Дізнайтеся про JavaScript Symbols: як використовувати їх як унікальні ключі властивостей для розширення об’єктів та безпечного зберігання метаданих. Відкрийте передові техніки програмування.
JavaScript Symbols: Унікальні ключі властивостей та зберігання метаданих
JavaScript Symbols, представлені в ECMAScript 2015 (ES6), пропонують потужний механізм для створення унікальних та незмінних ключів властивостей для об'єктів. На відміну від рядків, Symbols гарантовано є унікальними, запобігаючи випадковим зіткненням імен властивостей та дозволяючи використовувати передові техніки програмування, такі як реалізація приватних властивостей та зберігання метаданих. Ця стаття надає вичерпний огляд JavaScript Symbols, охоплюючи їх створення, використання, добре відомі Symbols та практичне застосування.
Що таке JavaScript Symbols?
Symbol - це примітивний тип даних у JavaScript, так само як числа, рядки та булеві значення. Однак Symbols мають унікальну характеристику: кожен створений Symbol гарантовано є унікальним та відмінним від усіх інших Symbols. Ця унікальність робить Symbols ідеальними для використання як ключів властивостей в об'єктах, гарантуючи, що властивості не будуть випадково перезаписані або доступні іншими частинами коду. Це особливо корисно при роботі з бібліотеками або фреймворками, де у вас немає повного контролю над властивостями, які можуть бути додані до об'єкта.
Уявіть Symbols як спосіб додавання спеціальних, прихованих міток до об'єктів, до яких можете отримати доступ лише ви (або код, який знає конкретний Symbol). Це дозволяє створювати властивості, які є фактично приватними, або додавати метадані до об'єктів, не заважаючи їхнім існуючим властивостям.
Створення Symbols
Symbols створюються за допомогою конструктора Symbol(). Конструктор приймає необов'язковий рядковий аргумент, який служить описом для Symbol. Цей опис корисний для налагодження та ідентифікації, але не впливає на унікальність Symbol. Два Symbols, створені з однаковим описом, все ще є різними.
Базове створення Symbol
Ось як створити базовий Symbol:
const mySymbol = Symbol();
const anotherSymbol = Symbol("My Description");
console.log(mySymbol); // Output: Symbol()
console.log(anotherSymbol); // Output: Symbol(My Description)
console.log(typeof mySymbol); // Output: symbol
Як бачите, оператор typeof підтверджує, що mySymbol та anotherSymbol дійсно мають тип symbol.
Symbols є унікальними
Щоб підкреслити унікальність Symbols, розглянемо цей приклад:
const symbol1 = Symbol("example");
const symbol2 = Symbol("example");
console.log(symbol1 === symbol2); // Output: false
Навіть якщо обидва Symbols були створені з однаковим описом ("example"), вони не є рівними. Це демонструє фундаментальну унікальність Symbols.
Використання Symbols як ключів властивостей
Основний випадок використання Symbols - це як ключі властивостей в об'єктах. При використанні Symbol як ключа властивості, важливо взяти Symbol у квадратні дужки. Це тому, що JavaScript розглядає Symbols як вирази, і нотація квадратних дужок потрібна для обчислення виразу.
Додавання Symbol властивостей до об'єктів
Ось приклад того, як додати Symbol властивості до об'єкта:
const myObject = {};
const symbolA = Symbol("propertyA");
const symbolB = Symbol("propertyB");
myObject[symbolA] = "Value A";
myObject[symbolB] = "Value B";
console.log(myObject[symbolA]); // Output: Value A
console.log(myObject[symbolB]); // Output: Value B
У цьому прикладі symbolA та symbolB використовуються як унікальні ключі для зберігання значень у myObject.
Чому використовувати Symbols як ключі властивостей?
Використання Symbols як ключів властивостей пропонує кілька переваг:
- Запобігання зіткненням імен властивостей: Symbols гарантують, що імена властивостей є унікальними, уникаючи випадкових перезаписів при роботі з зовнішніми бібліотеками або фреймворками.
- Інкапсуляція: Symbols можуть бути використані для створення властивостей, які є фактично приватними, оскільки вони не є перелічуваними і їх важко отримати ззовні об'єкта.
- Зберігання метаданих: Symbols можуть бути використані для приєднання метаданих до об'єктів, не заважаючи їхнім існуючим властивостям.
Symbols та перерахування
Одна важлива характеристика Symbol властивостей полягає в тому, що вони не є перелічуваними. Це означає, що вони не включаються при ітерації по властивостях об'єкта за допомогою методів, таких як for...in цикли, Object.keys() або Object.getOwnPropertyNames().
Приклад неперелічуваних Symbol властивостей
const myObject = {
name: "Example",
age: 30
};
const symbolC = Symbol("secret");
myObject[symbolC] = "Top Secret!";
console.log(Object.keys(myObject)); // Output: [ 'name', 'age' ]
console.log(Object.getOwnPropertyNames(myObject)); // Output: [ 'name', 'age' ]
for (let key in myObject) {
console.log(key); // Output: name, age
}
Як бачите, Symbol властивість symbolC не включається у вивід Object.keys(), Object.getOwnPropertyNames() або for...in циклу. Ця поведінка сприяє перевагам інкапсуляції використання Symbols.
Доступ до Symbol властивостей
Щоб отримати доступ до Symbol властивостей, вам потрібно використовувати Object.getOwnPropertySymbols(), який повертає масив усіх Symbol властивостей, безпосередньо знайдених на даному об'єкті.
const symbolProperties = Object.getOwnPropertySymbols(myObject);
console.log(symbolProperties); // Output: [ Symbol(secret) ]
console.log(myObject[symbolProperties[0]]); // Output: Top Secret!
Цей метод дозволяє вам отримати та працювати з Symbol властивостями, які не є перелічуваними іншими способами.
Добре відомі Symbols
JavaScript надає набір попередньо визначених Symbols, відомих як "добре відомі Symbols". Ці Symbols представляють конкретні внутрішні поведінки мови та можуть бути використані для налаштування поведінки об'єктів у певних ситуаціях. Добре відомі Symbols є властивостями конструктора Symbol, такі як Symbol.iterator, Symbol.toStringTag та Symbol.hasInstance.
Поширені добре відомі Symbols
Ось деякі з найбільш часто використовуваних добре відомих Symbols:
Symbol.iterator: Вказує ітератор за замовчуванням для об'єкта. Він використовується цикламиfor...ofдля ітерації по елементах об'єкта.Symbol.toStringTag: Вказує користувацький рядок опису для об'єкта, коли викликаєтьсяObject.prototype.toString().Symbol.hasInstance: Визначає, чи вважається об'єкт екземпляром класу. Він використовується операторомinstanceof.Symbol.toPrimitive: Вказує метод, який перетворює об'єкт на примітивне значення.Symbol.asyncIterator: Вказує асинхронний ітератор за замовчуванням для об'єкта. Він використовується цикламиfor await...of.
Використання Symbol.iterator
Symbol.iterator є одним з найбільш корисних добре відомих Symbols. Він дозволяє вам визначити, як об'єкт повинен бути ітерований за допомогою циклів for...of.
const myIterable = {
data: [1, 2, 3, 4, 5],
[Symbol.iterator]() {
let index = 0;
return {
next: () => {
if (index < this.data.length) {
return { value: this.data[index++], done: false };
} else {
return { value: undefined, done: true };
}
}
};
}
};
for (const value of myIterable) {
console.log(value); // Output: 1, 2, 3, 4, 5
}
У цьому прикладі ми визначаємо користувацький ітератор для myIterable за допомогою Symbol.iterator. Ітератор повертає значення в масиві data одне за одним, поки не буде досягнуто кінця масиву.
Використання Symbol.toStringTag
Symbol.toStringTag дозволяє налаштувати рядкове представлення об'єкта при використанні Object.prototype.toString().
class MyClass {}
MyClass.prototype[Symbol.toStringTag] = "MyCustomClass";
const instance = new MyClass();
console.log(Object.prototype.toString.call(instance)); // Output: [object MyCustomClass]
Без Symbol.toStringTag, вивід був би [object Object]. Цей Symbol дозволяє вам надати більш описове рядкове представлення.
Практичне застосування Symbols
Symbols мають різні практичні застосування в JavaScript розробці. Ось кілька прикладів:
Реалізація приватних властивостей
Хоча JavaScript не має справжніх приватних властивостей, як деякі інші мови, Symbols можуть бути використані для імітації приватних властивостей. Використовуючи Symbol як ключ властивості та зберігаючи Symbol в межах області видимості замикання, ви можете запобігти зовнішньому доступу до властивості.
const createCounter = () => {
const count = Symbol("count");
const obj = {
[count]: 0,
increment() {
this[count]++;
},
getCount() {
return this[count];
}
};
return obj;
};
const counter = createCounter();
counter.increment();
console.log(counter.getCount()); // Output: 1
console.log(counter[Symbol("count")]); // Output: undefined (outside scope)
У цьому прикладі, count Symbol визначено всередині функції createCounter, що робить його недоступним ззовні замикання. Хоча це не є справді приватним, цей підхід забезпечує хороший рівень інкапсуляції.
Приєднання метаданих до об'єктів
Symbols можуть бути використані для приєднання метаданих до об'єктів, не заважаючи їхнім існуючим властивостям. Це корисно, коли вам потрібно додати додаткову інформацію до об'єкта, яка не повинна бути перелічуваною або доступною через стандартний доступ до властивостей.
const myElement = document.createElement("div");
const metadataKey = Symbol("metadata");
myElement[metadataKey] = {
author: "John Doe",
timestamp: Date.now()
};
console.log(myElement[metadataKey]); // Output: { author: 'John Doe', timestamp: 1678886400000 }
Тут Symbol використовується для приєднання метаданих до DOM елемента, не впливаючи на його стандартні властивості або атрибути.
Розширення об'єктів сторонніх розробників
При роботі з бібліотеками або фреймворками сторонніх розробників, Symbols можуть бути використані для розширення об'єктів з користувацькою функціональністю, не ризикуючи зіткненням імен властивостей. Це дозволяє додавати функції або поведінку до об'єктів, не змінюючи вихідний код.
// Assume 'libraryObject' is an object from an external library
const libraryObject = {
name: "Library Object",
version: "1.0"
};
const customFunction = Symbol("customFunction");
libraryObject[customFunction] = () => {
console.log("Custom function called!");
};
libraryObject[customFunction](); // Output: Custom function called!
У цьому прикладі, користувацька функція додається до libraryObject за допомогою Symbol, гарантуючи, що вона не конфліктує з жодними існуючими властивостями.
Symbols та глобальний реєстр Symbols
На додаток до створення локальних Symbols, JavaScript надає глобальний реєстр Symbols. Цей реєстр дозволяє вам створювати та отримувати Symbols, які спільно використовуються різними частинами вашої програми або навіть у різних середовищах JavaScript (наприклад, різні iframe в браузері).
Використання глобального реєстру Symbols
Щоб створити або отримати Symbol з глобального реєстру, ви використовуєте метод Symbol.for(). Цей метод приймає рядковий аргумент, який служить ключем для Symbol. Якщо Symbol з даним ключем вже існує в реєстрі, Symbol.for() повертає існуючий Symbol. В іншому випадку, він створює новий Symbol з даним ключем та додає його до реєстру.
const globalSymbol1 = Symbol.for("myGlobalSymbol");
const globalSymbol2 = Symbol.for("myGlobalSymbol");
console.log(globalSymbol1 === globalSymbol2); // Output: true
console.log(Symbol.keyFor(globalSymbol1)); // Output: myGlobalSymbol
У цьому прикладі, обидва globalSymbol1 та globalSymbol2 посилаються на один і той самий Symbol в глобальному реєстрі. Метод Symbol.keyFor() повертає ключ, пов'язаний з Symbol в реєстрі.
Переваги глобального реєстру Symbols
Глобальний реєстр Symbols пропонує кілька переваг:
- Спільне використання Symbol: Дозволяє вам спільно використовувати Symbols в різних частинах вашої програми або навіть у різних середовищах JavaScript.
- Узгодженість: Гарантує, що один і той самий Symbol використовується узгоджено в різних частинах вашого коду.
- Сумісність: Сприяє сумісності між різними бібліотеками або фреймворками, які потребують спільного використання Symbols.
Рекомендації щодо використання Symbols
При роботі з Symbols, важливо дотримуватися деяких рекомендацій, щоб гарантувати, що ваш код є зрозумілим, підтримуваним та ефективним:
- Використовуйте описові описи Symbol: Надавайте значущі описи при створенні Symbols, щоб допомогти в налагодженні та ідентифікації.
- Уникайте забруднення глобального реєстру Symbol: Використовуйте локальні Symbols, коли це можливо, щоб уникнути забруднення глобального реєстру Symbol.
- Документуйте використання Symbol: Чітко документуйте мету та використання Symbols у вашому коді, щоб покращити читабельність та підтримку.
- Враховуйте наслідки для продуктивності: Хоча Symbols, як правило, є ефективними, надмірне використання Symbols може потенційно вплинути на продуктивність, особливо у великих програмах.
Реальні приклади з різних країн
Використання Symbols поширюється на різні сфери розробки програмного забезпечення у всьому світі. Ось кілька концептуальних прикладів, адаптованих до різних регіонів і галузей:
- Платформа електронної комерції (Глобальна): Велика міжнародна платформа електронної комерції використовує Symbols для зберігання налаштувань користувачів для відображення інформації про продукт. Це допомагає персоналізувати досвід користувача без зміни основних структур даних продукту, поважаючи правила конфіденційності даних у різних країнах (наприклад, GDPR у Європі).
- Система охорони здоров'я (Європа): Європейська система охорони здоров'я використовує Symbols для позначення записів пацієнтів рівнями безпеки, гарантуючи, що конфіденційна медична інформація доступна лише авторизованому персоналу. Це використовує унікальність Symbol для запобігання випадковим порушенням даних відповідно до суворих законів про конфіденційність охорони здоров'я.
- Фінансова установа (Північна Америка): Північноамериканський банк використовує Symbols для позначення транзакцій, які потребують додаткового аналізу шахрайства. Ці Symbols, недоступні для звичайних процедур обробки, запускають спеціалізовані алгоритми для посилення безпеки, мінімізуючи ризики, пов'язані з фінансовими злочинами.
- Освітня платформа (Азія): Азіатська освітня платформа використовує Symbols для зберігання метаданих про навчальні ресурси, таких як рівень складності та цільова аудиторія. Це дає змогу налаштовувати навчальні шляхи для студентів, оптимізуючи їхній навчальний досвід без зміни оригінального вмісту.
- Управління ланцюгом поставок (Південна Америка): Південноамериканська логістична компанія використовує Symbols для позначення вантажів, які потребують спеціальної обробки, наприклад транспортування з контрольованою температурою або процедури з небезпечними матеріалами. Це гарантує належне поводження з чутливими предметами, мінімізуючи ризики та дотримуючись міжнародних правил транспортування.
Висновок
JavaScript Symbols - це потужна та універсальна функція, яка може підвищити безпеку, інкапсуляцію та розширюваність вашого коду. Надаючи унікальні ключі властивостей та механізм для зберігання метаданих, Symbols дозволяють вам писати більш надійні та підтримувані програми. Розуміння того, як ефективно використовувати Symbols, є важливим для будь-якого JavaScript розробника, який прагне освоїти передові техніки програмування. Від реалізації приватних властивостей до налаштування поведінки об'єктів, Symbols пропонують широкий спектр можливостей для покращення вашого коду.
Незалежно від того, чи створюєте ви веб-програми, серверні програми або інструменти командного рядка, розгляньте можливість використання Symbols для підвищення якості та безпеки вашого JavaScript коду. Дослідіть добре відомі Symbols та експериментуйте з різними випадками використання, щоб відкрити повний потенціал цієї потужної функції.