JavaScript Simbolu API: unikālas īpašību atslēgas robusta koda izveidei

Pastāvīgi mainīgajā JavaScript vidē izstrādātāji nemitīgi meklē veidus, kā rakstīt robustāku, uzturamāku un mērogojamāku kodu. Viens no nozīmīgākajiem sasniegumiem modernajā JavaScript, kas tika ieviests ar ECMAScript 2015 (ES6), ir Simbolu API. Simboli nodrošina jaunu veidu, kā izveidot unikālas un nemainīgas īpašību atslēgas, piedāvājot spēcīgu risinājumu bieži sastopamām problēmām, ar kurām saskaras izstrādātāji visā pasaulē, sākot ar nejaušas pārrakstīšanas novēršanu un beidzot ar iekšējo objektu stāvokļu pārvaldību.

Šajā visaptverošajā rokasgrāmatā mēs iedziļināsimies JavaScript Simbolu API sarežģītībā, paskaidrojot, kas ir simboli, kāpēc tie ir svarīgi un kā tos var izmantot, lai uzlabotu savu kodu. Mēs apskatīsim to pamatjēdzienus, izpētīsim praktiskus pielietojuma gadījumus ar globālu pielietojamību un sniegsim praktiskas atziņas to integrēšanai jūsu izstrādes darbplūsmā.

Kas ir JavaScript simboli?

Savā būtībā JavaScript simbols (Symbol) ir primitīvs datu tips, līdzīgi kā virknes, skaitļi vai Būla vērtības. Tomēr, atšķirībā no citiem primitīvajiem tipiem, simboli garantēti ir unikāli un nemainīgi. Tas nozīmē, ka katrs izveidotais simbols pēc būtības atšķiras no katra cita simbola, pat ja tie ir izveidoti ar vienādu aprakstu.

Jūs varat domāt par simboliem kā par unikāliem identifikatoriem. Izveidojot simbolu, jūs varat pēc izvēles pievienot virknes aprakstu. Šis apraksts galvenokārt ir paredzēts atkļūdošanas nolūkiem un neietekmē simbola unikalitāti. Simbolu galvenais mērķis ir kalpot par īpašību atslēgām objektiem, piedāvājot veidu, kā izveidot atslēgas, kas neradīs konfliktus ar esošām vai nākotnes īpašībām, īpaši tām, kuras pievieno trešo pušu bibliotēkas vai ietvari.

Simbola izveides sintakse ir vienkārša:

            const mySymbol = Symbol();
const anotherSymbol = Symbol('My unique identifier');

            

              
                Copy
              
            
          

Ievērojiet, ka, izsaucot Symbol() vairākas reizes, pat ar to pašu aprakstu, vienmēr tiks izveidots jauns, unikāls simbols:

            
const sym1 = Symbol('description');
const sym2 = Symbol('description');

console.log(sym1 === sym2); // Output: false

            

              
                Copy
              
            
          

Šī unikalitāte ir Simbolu API lietderības stūrakmens.

Kāpēc lietot simbolus? Risinot biežākās JavaScript problēmas

JavaScript dinamiskā daba, lai arī elastīga, dažkārt var radīt problēmas, īpaši saistībā ar objektu īpašību nosaukumiem. Pirms simboliem izstrādātāji paļāvās uz virknēm kā īpašību atslēgām. Šī pieeja, lai arī funkcionāla, radīja vairākas problēmas:

• Īpašību nosaukumu kolīzijas: Strādājot ar vairākām bibliotēkām vai moduļiem, vienmēr pastāv risks, ka divas dažādas koda daļas mēģinās definēt īpašību ar vienādu virknes atslēgu vienam un tam pašam objektam. Tas var novest pie nejaušas pārrakstīšanas, radot kļūdas, kuras bieži ir grūti izsekot.
• Publiskās vs. privātās īpašības: Vēsturiski JavaScript trūka īsta privāto īpašību mehānisma. Lai gan tika izmantotas konvencijas, piemēram, īpašību nosaukumu sākšana ar pasvītrojumu (_propertyName), lai norādītu uz paredzēto privātumu, tās bija tikai konvencionālas un viegli apejamas.
• Iebūvēto objektu paplašināšana: Iebūvēto JavaScript objektu, piemēram, Array vai Object, modificēšana vai paplašināšana, pievienojot jaunas metodes vai īpašības ar virkņu atslēgām, varēja radīt konfliktus ar nākamajām JavaScript versijām vai citām bibliotēkām, kas varētu būt darījušas to pašu.

Simbolu API piedāvā elegantus risinājumus šīm problēmām:

1. Īpašību nosaukumu kolīziju novēršana

Izmantojot simbolus kā īpašību atslēgas, jūs novēršat nosaukumu kolīziju risku. Tā kā katrs simbols ir unikāls, objekta īpašība, kas definēta ar simbola atslēgu, nekad neradīs konfliktu ar citu īpašību, pat ja tā izmanto to pašu aprakstošo virkni. Tas ir nenovērtējami, izstrādājot atkārtoti lietojamus komponentus, bibliotēkas vai strādājot lielos, sadarbības projektos dažādās ģeogrāfiskajās vietās un komandās.

Apsveriet scenāriju, kurā jūs veidojat lietotāja profila objektu un izmantojat arī trešās puses autentifikācijas bibliotēku, kas arī varētu definēt īpašību lietotāja ID. Simbolu izmantošana nodrošina, ka jūsu īpašības paliek atšķirīgas.

            
// Your code
const userIdKey = Symbol('userIdentifier');

const user = {
  name: 'Anya Sharma',
  [userIdKey]: 'user-12345'
};

// Third-party library (hypothetical)
const authIdKey = Symbol('userIdentifier'); // Another unique symbol, despite same description

const authInfo = {
  [authIdKey]: 'auth-xyz789'
};

// Merging data (or placing authInfo within user)
const combinedUser = { ...user, ...authInfo };

console.log(combinedUser[userIdKey]); // Output: 'user-12345'
console.log(combinedUser[authIdKey]);   // Output: 'auth-xyz789'

// Even if the library used the same string description:
const anotherAuthIdKey = Symbol('userIdentifier');
console.log(userIdKey === anotherAuthIdKey); // Output: false

            

              
                Copy
              
            
          

Šajā piemērā gan user, gan hipotētiskā autentifikācijas bibliotēka var izmantot simbolu ar aprakstu 'userIdentifier', un to īpašības viena otru nepārrakstīs. Tas veicina labāku savietojamību un samazina grūti atkļūdojamu, slēptu kļūdu iespējamību, kas ir ļoti svarīgi globālā izstrādes vidē, kur koda bāzes bieži tiek integrētas.

2. Privātām īpašībām līdzīgu īpašību ieviešana

Lai gan JavaScript tagad ir īsti privātie klašu lauki (izmantojot # prefiksu), simboli piedāvā spēcīgu veidu, kā panākt līdzīgu efektu objektu īpašībām, īpaši kontekstos, kas nav saistīti ar klasēm, vai kad nepieciešama kontrolētāka iekapsulēšanas forma. Īpašības, kuru atslēgas ir simboli, nav atrodamas, izmantojot standarta iterācijas metodes, piemēram, Object.keys() vai for...in ciklus. Tas padara tos ideālus iekšējā stāvokļa vai metadatu glabāšanai, kuriem nevajadzētu būt tieši pieejamiem vai modificējamiem no ārējā koda.

Iedomājieties, ka pārvaldāt lietojumprogrammas specifiskas konfigurācijas vai iekšējo stāvokli sarežģītā datu struktūrā. Simbolu izmantošana ļauj šīs implementācijas detaļas paslēpt no objekta publiskās saskarnes.

            
const configKey = Symbol('internalConfig');

const applicationState = {
  appName: 'GlobalConnect',
  version: '1.0.0',
  [configKey]: {
    databaseUrl: 'mongodb://globaldb.com/appdata',
    apiKey: 'secret-key-for-global-access'
  }
};

// Attempting to access config using string keys will fail:
console.log(applicationState['internalConfig']); // Output: undefined

// Accessing via the symbol works:
console.log(applicationState[configKey]); // Output: { databaseUrl: '...', apiKey: '...' }

// Iterating over keys will not reveal the symbol property:
console.log(Object.keys(applicationState)); // Output: ['appName', 'version']
console.log(Object.getOwnPropertyNames(applicationState)); // Output: ['appName', 'version']

            

              
                Copy
              
            
          

Šī iekapsulēšana ir noderīga jūsu datu un loģikas integritātes uzturēšanai, īpaši lielās lietojumprogrammās, ko izstrādā izkliedētas komandas, kur skaidrība un kontrolēta piekļuve ir vissvarīgākā.

3. Droša iebūvēto objektu paplašināšana

Simboli ļauj jums pievienot īpašības iebūvētiem JavaScript objektiem, piemēram, Array, Object vai String, nebaidoties no konfliktiem ar nākotnes iebūvētajām īpašībām vai citām bibliotēkām. Tas ir īpaši noderīgi, veidojot utilītprogrammas funkcijas vai paplašinot pamatdatu struktūru uzvedību tā, lai tas nesabojātu esošo kodu vai nākotnes valodas atjauninājumus.

Piemēram, jūs varētu vēlēties pievienot pielāgotu metodi Array prototipam. Simbola izmantošana kā metodes nosaukums novērš konfliktus.

            
const arraySumSymbol = Symbol('sum');

Array.prototype[arraySumSymbol] = function() {
  return this.reduce((acc, current) => acc + current, 0);
};

const numbers = [10, 20, 30, 40];
console.log(numbers[arraySumSymbol]()); // Output: 100

// This custom 'sum' method won't interfere with native Array methods or other libraries.

            

              
                Copy
              
            
          

Šī pieeja nodrošina, ka jūsu paplašinājumi ir izolēti un droši, kas ir būtisks apsvērums, veidojot bibliotēkas, kas paredzētas plašam patēriņam dažādos projektos un izstrādes vidēs.

Galvenās Simbolu API funkcijas un metodes

Simbolu API piedāvā vairākas noderīgas metodes darbam ar simboliem:

1. Symbol.for() un Symbol.keyFor(): Globālais simbolu reģistrs

Kamēr ar Symbol() izveidotie simboli ir unikāli un nav koplietojami, Symbol.for() metode ļauj izveidot vai iegūt simbolu no globāla, lai gan īslaicīga, simbolu reģistra. Tas ir noderīgi, lai koplietotu simbolus dažādos izpildes kontekstos (piemēram, iframes, web workers) vai lai nodrošinātu, ka simbols ar konkrētu identifikatoru vienmēr ir viens un tas pats simbols.

Symbol.for(key):

• Ja reģistrā jau pastāv simbols ar norādīto virknes key, tā atgriež šo simbolu.
• Ja simbols ar norādīto key nepastāv, tā izveido jaunu simbolu, saista to ar key reģistrā un atgriež jauno simbolu.

Symbol.keyFor(sym):

• Pieņem simbolu sym kā argumentu un atgriež saistīto virknes atslēgu no globālā reģistra.
• Ja simbols nav izveidots, izmantojot Symbol.for() (t.i., tas ir lokāli izveidots simbols), tā atgriež undefined.

Piemērs:

            
// Create a symbol using Symbol.for()
const globalAuthToken = Symbol.for('authToken');

// In another part of your application or a different module:
const anotherAuthToken = Symbol.for('authToken');

console.log(globalAuthToken === anotherAuthToken); // Output: true

// Get the key for the symbol
console.log(Symbol.keyFor(globalAuthToken)); // Output: 'authToken'

// A locally created symbol won't have a key in the global registry
const localSymbol = Symbol('local');
console.log(Symbol.keyFor(localSymbol)); // Output: undefined

            

              
                Copy
              
            
          

Šis globālais reģistrs ir īpaši noderīgs mikroservisu arhitektūrās vai sarežģītās klienta puses lietojumprogrammās, kur dažādiem moduļiem var būt nepieciešams atsaukties uz vienu un to pašu simbolisko identifikatoru.

2. Labi zināmie simboli (Well-Known Symbols)

JavaScript definē iebūvētu simbolu kopu, kas pazīstama kā labi zināmie simboli (well-known symbols). Šie simboli tiek izmantoti, lai piekļūtu JavaScript iebūvētajām uzvedībām un pielāgotu objektu mijiedarbību. Definējot konkrētas metodes savos objektos ar šiem labi zināmajiem simboliem, jūs varat kontrolēt, kā jūsu objekti uzvedas ar valodas funkcijām, piemēram, iterāciju, virknes konvertēšanu vai piekļuvi īpašībām.

Daži no visbiežāk izmantotajiem labi zināmajiem simboliem ir:

• Symbol.iterator: Definē objekta noklusējuma iterācijas uzvedību. Lietojot ar for...of ciklu vai izklājuma sintaksi (...), tā izsauc metodi, kas saistīta ar šo simbolu, lai iegūtu iteratora objektu.
• Symbol.toStringTag: Nosaka virkni, ko atgriež objekta noklusējuma toString() metode. Tas ir noderīgi pielāgotai objektu tipa identifikācijai.
• Symbol.toPrimitive: Ļauj objektam definēt, kā to vajadzētu konvertēt par primitīvu vērtību, kad nepieciešams (piemēram, aritmētisko operāciju laikā).
• Symbol.hasInstance: To izmanto instanceof operators, lai pārbaudītu, vai objekts ir konstruktora instance.
• Symbol.unscopables: Īpašību nosaukumu masīvs, kas jāizslēdz, veidojot with priekšraksta darbības jomu.

Apskatīsim piemēru ar Symbol.iterator:

            
const dataFeed = {
  data: [10, 20, 30, 40, 50],
  index: 0,
  [Symbol.iterator]() {
    const data = this.data;
    const lastIndex = data.length;
    let currentIndex = this.index;

    return {
      next: () => {
        if (currentIndex < lastIndex) {
          const value = data[currentIndex];
          currentIndex++;
          return { value: value, done: false };
        } else {
          return { done: true };
        }
      }
    };
  }
};

// Using the for...of loop with a custom iterable object
for (const item of dataFeed) {
  console.log(item); // Output: 10, 20, 30, 40, 50
}

// Using spread syntax
const itemsArray = [...dataFeed];
console.log(itemsArray); // Output: [10, 20, 30, 40, 50]

            

              
                Copy
              
            
          

Ieviešot labi zināmos simbolus, jūs varat panākt, ka jūsu pielāgotie objekti uzvedas paredzamāk un nevainojami integrējas ar JavaScript valodas pamatfunkcijām, kas ir būtiski, lai izveidotu bibliotēkas, kas ir patiesi globāli saderīgas.

3. Simbolu piekļuve un refleksija

Tā kā ar simboliem atslēgotās īpašības netiek atklātas ar tādām metodēm kā Object.keys(), jums ir nepieciešamas īpašas metodes, lai tām piekļūtu:

• Object.getOwnPropertySymbols(obj): Atgriež visu paša objekta simbolu īpašību masīvu, kas atrastas tieši dotajā objektā.
• Reflect.ownKeys(obj): Atgriež visu paša objekta īpašību atslēgu (gan virkņu, gan simbolu) masīvu. Šis ir visaptverošākais veids, kā iegūt visas atslēgas.

Piemērs:

            
const sym1 = Symbol('a');
const sym2 = Symbol('b');

const obj = {
  [sym1]: 'value1',
  [sym2]: 'value2',
  regularProp: 'stringValue'
};

// Using Object.getOwnPropertySymbols()
const symbolKeys = Object.getOwnPropertySymbols(obj);
console.log(symbolKeys); // Output: [Symbol(a), Symbol(b)]

// Accessing values using the retrieved symbols
symbolKeys.forEach(sym => {
  console.log(`${sym.toString()}: ${obj[sym]}`);
});
// Output:
// Symbol(a): value1
// Symbol(b): value2

// Using Reflect.ownKeys()
const allKeys = Reflect.ownKeys(obj);
console.log(allKeys); // Output: ['regularProp', Symbol(a), Symbol(b)]

            

              
                Copy
              
            
          

Šīs metodes ir būtiskas introspekcijai un atkļūdošanai, ļaujot jums rūpīgi pārbaudīt objektus neatkarīgi no tā, kā to īpašības tika definētas.

Praktiski pielietojuma gadījumi globālai izstrādei

Simbolu API nav tikai teorētisks jēdziens; tam ir taustāmas priekšrocības izstrādātājiem, kas strādā pie starptautiskiem projektiem:

1. Bibliotēku izstrāde un savietojamība

Veidojot JavaScript bibliotēkas, kas paredzētas globālai auditorijai, konfliktu novēršana ar lietotāja kodu vai citām bibliotēkām ir vissvarīgākā. Simbolu izmantošana iekšējai konfigurācijai, notikumu nosaukumiem vai patentētām metodēm nodrošina, ka jūsu bibliotēka uzvedas paredzami dažādās lietojumprogrammu vidēs. Piemēram, diagrammu bibliotēka varētu izmantot simbolus iekšējai stāvokļa pārvaldībai vai pielāgotām rīka padomu renderēšanas funkcijām, nodrošinot, ka tās nesaskaras ar jebkādiem pielāgotiem datu saistīšanas vai notikumu apstrādātājiem, ko lietotājs varētu ieviest.

2. Stāvokļa pārvaldība sarežģītās lietojumprogrammās

Liela mēroga lietojumprogrammās, īpaši tajās ar sarežģītu stāvokļa pārvaldību (piemēram, izmantojot ietvarus kā Redux, Vuex vai pielāgotus risinājumus), simbolus var izmantot, lai definētu unikālus darbību tipus vai stāvokļa atslēgas. Tas novērš nosaukumu kolīzijas un padara stāvokļa atjauninājumus paredzamākus un mazāk kļūdainus, kas ir būtiska priekšrocība, ja komandas ir izkliedētas dažādās laika joslās un sadarbība lielā mērā balstās uz labi definētām saskarnēm.

Piemēram, globālā e-komercijas platformā dažādi moduļi (lietotāju konti, produktu katalogs, groza pārvaldība) var definēt savus darbību tipus. Simbolu izmantošana nodrošina, ka darbība, piemēram, 'ADD_ITEM' no groza moduļa, nejauši nesaskaras ar līdzīgi nosauktu darbību citā modulī.

            
// Cart module
const ADD_ITEM_TO_CART = Symbol('cart/ADD_ITEM');

// Wishlist module
const ADD_ITEM_TO_WISHLIST = Symbol('wishlist/ADD_ITEM');

function reducer(state, action) {
  switch (action.type) {
    case ADD_ITEM_TO_CART:
      // ... handle adding to cart
      return state;
    case ADD_ITEM_TO_WISHLIST:
      // ... handle adding to wishlist
      return state;
    default:
      return state;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Objektorientētu paternu uzlabošana

Simbolus var izmantot, lai ieviestu unikālus identifikatorus objektiem, pārvaldītu iekšējos metadatus vai definētu pielāgotu uzvedību objektu protokoliem. Tas padara tos par spēcīgiem rīkiem dizaina paternu ieviešanai un robustāku objektorientētu struktūru izveidei, pat valodā, kas neuzspiež stingru privātumu.

Apsveriet scenāriju, kurā jums ir starptautisku valūtu objektu kolekcija. Katram objektam varētu būt unikāls iekšējais valūtas kods, kuru nevajadzētu tieši manipulēt.

            
const CURRENCY_CODE = Symbol('currencyCode');

class Currency {
  constructor(code, name) {
    this[CURRENCY_CODE] = code;
    this.name = name;
  }

  getCurrencyCode() {
    return this[CURRENCY_CODE];
  }
}

const usd = new Currency('USD', 'United States Dollar');
const eur = new Currency('EUR', 'Euro');

console.log(usd.getCurrencyCode()); // Output: USD
// console.log(usd[CURRENCY_CODE]); // Also works, but getCurrencyCode provides a public method

console.log(Object.keys(usd)); // Output: ['name']
console.log(Object.getOwnPropertySymbols(usd)); // Output: [Symbol(currencyCode)]

            

              
                Copy
              
            
          

4. Internacionalizācija (i18n) un lokalizācija (l10n)

Lietojumprogrammās, kas atbalsta vairākas valodas un reģionus, simbolus var izmantot, lai pārvaldītu unikālas atslēgas tulkojumu virknēm vai lokālei specifiskām konfigurācijām. Tas nodrošina, ka šie iekšējie identifikatori paliek stabili un nesaskaras ar lietotāju ģenerētu saturu vai citām lietojumprogrammas loģikas daļām.

Labākās prakses un apsvērumi

Lai gan simboli ir neticami noderīgi, apsveriet šīs labākās prakses to efektīvai izmantošanai:

• Lietojiet Symbol.for() globāli koplietojamiem simboliem: Ja jums nepieciešams simbols, uz kuru var droši atsaukties dažādos moduļos vai izpildes kontekstos, izmantojiet globālo reģistru, izmantojot Symbol.for().
• Dodiet priekšroku Symbol() lokālai unikalitātei: Īpašībām, kas ir specifiskas objektam vai konkrētam modulim un kuras nav nepieciešams koplietot globāli, izveidojiet tās, izmantojot Symbol().
• Dokumentējiet simbolu lietojumu: Tā kā simbolu īpašības nav atrodamas ar standarta iterāciju, ir ļoti svarīgi dokumentēt, kuri simboli tiek izmantoti un kādam mērķim, īpaši publiskajās API vai koplietojamā kodā.
• Esiet uzmanīgi ar serializāciju: Standarta JSON serializācija (JSON.stringify()) ignorē simbolu īpašības. Ja jums ir nepieciešams serializēt datus, kas ietver simbolu īpašības, jums būs jāizmanto pielāgots serializācijas mehānisms vai jāpārveido simbolu īpašības par virkņu īpašībām pirms serializācijas.
• Lietojiet labi zināmos simbolus atbilstoši: Izmantojiet labi zināmos simbolus, lai pielāgotu objektu uzvedību standarta, paredzamā veidā, uzlabojot savietojamību ar JavaScript ekosistēmu.
• Izvairieties no pārmērīgas simbolu lietošanas: Lai gan tie ir spēcīgi, simboli vislabāk ir piemēroti konkrētiem lietošanas gadījumiem, kur unikalitāte un iekapsulēšana ir kritiski svarīgas. Neaizstājiet visas virkņu atslēgas ar simboliem nevajadzīgi, jo tas dažkārt var samazināt lasāmību vienkāršos gadījumos.

Noslēgums

JavaScript Simbolu API ir spēcīgs papildinājums valodai, piedāvājot robustu risinājumu unikālu, nemainīgu īpašību atslēgu izveidei. Izprotot un izmantojot simbolus, izstrādātāji var rakstīt noturīgāku, uzturamāku un mērogojamāku kodu, efektīvi izvairoties no bieži sastopamām problēmām, piemēram, īpašību nosaukumu kolīzijām, un panākot labāku iekapsulēšanu. Globālām izstrādes komandām, kas strādā pie sarežģītām lietojumprogrammām, spēja izveidot nepārprotamus identifikatorus un pārvaldīt iekšējos objektu stāvokļus bez traucējumiem ir nenovērtējama.

Neatkarīgi no tā, vai jūs veidojat bibliotēkas, pārvaldāt stāvokli lielās lietojumprogrammās vai vienkārši cenšaties rakstīt tīrāku, paredzamāku JavaScript kodu, simbolu iekļaušana jūsu rīku komplektā neapšaubāmi novedīs pie robustākiem un globāli saderīgākiem risinājumiem. Pieņemiet simbolu unikalitāti un spēku, lai paceltu savas JavaScript izstrādes prakses jaunā līmenī.