特性第 5 点:如果 Symbol 的参数是一个对象,就会调用该对象的 toString 方法,将其转为字符串,然后才生成一个 Symbol 值。
        var descString = description === undefined ? undefined : String(description)

        var symbol = Object.create(null)

        Object.defineProperties(symbol, {
            '__Description__': {
                value: descString,
                writable: false,
                enumerable: false,
                configurable: false
            }
        });

        // 实现特性第 6 点,因为调用该方法,返回的是一个新对象,两个对象之间,只要引用不同,就不会相同
        return symbol;
    }

    root.SymbolPolyfill = SymbolPolyfill;
})();

只是参照着规范,我们已经实现了特性的第 2、5、6 点。

第二版

我们来看看其他的特性该如何实现:

1. 使用 typeof,结果为 "symbol"。

利用 ES5,我们并不能修改 typeof 操作符的结果,所以这个无法实现。

3. instanceof 的结果为 false

因为不是通过 new 的方式实现的,所以 instanceof 的结果自然是 false。

4. Symbol 函数可以接受一个字符串作为参数,表示对 Symbol 实例的描述。主要是为了在控制台显示,或者转为字符串时,比较容易区分。

当我们打印一个原生 Symbol 值的时候:

console.log(Symbol('1')); // Symbol(1)

可是我们模拟实现的时候返回的却是一个对象,所以这个也是无法实现的,当然你修改 console.log 这个方法是另讲。

8. Symbol 值可以显式转为字符串。

var sym = Symbol('My symbol');

console.log(String(sym)); // 'Symbol(My symbol)'
console.log(sym.toString()); // 'Symbol(My symbol)'

当调用 String 方法的时候,如果该对象有 toString 方法,就会调用该 toString 方法,所以我们只要给返回的对象添加一个 toString 方法,即可实现这两个效果。

// 第二版

// 前面面代码相同 ……

var symbol = Object.create({
    toString: function() {
        return 'Symbol(' + this.__Description__ + ')';
    },
});

// 后面代码相同 ……

第三版

9. Symbol 值可以作为标识符,用于对象的属性名,可以保证不会出现同名的属性。

看着好像没什么,这点其实和第 8 点是冲突的,这是因为当我们模拟的所谓 Symbol 值其实是一个有着 toString 方法的 对象,当对象作为对象的属性名的时候,就会进行隐式类型转换,还是会调用我们添加的 toString 方法,对于 Symbol('foo') 和 Symbol('foo')两个 Symbol 值,虽然描述一样,但是因为是两个对象,所以并不相等,但是当作为对象的属性名的时候,都会隐式转换为 Symbol(foo) 字符串,这个时候就会造成同名的属性。举个例子:

var a = SymbolPolyfill('foo');
var b = SymbolPolyfill('foo');

console.log(a ===  b); // false

var o = {};
o[a] = 'hello';
o[b] = 'hi';

console.log(o); // {Symbol(foo): 'hi'}

为了防止不会出现同名的属性,毕竟这是一个非常重要的特性,迫不得已,我们需要修改 toString 方法,让它返回一个唯一值,所以第 8 点就无法实现了,而且我们还需要再写一个用来生成 唯一值的方法,就命名为 generateName,我们将该唯一值添加到返回对象的 __Name__ 属性中保存下来。

// 第三版
(function() {
    var root = this;

    var generateName = (function(){
        var postfix = 0;
        return function(descString){
            postfix++;
            return '@@' + descString + '_' + postfix
        }
    })()

    var SymbolPolyfill = function Symbol(description) {

        if (this instanceof SymbolPolyfill) throw new TypeError('Symbol is not a constructor');

        var descString = description === undefined ? undefined : String(description)

        var symbol = Object.create({
            toString: function() {
                return this.__Name__;
            }
        })

        Object.defineProperties(symbol, {
            '__Description__': {
                value: descString,
                writable: false,
                enumerable: false,
                configurable: false
            },
            '__Name__': {
                value: generateName(descString),
                writable: false,
                enumerable: false,
                configurable: false
            }
        });

        return symbol;
    }


    root.SymbolPolyfill = SymbolPolyfill;

})()

此时再看下这个例子:

var a = SymbolPolyfill('foo');
var b = SymbolPolyfill('foo');

console.log(a ===  b); // false

var o = {};
o[a] = 'hello';
o[b] = 'hi';

console.log(o); // Object { "@@foo_1": "hello", "@@foo_2": "hi" }

第四版

我们再看看接下来的特性。

7.Symbol 值不能与其他类型的值进行运算,会报错。

+ 操作符为例,当进行隐式类型转换的时候,会先调用对象的 valueOf 方法,如果没有返回基本值,就会再调用 toString 方法,所以我们考虑在 valueOf 方法中进行报错,比如:

var symbol = Object.create({
    valueOf: function() {
        throw new Error('Cannot convert a Symbol value')
    }
})

console.log('1' + symbol); // 报错

看着很简单的解决了这个问题,可是如果我们是显式调用 valueOf 方法呢?对于一个原生的 Symbol 值:

var s1 = Symbol('foo')
console.log(s1.valueOf()); // Symbol(foo)

是的,对于原生 Symbol,显式调用 valueOf 方法,会直接返回该 Symbol 值,而我们又无法判断是显式还是隐式的调用,所以这个我们就只能实现一半,要不然实现隐式调用报错,要不然实现显式调用返回该值,那……我们选择不报错的那个吧,即后者。

我们迫不得已的修改 valueOf 函数:

// 第四版
// 前面面代码相同 ……

var symbol = Object.create({
    toString: function() {
        return this.__Name__;
    },
    valueOf: function() {
        return this;
    }
});
// 后面代码相同 ……

第五版

10. Symbol 作为属性名,该属性不会出现在 for...in、for...of 循环中,也不会被 Object.keys()、Object.getOwnPropertyNames()、JSON.stringify() 返回。但是,它也不是私有属性,有一个 Object.getOwnPropertySymbols 方法,可以获取指定对象的所有 Symbol 属性名。

嗯,无法实现。

11. 有时,我们希望重新使用同一个Symbol值,Symbol.for方法可以做到这一点。它接受一个字符串作为参数,然后搜索有没有以该参数作为名称的Symbol值。如果有,就返回这个Symbol值,否则就新建并返回一个以该字符串为名称的Symbol值。

这个实现类似于函数记忆,我们建立一个对象,用来储存已经创建的 Symbol 值即可。

12. Symbol.keyFor 方法返回一个已登记的 Symbol 类型值的 key。

遍历 forMap,查找该值对应的键值即可。

// 第五版
// 前面代码相同 ……
var SymbolPolyfill = function() { ... }

var forMap = {};

Object.defineProperties(SymbolPolyfill, {
    'for': {
        value: function(description) {
            var descString = description === undefined ? undefined : String(description)
            return forMap[descString] ? forMap[descString] : forMap[descString] = SymbolPolyfill(descString);
        },
        writable: true,
        enumerable: false,
        configurable: true
    },
    'keyFor': {
        value: function(symbol) {
            for (var key in forMap) {
                if (forMap[key] === symbol) return key;
            }
        },
        writable: true,
        enumerable: false,
        configurable: true
    }
});
// 后面代码相同 ……

完整实现

综上所述:

无法实现的特性有:1、4、7、8、10

可以实现的特性有:2、3、5、6、9、11、12

最后的实现如下:

(function() {
    var root = this;

    var generateName = (function(){
        var postfix = 0;
        return function(descString){
            postfix++;
            return '@@' + descString + '_' + postfix
        }
    })()

    var SymbolPolyfill = function Symbol(description) {

        if (this instanceof SymbolPolyfill) throw new TypeError('Symbol is not a constructor');

        var descString = description === undefined ? undefined : String(description)

        var symbol = Object.create({
            toString: function() {
                return this.__Name__;
            },
            valueOf: function() {
                return this;
            }
        })

        Object.defineProperties(symbol, {
            '__Description__': {
                value: descString,
                writable: false,
                enumerable: false,
                configurable: false
            },
            '__Name__': {
                value: generateName(descString),
                writable: false,
                enumerable: false,
                configurable: false
            }
        });

        return symbol;
    }

    var forMap = {};

    Object.defineProperties(SymbolPolyfill, {
        'for': {
            value: function(description) {
                var descString = description === undefined ? undefined : String(description)
                return forMap[descString] ? forMap[descString] : forMap[descString] = SymbolPolyfill(descString);
            },
            writable: true,
            enumerable: false,
            configurable: true
        },
        'keyFor': {
            value: function(symbol) {
                for (var key in forMap) {
                    if (forMap[key] === symbol) return key;
                }
            },
            writable: true,
            enumerable: false,
            configurable: true
        }
    });

    root.SymbolPolyfill = SymbolPolyfill;

})()

ES6 系列

ES6 系列目录地址:https://github.com/mqyqingfeng/Blog

ES6 系列预计写二十篇左右,旨在加深 ES6 部分知识点的理解,重点讲解块级作用域、标签模板、箭头函数、Symbol、Set、Map 以及 Promise 的模拟实现、模块加载方案、异步处理等内容。

如果有错误或者不严谨的地方,请务必给予指正,十分感谢。如果喜欢或者有所启发,欢迎 star,对作者也是一种鼓励。

huangsw · 6月13日

优秀

回复

载入中...