تخصیص زنجیره ای اختیاری جاوا اسکریپت: یک بررسی عمیق در اصلاح ایمن ویژگی ها

اگر مدتی است که با جاوا اسکریپت کار می کنید، بدون شک با خطای وحشتناکی مواجه شده اید که یک برنامه را در مسیر خود متوقف می کند: "TypeError: Cannot read properties of undefined". این خطا یک آیین عبور کلاسیک است، که معمولاً زمانی رخ می دهد که سعی می کنیم به یک ویژگی در یک مقداری دسترسی پیدا کنیم که فکر می کردیم یک شی است، اما `undefined` از آب درآمد.

جاوا اسکریپت مدرن، به ویژه با مشخصات ES2020، یک ابزار قدرتمند و ظریف برای مبارزه با این مشکل برای خواندن ویژگی ها به ما داد: عملگر زنجیره ای اختیاری (`?.`). این ابزار کد دفاعی عمیقاً تودرتو را به عبارات تمیز و تک خطی تبدیل کرد. این به طور طبیعی منجر به یک سوال بعدی می شود که توسعه دهندگان در سراسر جهان پرسیده اند: اگر بتوانیم به طور ایمن یک ویژگی را بخوانیم، آیا می توانیم به طور ایمن آن را بنویسیم؟ آیا می توانیم چیزی شبیه "تخصیص زنجیره ای اختیاری" انجام دهیم؟

این راهنمای جامع این سوال را بررسی خواهد کرد. ما به این موضوع خواهیم پرداخت که چرا این عملیات به ظاهر ساده یک ویژگی از جاوا اسکریپت نیست، و مهمتر از آن، الگوهای قوی و عملگرهای مدرنی را کشف خواهیم کرد که به ما امکان می دهند به همان هدف برسیم: اصلاح ایمن، انعطاف پذیر و بدون خطا از ویژگی های تودرتو که احتمالاً وجود ندارند. چه در حال مدیریت وضعیت پیچیده در یک برنامه فرانت اند باشید، چه در حال پردازش داده های API، یا ساخت یک سرویس بک اند قوی، تسلط بر این تکنیک ها برای توسعه مدرن ضروری است.

یک یادآوری سریع: قدرت زنجیره ای اختیاری (`?.`)

قبل از اینکه به تخصیص بپردازیم، بیایید به طور خلاصه بررسی کنیم که چه چیزی عملگر زنجیره ای اختیاری (`?.`) را بسیار ضروری می کند. وظیفه اصلی آن ساده کردن دسترسی به ویژگی ها در اعماق یک زنجیره از اشیاء متصل است بدون اینکه مجبور باشیم هر پیوند در زنجیره را به صراحت تأیید کنیم.

یک سناریوی رایج را در نظر بگیرید: واکشی آدرس خیابان یک کاربر از یک شی کاربر پیچیده.

روش قدیمی: بررسی های طولانی و تکراری

بدون زنجیره ای اختیاری، باید هر سطح از شی را بررسی می کردید تا در صورت وجود هر ویژگی میانی (`profile` یا `address`) از دست رفته، از `TypeError` جلوگیری کنید.

مثال کد:

const user = { id: 101, name: 'Alina', profile: { // address is missing age: 30 } }; let street; if (user && user.profile && user.profile.address) { street = user.profile.address.street; } console.log(street); // Outputs: undefined (and no error!)

این الگو، در حالی که ایمن است، دست و پا گیر و دشوار برای خواندن است، به خصوص با افزایش عمق تودرتویی شی.

روش مدرن: تمیز و مختصر با `?.`

عملگر زنجیره ای اختیاری به ما امکان می دهد تا بررسی فوق را در یک خط بسیار خوانا بازنویسی کنیم. این کار با متوقف کردن فوری ارزیابی و برگرداندن `undefined` در صورتی که مقدار قبل از `?.` `null` یا `undefined` باشد، انجام می شود.

مثال کد:

const user = { id: 101, name: 'Alina', profile: { age: 30 } }; const street = user?.profile?.address?.street; console.log(street); // Outputs: undefined

این عملگر همچنین می تواند با فراخوانی های تابع (`user.calculateScore?.()`) و دسترسی به آرایه (`user.posts?.[0]`) استفاده شود، و آن را به ابزاری همه کاره برای بازیابی ایمن داده ها تبدیل می کند. با این حال، مهم است که ماهیت آن را به خاطر بسپارید: این یک مکانیسم فقط خواندنی است.

سوال میلیون دلاری: آیا می توانیم با زنجیره ای اختیاری تخصیص دهیم؟

این ما را به هسته موضوع خود می رساند. چه اتفاقی می افتد وقتی سعی می کنیم از این نحو فوق العاده راحت در سمت چپ یک تخصیص استفاده کنیم؟

بیایید سعی کنیم آدرس یک کاربر را به روز کنیم، با فرض اینکه ممکن است مسیر وجود نداشته باشد:

مثال کد (این کار با شکست مواجه خواهد شد):

const user = {}; // Attempting to safely assign a property user?.profile?.address = { street: '123 Global Way' };

اگر این کد را در هر محیط مدرن جاوا اسکریپت اجرا کنید، یک `TypeError` دریافت نخواهید کرد—در عوض، با نوع دیگری از خطا مواجه خواهید شد:

Uncaught SyntaxError: Invalid left-hand side in assignment

چرا این یک خطای نحوی است؟

این یک اشکال زمان اجرا نیست. موتور جاوا اسکریپت این را به عنوان کد نامعتبر قبل از اینکه حتی سعی کند آن را اجرا کند، شناسایی می کند. دلیل آن در یک مفهوم اساسی از زبان های برنامه نویسی نهفته است: تمایز بین یک lvalue (مقدار سمت چپ) و یک rvalue (مقدار سمت راست).

• یک lvalue نشان دهنده یک مکان حافظه است—مقصد جایی که یک مقدار می تواند ذخیره شود. آن را به عنوان یک ظرف در نظر بگیرید، مانند یک متغیر (`x`) یا یک ویژگی شی (`user.name`).
• یک rvalue نشان دهنده یک مقدار خالص است که می تواند به یک lvalue اختصاص داده شود. این محتوا است، مانند عدد `5` یا رشته `"hello"`.

عبارت `user?.profile?.address` تضمین نمی کند که به یک مکان حافظه تبدیل شود. اگر `user.profile` `undefined` باشد، عبارت اتصال کوتاه می شود و به مقدار `undefined` ارزیابی می شود. شما نمی توانید چیزی را به مقدار `undefined` اختصاص دهید. این مانند این است که سعی کنید به حامل پست بگویید یک بسته را به مفهوم "وجود ندارد" تحویل دهد.

از آنجا که سمت چپ یک تخصیص باید یک ارجاع معتبر و قطعی باشد (یک lvalue)، و زنجیره ای اختیاری می تواند یک مقدار (`undefined`) تولید کند، نحو به طور کامل برای جلوگیری از ابهام و خطاهای زمان اجرا ممنوع است.

معمای توسعه دهنده: نیاز به تخصیص ایمن ویژگی

فقط به این دلیل که نحو پشتیبانی نمی شود به این معنی نیست که نیاز از بین می رود. در تعداد بی شماری از برنامه های واقعی، ما نیاز به اصلاح اشیاء تودرتوی عمیق داریم بدون اینکه بدانیم آیا کل مسیر وجود دارد یا خیر. سناریوهای رایج عبارتند از:

• مدیریت وضعیت در چارچوب های UI: هنگام به روز رسانی وضعیت یک جزء در کتابخانه هایی مانند React یا Vue، اغلب نیاز دارید که یک ویژگی تودرتوی عمیق را بدون تغییر وضعیت اصلی تغییر دهید.
• پردازش پاسخ های API: یک API ممکن است یک شی را با فیلدهای اختیاری برگرداند. برنامه شما ممکن است نیاز به عادی سازی این داده ها یا اضافه کردن مقادیر پیش فرض داشته باشد، که شامل تخصیص به مسیرهایی است که ممکن است در پاسخ اولیه وجود نداشته باشند.
• پیکربندی پویا: ساخت یک شی پیکربندی که در آن ماژول های مختلف می توانند تنظیمات خود را اضافه کنند، نیاز به ایجاد ایمن ساختارهای تودرتو به صورت پویا دارد.

به عنوان مثال، تصور کنید یک شی تنظیمات دارید و می خواهید یک رنگ تم را تنظیم کنید، اما مطمئن نیستید که آیا شی `theme` هنوز وجود دارد یا خیر.

هدف:

const settings = {}; // We want to achieve this without an error: settings.ui.theme.color = 'blue'; // The above line throws: "TypeError: Cannot set properties of undefined (setting 'theme')"

بنابراین، چگونه این را حل می کنیم؟ بیایید چندین الگوی قدرتمند و کاربردی موجود در جاوا اسکریپت مدرن را بررسی کنیم.

استراتژی هایی برای اصلاح ایمن ویژگی در جاوا اسکریپت

در حالی که یک عملگر مستقیم "تخصیص زنجیره ای اختیاری" وجود ندارد، می توانیم با استفاده از ترکیبی از ویژگی های موجود جاوا اسکریپت به همان نتیجه برسیم. ما از اساسی ترین راه حل ها به راه حل های پیشرفته تر و اظهاری تر پیش خواهیم رفت.

الگوی 1: رویکرد کلاسیک "بند نگهبان"

ساده ترین روش این است که به صورت دستی وجود هر ویژگی در زنجیره را قبل از انجام تخصیص بررسی کنید. این روش قبل از ES2020 برای انجام کارها است.

مثال کد:

const user = { profile: {} }; // We only want to assign if the path exists if (user && user.profile && user.profile.address) { user.profile.address.street = '456 Tech Park'; }

• مزایا: بسیار صریح و آسان برای درک هر توسعه دهنده. با تمام نسخه های جاوا اسکریپت سازگار است.
• معایب: بسیار طولانی و تکراری. برای اشیاء تودرتوی عمیق غیرقابل مدیریت می شود و منجر به چیزی می شود که اغلب "جهنم بازگشتی" برای اشیاء نامیده می شود.

الگوی 2: استفاده از زنجیره ای اختیاری برای بررسی

ما می توانیم رویکرد کلاسیک را با استفاده از دوست خود، عملگر زنجیره ای اختیاری، برای قسمت شرط دستور `if` به طور قابل توجهی تمیز کنیم. این کار خواندن ایمن را از نوشتن مستقیم جدا می کند.

مثال کد:

const user = { profile: {} }; // If the 'address' object exists, update the street if (user?.profile?.address) { user.profile.address.street = '456 Tech Park'; }

این یک پیشرفت بزرگ در خوانایی است. ما کل مسیر را به طور ایمن در یک مرحله بررسی می کنیم. اگر مسیر وجود داشته باشد (یعنی عبارت `undefined` را برنگرداند)، سپس تخصیص را ادامه می دهیم، که اکنون می دانیم ایمن است.

• مزایا: بسیار مختصرتر و خواناتر از محافظ کلاسیک. این به وضوح هدف را بیان می کند: "اگر این مسیر معتبر است، سپس به روز رسانی را انجام دهید."
• معایب: هنوز به دو مرحله جداگانه (بررسی و تخصیص) نیاز دارد. نکته مهم این است که این الگو در صورت عدم وجود مسیر را ایجاد نمی کند. فقط ساختارهای موجود را به روز می کند.

الگوی 3: ایجاد مسیر "ساخت در حین حرکت" (عملگرهای تخصیص منطقی)

اگر هدف ما فقط به روز رسانی نباشد، بلکه اطمینان از وجود مسیر باشد، و در صورت لزوم آن را ایجاد کنیم، چه؟ اینجاست که عملگرهای تخصیص منطقی (معرفی شده در ES2021) می درخشند. رایج ترین آنها برای این کار تخصیص OR منطقی (`||=`) است.

عبارت `a ||= b` برای `a = a || b` شکر نحوی است. این بدان معناست: اگر `a` یک مقدار نادرست باشد (`undefined`، `null`، `0`، `''` و غیره)، `b` را به `a` اختصاص دهید.

ما می توانیم این رفتار را زنجیره ای کنیم تا یک مسیر شی را گام به گام بسازیم.

مثال کد:

const settings = {}; // Ensure the 'ui' and 'theme' objects exist before assigning the color (settings.ui ||= {}).theme ||= {}; settings.ui.theme.color = 'darkblue'; console.log(settings); // Outputs: { ui: { theme: { color: 'darkblue' } } }

نحوه کار:

1. `settings.ui ||= {}`: `settings.ui` `undefined` است (نادرست)، بنابراین یک شی خالی جدید `{}` به آن اختصاص داده می شود. کل عبارت `(settings.ui ||= {})` به این شی جدید ارزیابی می شود.
2. `{}.theme ||= {}`: سپس به ویژگی `theme` در شی `ui` تازه ایجاد شده دسترسی پیدا می کنیم. این نیز `undefined` است، بنابراین یک شی خالی جدید `{}` به آن اختصاص داده می شود.
3. `settings.ui.theme.color = 'darkblue'`: اکنون که تضمین کرده ایم مسیر `settings.ui.theme` وجود دارد، می توانیم به طور ایمن ویژگی `color` را اختصاص دهیم.

• مزایا: بسیار مختصر و قدرتمند برای ایجاد ساختارهای تودرتو در صورت تقاضا. این یک الگوی بسیار رایج و اصطلاحی در جاوا اسکریپت مدرن است.
• معایب: مستقیماً شی اصلی را تغییر می دهد، که ممکن است در پارادایم های برنامه نویسی تابعی یا تغییر ناپذیر مطلوب نباشد. نحو می تواند برای توسعه دهندگانی که با عملگرهای تخصیص منطقی ناآشنا هستند کمی مبهم باشد.

الگوی 4: رویکردهای تابعی و تغییرناپذیر با کتابخانه های ابزار

در بسیاری از برنامه های کاربردی در مقیاس بزرگ، به ویژه آنهایی که از کتابخانه های مدیریت وضعیت مانند Redux استفاده می کنند یا وضعیت React را مدیریت می کنند، تغییرناپذیری یک اصل اساسی است. تغییر مستقیم اشیاء می تواند منجر به رفتارهای غیرقابل پیش بینی و اشکالات دشوار برای ردیابی شود. در این موارد، توسعه دهندگان اغلب به کتابخانه های ابزار مانند Lodash یا Ramda روی می آورند.

Lodash یک تابع `_.set()` ارائه می دهد که به طور هدفمند برای همین مشکل ساخته شده است. یک شی، یک مسیر رشته ای و یک مقدار را می گیرد، و به طور ایمن مقدار را در آن مسیر تنظیم می کند و هر شی تودرتوی لازم را در طول مسیر ایجاد می کند.

مثال کد با Lodash:

import { set } from 'lodash-es'; const originalUser = { id: 101 }; // _.set mutates the object by default, but is often used with a clone for immutability. const updatedUser = set(JSON.parse(JSON.stringify(originalUser)), 'profile.address.street', '789 API Boulevard'); console.log(originalUser); // Outputs: { id: 101 } (remains unchanged) console.log(updatedUser); // Outputs: { id: 101, profile: { address: { street: '789 API Boulevard' } } }

• مزایا: بسیار اظهاری و خوانا. هدف (`set(object, path, value)`) کاملاً واضح است. مسیرهای پیچیده (از جمله شاخص های آرایه مانند `'posts[0].title'`) را بی عیب و نقص مدیریت می کند. کاملاً در الگوهای به روز رسانی تغییرناپذیر قرار می گیرد.
• معایب: یک وابستگی خارجی به پروژه شما معرفی می کند. اگر این تنها ویژگی مورد نیاز شما است، ممکن است زیاده روی باشد. در مقایسه با راه حل های جاوا اسکریپت بومی، سربار عملکرد کمی وجود دارد.

نگاهی به آینده: یک تخصیص زنجیره ای اختیاری واقعی؟

با توجه به نیاز واضح برای این عملکرد، آیا کمیته TC39 (گروهی که جاوا اسکریپت را استاندارد می کند) اضافه کردن یک عملگر اختصاصی برای تخصیص زنجیره ای اختیاری را در نظر گرفته است؟ پاسخ مثبت است، در مورد آن بحث شده است.

با این حال، این پیشنهاد در حال حاضر فعال نیست یا از مراحل عبور نمی کند. چالش اصلی تعریف رفتار دقیق آن است. عبارت `a?.b = c;` را در نظر بگیرید.

• اگر `a` `undefined` باشد چه اتفاقی باید بیفتد؟
• آیا تخصیص باید بی سر و صدا نادیده گرفته شود (یک "بدون عمل")؟
• آیا باید نوع دیگری از خطا را ایجاد کند؟
• آیا کل عبارت باید به مقداری ارزیابی شود؟

این ابهام و عدم اجماع روشن در مورد شهودی ترین رفتار، دلیل اصلی عدم تحقق این ویژگی است. در حال حاضر، الگوهایی که در بالا مورد بحث قرار دادیم، روش های استاندارد و پذیرفته شده برای مدیریت اصلاح ایمن ویژگی هستند.

سناریوهای عملی و بهترین شیوه ها

با داشتن چندین الگو در اختیار، چگونه الگوی مناسب را برای کار انتخاب می کنیم؟ در اینجا یک راهنمای تصمیم گیری ساده وجود دارد.

چه زمانی از کدام الگو استفاده کنیم؟ یک راهنمای تصمیم گیری

• از `if (obj?.path) { ... }` استفاده کنید وقتی:
  • شما فقط می خواهید یک ویژگی را در صورتی که شی اصلی از قبل وجود داشته باشد تغییر دهید.
  • شما در حال وصله داده های موجود هستید و نمی خواهید ساختارهای تودرتوی جدید ایجاد کنید.
  • مثال: به روز رسانی مهر زمانی `lastLogin` یک کاربر، اما فقط در صورتی که شی `metadata` از قبل وجود داشته باشد.
• از `(obj.prop ||= {})...` استفاده کنید وقتی:
  • شما می خواهید مطمئن شوید که یک مسیر وجود دارد، و در صورت عدم وجود آن را ایجاد کنید.
  • شما با تغییر مستقیم شی راحت هستید.
  • مثال: مقداردهی اولیه یک شی پیکربندی، یا اضافه کردن یک مورد جدید به نمایه کاربری که ممکن است هنوز آن بخش را نداشته باشد.
• از یک کتابخانه مانند Lodash `_.set` استفاده کنید وقتی:
  • شما در یک پایگاه کد کار می کنید که از قبل از آن کتابخانه استفاده می کند.
  • شما نیاز به رعایت الگوهای تغییرناپذیری دقیق دارید.
  • شما نیاز به مدیریت مسیرهای پیچیده تر دارید، مانند مسیرهایی که شامل شاخص های آرایه هستند.
  • مثال: به روز رسانی وضعیت در یک کاهنده Redux.

یادداشتی در مورد تخصیص ادغام تهی (`??=`)

مهم است که از پسر عموی نزدیک عملگر `||=` نام ببریم: تخصیص ادغام تهی (`??=`). در حالی که `||=` روی هر مقدار نادرستی (`undefined`، `null`، `false`، `0`، `''`) فعال می شود، `??=` دقیق تر است و فقط برای `undefined` یا `null` فعال می شود.

این تمایز زمانی که یک مقدار ویژگی معتبر می تواند `0` یا یک رشته خالی باشد، بسیار مهم است.

مثال کد: تله `||=`

const product = { name: 'Widget', discount: 0 }; // We want to apply a default discount of 10 if none is set. product.discount ||= 10; console.log(product.discount); // Outputs: 10 (Incorrect! The discount was intentionally 0)

در اینجا، از آنجا که `0` یک مقدار نادرست است، `||=` به اشتباه آن را بازنویسی کرد. استفاده از `??=` این مشکل را حل می کند.

مثال کد: دقت `??=`

const product = { name: 'Widget', discount: 0 }; // Apply a default discount only if it's null or undefined. product.discount ??= 10; console.log(product.discount); // Outputs: 0 (Correct!) const anotherProduct = { name: 'Gadget' }; // discount is undefined anotherProduct.discount ??= 10; console.log(anotherProduct.discount); // Outputs: 10 (Correct!)

بهترین شیوه: هنگام ایجاد مسیرهای شی (که همیشه در ابتدا `undefined` هستند)، `||=` و `??=` قابل تعویض هستند. با این حال، هنگام تنظیم مقادیر پیش فرض برای ویژگی هایی که ممکن است از قبل وجود داشته باشند، `??=` را ترجیح دهید تا از بازنویسی ناخواسته مقادیر نادرست معتبر مانند `0`، `false` یا `''` جلوگیری کنید.

نتیجه گیری: تسلط بر اصلاح شی ایمن و انعطاف پذیر

در حالی که یک عملگر بومی "تخصیص زنجیره ای اختیاری" همچنان یک مورد لیست آرزو برای بسیاری از توسعه دهندگان جاوا اسکریپت است، این زبان یک جعبه ابزار قدرتمند و انعطاف پذیر برای حل مشکل اساسی اصلاح ایمن ویژگی ارائه می دهد. با فراتر رفتن از سوال اولیه یک عملگر از دست رفته، درک عمیق تری از نحوه کار جاوا اسکریپت کشف می کنیم.

بیایید نکات کلیدی را جمع بندی کنیم:

• عملگر زنجیره ای اختیاری (`?.`) یک تغییر دهنده بازی برای خواندن ویژگی های تودرتو است، اما به دلیل قوانین نحوی اساسی زبان (`lvalue` در مقابل `rvalue`) نمی توان از آن برای تخصیص استفاده کرد.
• برای به روز رسانی فقط مسیرهای موجود، ترکیب یک دستور `if` مدرن با زنجیره ای اختیاری (`if (user?.profile?.address)`) تمیزترین و خواناترین رویکرد است.
• برای اطمینان از وجود یک مسیر با ایجاد آن در پرواز، عملگرهای تخصیص منطقی (`||=` یا `??=` دقیق تر) یک راه حل بومی مختصر و قدرتمند ارائه می دهند.
• برای برنامه هایی که نیاز به تغییرناپذیری دارند یا تخصیص های مسیر بسیار پیچیده را مدیریت می کنند، کتابخانه های ابزار مانند Lodash یک جایگزین اظهاری و قوی ارائه می دهند.

با درک این الگوها و دانستن زمان استفاده از آنها، می توانید جاوا اسکریپتی بنویسید که نه تنها تمیزتر و مدرن تر است، بلکه انعطاف پذیرتر و کمتر مستعد خطاهای زمان اجرا است. شما می توانید با اطمینان هر ساختار داده ای را مدیریت کنید، مهم نیست که چقدر تودرتو یا غیرقابل پیش بینی باشد، و برنامه هایی را بسازید که از نظر طراحی قوی هستند.