JavaScript Record ja Tuple: Muutumatute andmestruktuuride ettepanekud

JavaScriptil, kuigi uskumatult mitmekülgsel, on traditsiooniliselt puudunud sisseehitatud muutumatud andmestruktuurid. See on sageli viinud arendajad tuginema teekidele nagu Immutable.js, et jõustada muutumatust ja saada sellega seotud eeliseid. Kuid olukord on muutumas seoses Record ja Tuple lisamisega JavaScripti keelde.

Mis on Recordid ja Tupled?

Recordid ja Tupled on JavaScripti pakutud täiendused, mille eesmärk on pakkuda sisseehitatud, muutumatuid andmestruktuure. Need on sisuliselt Objektide ja Massiivide muutumatud versioonid.

• Record: Muutumatu, järjestamata võti-väärtus paaride kollektsioon. Pärast loomist ei saa Recordit muuta. Iga katse Recordit muuta toob kaasa uue Recordi loomise, jättes originaali puutumata.
• Tuple: Muutumatu, järjestatud väärtuste kollektsioon. Sarnaselt Recorditele ei saa Tupleid pärast loomist muuta.

Miks Muutumatus?

Muutumatus pakub tarkvaraarenduses mitmeid olulisi eeliseid:

• Ennustatavus: Muutumatud andmestruktuurid muudavad koodi üle arutlemise lihtsamaks, sest andmete olek ei muutu ootamatult. See vähendab vigade tõenäosust ja muudab silumise lihtsamaks.
• Jõudlus: Teatud stsenaariumide korral võib muutumatus kaasa tuua jõudluse paranemise. Näiteks andmestruktuuride võrdlemisel saate lihtsalt võrrelda viiteid, selle asemel, et sisu sügavalt võrrelda. Raamatukogud nagu React saavad kasu ka muutumatusest, optimeeritud uuesti renderdamise kaudu, mis põhineb viite võrdsuse kontrollidel.
• Paralleelsus: Muutumatud andmestruktuurid on olemuselt lõimekindlad, kuna neid ei saa mitu lõime korraga muuta. See lihtsustab paralleelset programmeerimist ja vähendab võidujooksude riski.
• Lihtsam Testimine: Testimine muutub lihtsamaks, sest saate loota objekti algolekule, muretsemata selle testimise ajal muutmise pärast.

Record: Muutumatud Võtmega Kollektsioonid

Recordi ettepanek tutvustab uut tüüpi andmestruktuuri, mis käitub nagu tavaline JavaScripti Objekt, kuid garanteeritud muutumatusega. See tähendab, et te ei saa Recordi omadusi pärast selle loomist lisada, eemaldada ega muuta.

Recordite Loomine

Recordid luuakse kasutades Record() konstruktorit või literaalset süntaksit (kui see on saadaval JavaScripti tulevastes versioonides):

            
// Kasutades Record() konstruktorit
const myRecord = Record({ name: "Alice", age: 30 });

// Kasutades literaalset süntaksit (tulevane süntaks, pole veel natiivselt toetatud)
// const myRecord = #{ name: "Alice", age: 30 };

            

              
                Copy
              
            
          

Recordi Omadustele Juurdepääs

Saate juurde pääseda Recordi omadustele punktnotatsiooni või sulgunotatsiooni abil, nagu tavaliste JavaScripti Objektide puhul:

            
const name = myRecord.name; // Juurdepääs punktnotatsiooniga
const age = myRecord['age']; // Juurdepääs sulgunotatsiooniga

console.log(name); // Väljund: Alice
console.log(age); // Väljund: 30

            

              
                Copy
              
            
          

Muutumatus Tegelikkuses

Iga katse Recordit muuta toob kaasa vea (või uue Recordi loomise, sõltuvalt ettepaneku rakendamisest):

            
// Visatakse viga, sest Recordid on muutumatud
// myRecord.name = "Bob"; 

// Või, tulevase süntaksiga, tagastab uue recordi
// const newRecord = myRecord with { name: "Bob" };

            

              
                Copy
              
            
          

Recordite Kasutusjuhtumid

• Konfiguratsiooniobjektid: Rakenduse konfiguratsiooniseadete salvestamine, mida ei tohiks käitusajal muuta. Näiteks API lõpp-punktide, funktsioonilippude või lokaliseerimisseadete salvestamine. Kaaluge mitmekeelset rakendust, kus vaikekeelt ei tohiks pärast lähtestamist kunagi muuta.
• Andmeedastusobjektid (DTO-d): API-st või andmebaasist saadud andmete esindamine. Tagades, et andmed jäävad kogu rakenduse elutsükli jooksul järjepidevaks. Kujutage ette e-kaubanduse rakendust, kus API-st hangitud toote üksikasjad peaksid jääma järjepidevaks, et vältida hinnavahesid.
• Reduxi olek: Rakenduse oleku salvestamine ennustataval ja muutumatul viisil, muutes olekumuutuste üle arutlemise ja probleemide silumise lihtsamaks.
• Vahemällu salvestamise mehhanismid: Recordeid saab kasutada muutumatute vahemälude loomiseks, näiteks API vastuste vahemällu salvestamiseks.

Näide: Konfiguratsiooniobjekt

            
const API_CONFIG = Record({
  baseURL: "https://api.example.com",
  timeout: 5000,
  maxRetries: 3
});

// Katse muuta baseURL-i viskab vea (või tagastab uue recordi)
// API_CONFIG.baseURL = "https://newapi.example.com";

            

              
                Copy
              
            
          

Tuple: Muutumatud Indekseeritud Kollektsioonid

Tuple'i ettepanek tutvustab JavaScripti massiivide muutumatut versiooni. Sarnaselt Recorditele ei saa Tupleid pärast loomist muuta.

Tuple'ide Loomine

Tuple'id luuakse kasutades Tuple() konstruktorit või literaalset süntaksit (kui see on saadaval):

            
// Kasutades Tuple() konstruktorit
const myTuple = Tuple(1, "hello", true);

// Kasutades literaalset süntaksit (tulevane süntaks, pole veel natiivselt toetatud)
// const myTuple = #[1, "hello", true];

            

              
                Copy
              
            
          

Tuple'i Elementidele Juurdepääs

Saate juurde pääseda Tuple'i elementidele sulgunotatsiooni abil, nagu tavaliste JavaScripti massiivide puhul:

            
const firstElement = myTuple[0]; // Juurdepääs esimesele elemendile
const secondElement = myTuple[1]; // Juurdepääs teisele elemendile

console.log(firstElement); // Väljund: 1
console.log(secondElement); // Väljund: hello

            

              
                Copy
              
            
          

Muutumatus Tegelikkuses

Iga katse Tuple'it muuta toob kaasa vea (või uue Tuple'i loomise, sõltuvalt rakendamisest):

            
// Visatakse viga, sest Tuple'id on muutumatud
// myTuple[0] = 2;

// Või, tulevase süntaksiga, tagastab uue tuple'i
// const newTuple = myTuple with [0] = 2;

            

              
                Copy
              
            
          

Tuple'ide Kasutusjuhtumid

• Koordinaadid: Koordinaatide (laiuskraad, pikkuskraad) esindamine geograafilises rakenduses. Kuna koordinaate ei tohiks otse muuta, tagab Tuple andmete terviklikkuse.
• RGB Värvid: Värviväärtuste (punane, roheline, sinine) salvestamine graafikarakenduses.
• Funktsiooni Argumendid: Fikseeritud argumentide hulga edastamine funktsioonile.
• Andmebaasi Kirjed: Fikseeritud väärtuste hulga tagastamine andmebaasipäringust.

Näide: Koordinaadid

            
const coordinates = Tuple(40.7128, -74.0060); // New York City

// Katse muuta laiuskraadi viskab vea (või tagastab uue tuple'i)
// coordinates[0] = 41.0; 

            

              
                Copy
              
            
          

Recordite ja Tuple'ide Kasutamise Eelised

• Parem Koodi Usaldusväärsus: Muutumatus vähendab ootamatute kõrvalmõjude riski ja muudab koodi üle arutlemise lihtsamaks.
• Täiustatud Jõudlus: Viite võrdsuse kontrollid võivad optimeerida jõudlust sellistes stsenaariumides nagu React uuesti renderdamine.
• Lihtsustatud Paralleelsus: Muutumatud andmestruktuurid on olemuselt lõimekindlad.
• Parem Silumine: Vigu on lihtsam üles leida, sest andmete olek on ennustatav.
• Suurem Turvalisus: Muutumatud andmestruktuurid võivad aidata vältida teatud tüüpi turvaauke, nagu andmete rikkumine.
• Funktsionaalse Programmeerimise Paradigma: Edendab funktsionaalse programmeerimise põhimõtteid, julgustades kasutama puhtaid funktsioone, mis ei muuda oma sisendeid.

Võrdlus Olemasolevate JavaScripti Andmestruktuuridega

Kuigi JavaScriptis on juba Objektid ja Massiivid, pakuvad Recordid ja Tupled nende muutumatuse tõttu selgeid eeliseid:

Vastuvõtt ja Polütäited

Kuna Recordid ja Tupled on alles ettepanekud, ei toetata neid veel kõigis JavaScripti keskkondades natiivselt. Kuid saate kasutada polütäiteid, et lisada oma projektidele Recordite ja Tuplede tugi. Mitmed teegid pakuvad polütäiteid, mis jäljendavad Recordite ja Tuplede käitumist.

Näide polütäitega:

            
// Kasutades polütäite teeki (näide)
// Eeldades, et teegi nimi on "record-tuple-polyfill"

// import { Record, Tuple } from 'record-tuple-polyfill';

// const myRecord = Record({ name: "Alice", age: 30 });
// const myTuple = Tuple(1, "hello", true);

            

              
                Copy
              
            
          

Märkus: Polütäidete kasutamine võib mõjutada jõudlust, seega on oluline testida ja optimeerida oma koodi, kui neid kasutate.

Recordite ja Tuple'ide Tulevik

TC39 komitee (JavaScripti evolutsiooni eest vastutav tehniline komitee) arutab ja täpsustab aktiivselt Recordite ja Tuple'ide ettepanekuid. Eesmärk on lõpuks lisada Recordid ja Tupled JavaScripti keele standardosaks.

Recordite ja Tuple'ide aktsepteerimine ja laialdane kasutuselevõtt mõjutaks oluliselt seda, kuidas arendajad JavaScripti koodi kirjutavad, julgustades muutumatute andmestruktuuride kasutamist ja edendades funktsionaalsemat programmeerimisstiili.

Praktilised Näited ja Koodilõigud

Näide 1: Muutumatu Kasutajaprofiil

Oletame, et ehitate oma rakenduses kasutajaprofiili funktsiooni. Saate kasutada Recordit, et salvestada kasutaja profiili teave muutumatult.

            
// Kasutajaprofiili andmed
const userProfile = Record({
  id: 12345,
  username: "johndoe",
  email: "john.doe@example.com",
  firstName: "John",
  lastName: "Doe",
  location: "London, UK"
});

// Katse muuta kasutajanime viskab vea (või tagastab uue recordi)
// userProfile.username = "newusername";

// Uue profiili loomine uuendatud e-postiga (kasutades hüpoteetilist 'with' operaatorit)
// const updatedProfile = userProfile with { email: "john.newdoe@example.com" };

            

              
                Copy
              
            
          

Näide 2: Muutumatu Värvipalett

Graafikarakenduses saate kasutada Tuple'it muutumatu värvipaleti salvestamiseks.

            
// Värvipalett (RGB väärtused)
const colorPalette = Tuple(
  Tuple(255, 0, 0),   // Punane
  Tuple(0, 255, 0),   // Roheline
  Tuple(0, 0, 255)    // Sinine
);

// Katse muuta esimese värvi punast väärtust viskab vea (või tagastab uue tuple'i)
// colorPalette[0][0] = 200;

            

              
                Copy
              
            
          

Näide 3: Reduxi Olekuhaldus

Recordid ja Tupled sobivad väga hästi Reduxi olekuhalduseks.

            
// Algolek Reduxi poe jaoks
const initialState = Record({
  todos: Tuple(),
  isLoading: false,
  error: null
});

// Vähendaja funktsioon
function reducer(state = initialState, action) {
  switch (action.type) {
    case "ADD_TODO":
      // Ideaalis 'with' operaatoriga uue oleku loomiseks
      // return state with { todos: state.todos.concat(Tuple(action.payload)) };
      // Näiteks, kasutades tavalist JS Massiivi, et simuleerida muutumatust näite jaoks
      const newTodos = [...state.todos, Tuple(action.payload)];
      return { ...state, todos: newTodos }; // Märkus, kasutades siin muudetavaid operatsioone ainult näitlikel eesmärkidel ilma Recordite või Tuple'iteta.
    case "SET_LOADING":
      // return state with { isLoading: action.payload };
      return { ...state, isLoading: action.payload };
    default:
      return state;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Järeldus

Recordite ja Tuple'ide tutvustamine JavaScriptis on oluline samm edasi keele arengus. Pakkudes sisseehitatud muutumatuid andmestruktuure, saavad Recordid ja Tupled parandada koodi usaldusväärsust, jõudlust ja hooldatavust. Kuna need ettepanekud arenevad edasi ja saavutavad laiemat kasutuselevõttu, saavad neist tõenäoliselt olulised tööriistad kaasaegsetele JavaScripti arendajatele, eriti neile, kes toetavad funktsionaalse programmeerimise paradigmasid. Hoidke silm peal TC39 ettepanekutel ja tulevastel brauseri uuendustel, et kasutada Recordite ja Tuple'ide eeliseid oma projektides. Natiivse toe ootamise ajal kaaluge polütäidete uurimist, et alustada muutumatusega katsetamist juba täna.