JS的第七种基本类型Symbols详细介绍

es6作为新一代javascript标准，已正式与广大者见面。

本期我们要讨论的symbols是个什么东西呢？

这里的symbols不是指的徽标。

也不是能在代码中使用的小图片。

它也不是代表其它任何东西的一个别名。

当然咯，symbols和cymbals（铜钹）完全是两回事。

（在过程中使用铜钹可不是一个好主意，吵到你炸！）

言归正传，什么是symbols呢？

它是javascript的第七种基本类型

自1997年javascript被标准化以来，它定义了六种基本类型。直到es6，js程序中任何一个值都属于以下几种类型之一。

undefined

null

boolean

number

string

object

每种类型都是一系列值的集。前五个都是有限集。当然，boolean类型只有true和false两个值，而且他们应该不会给boolean型增加新值了。其它类型的值基本上都是数字和字符串。理论上说numbers类型有18,437,736,874,454,810,627个值（包括了nan，nan是“not a number”的缩写）。string类型中可能的值就太多了，我算算大概有 (2144,115,188,075,855,872 − 1) &pide; 65,535个……当然，我这种算法不一定是精确的。

object是一个无限集，每一个object都是独一无二的。你随意打开一个web页面就会生成一大堆新的object。

es6 symbols也是一个集，但它的元素既不是字符串也不是对象。它是es6的新成员：第七种基本类型。

让我们来谈谈它的应用场景。

以一个简单的布尔型来举例

在javascript中，有时候将一个对象中的数据扩展到其它某个对象中是十分方便的。

例如，假设你正在写一个js库，目的是使用css过渡让dom元素在屏幕上移动。你应该知道同时使用多个css过渡在同一个p上是行不通的。这会引起p不规律跳跃。你打算解决这个问题，不过首先你得想法知道这个元素是否正处在一个过渡中。

怎样来解决这个问题呢？

其中一种方式是使用css apis让来告诉你元素是否在位移过程中。但这未免有点杀鸡用牛刀了。你的库应该存储了移动状态：代码中触发过渡的时候就应该记录了！

你真正需要的是一种方法来跟踪记录哪些元素在过渡。你可以把过渡中的元素存在一个数组中。每当你的库触发一个元素的过渡之前，先检测那个元素是否在数组中。

遗憾的是，如果数组很大的话，遍历起来会很耗时。

在你看来最简单的方法其实是为元素设置一个标识：

if (element.ismoving) {

  smoothanimations(element);

}

element.ismoving = true;

这样也会有一些潜在的问题。无法避免的事实是代码中会用到这个dom的地方不止这一处。

其它代码中如果使用了for-in 或者 object.keys()会遍历dom的所有属性（会造成额外性能消耗）。

一些思维灵活的库作者会从技术方面考虑——你的库与其它库兼容性会很差。

一些思维灵活的库作者也会考虑扩展性——你的库扩展性也会很差。

js标准委员会将来也许会为所有元素提供一个.ismoving()的方法，那么你需要重构你的代码，那时候你就傻眼了。

当然，你可以用一个冗长或傻瓜式的字符串来作为属性名，只需确保不会和别的属性重名。

if (element.__$jorendorff_animation_library$please_do_not_use_this_property$ismoving__) {

  smoothanimations(element);

}

element.__$jorendorff_animation_library$please_do_not_use_this_property$ismoving__ = true;

代码写成这样也太虐待自己的眼睛了。

使用方法你可以生成一个理论上唯一的属性名：

// get 1024 unicode characters of gibberish

var ismoving = securerandom.generatename();

...

if (element[ismoving]) {

  smoothanimations(element);

}

element[ismoving] = true;

object[name]语法使你可以使用任何字符串作为属性名。所以这样是可行的：不会有命名冲突，看起来还清爽！

但是，这样会导致调试体验糟透了？当你使用console.log()来打印元素的这个属性时，你会看到一大段字符串的垃圾数据。并且，这样的属性不止一个吧？你将如何保持连续性？每次重新加载的时候它们都生成不同的属性名。

为什么要搞得这么复杂？我们要得仅仅是一个简单的布尔值而已！

symbols可以解决这个问题

symbols集中的值可以由程序创建和并作为属性的键来使用，也不用担心名称冲突。

var mysymbol = symbol();

调用symbol()来创建一个新的symbol值，它不会等同于其他值。

与字符串和数字一样，你可以使用symbol来作为属性值。因为它不等同于其它任何字符串，这个symbol-keyed属性可以确保不会与其它任何属性冲突。

obj[mysymbol] = "ok!";  // guaranteed not to collide

console.log(obj[mysymbol]);  // ok!

接下来这方法就可以解决上面我们所讨论的那种情况：

// create a unique symbol

var ismoving = symbol("ismoving");

...

if (element[ismoving]) {

  smoothanimations(element);

}

element[ismoving] = true;

关于这段代码的几个说明：

symbol(“ismoving”)中的“ismoving”被称作描述。它对调试很有用。当你使用console.log()就可以打印出对应的symbol值，如果你想把它转换为字符串（比如说在打印错误信息的时候）可以使用.tostring()。

element[ismoving]被称作symbol-keyed属性（使用symbol作为键的属性）。从字面意思就可以说明它就是使用symbol作为属性名而不是使用字符串。除去这一点，它和其它属性并没什么区别。

和数组元素一样，symbol-keyed属性不能通过圆点符号来获取值（obj.name 这样是不行的）。它的值必须通过方括号来获取。

通过symbol的值获取symbol-keyed属性值就很容易了。上面的例子展示了如何获取和设置element[ismoving]，我们可以判断元素的ismoving状态了，如果有必要的话甚至可以删除ismoving状态。

另一方面，以上的前提是ismoving在当前作用域中。这体现了symbols的弱封装机制：一个模块可以创建几个symbols在对象中任意使用而不用担心与其它模块的属性冲突。

因为symbol键值是被设计来避免冲突的，所以javascript最基本的对象检测特性是会忽略symbol键值的。以for-in循环为例，循环只会遍历对象的字符串类型的键。symbol键直接被忽略过了。object.key(obj)和 object.getownpropertynames(obj) 也是这样运作的。但是sysmbols并不完全是私有的：可以使用新api——object.getownpropertysymbols(obj)将所对象的所有symbol键；另一个新api—— reflect.ownkeys(obj)，将会同时返回string和symbol类型的键。（在以后的文章中我们将完整地探讨reflect api。）

在库和框架中symbols将会有很多用途，不久我们会看到，js语言本身对它也会有广泛的使用。

symbols确切定义是什么呢？

> typeof symbol()

"symbol"

symbols和其它基本类型大不一样。

从创建开始就是不可变的。你不能为它设置属性（如果你在严谨模式下尝试，会报类型错误）。它可以作为属性名。这是它的类字符串性质。

另一方面，每一个symbol都是唯一的。与其他的不同（就算他们的描述是一样的）你可以很容易地新创建一个。这是它的类对象性质。

es6 symbols与lisp和ruby中的更传统的symbols很类似，但是没有如此紧密地集成到语言中。在lisp中，所有的标识符都是symbols。在js中，标识符和大多数属性的键值的首先仍是字符串，symbols只是为开发人员提供了一个额外选择。

关于symbols的一个忠告：与js中的其它类型不同，它不能被自动转换为字符串。试图拼接symbol与字符串将会引起类型错误。

> var sym = symbol("<3");

> "your symbol is " + sym

// typeerror: can't convert symbol to string

> `your symbol is ${sym}`

// typeerror: can't convert symbol to string

你可以通过显示地将symbol转换为一个字符串来避免这个问题，通过string(sym)或者sym.tostring()。

symbols的三种形式

有三种方法来获取symbol。

call symbol()。我们已经讨论过这种方法了，每一次调用它都将返回一个唯一的symbol。

call symbol.for(string)。这种方法访问一组已经存在的symbol注册表。与通过symbol()来定一个唯一值不同的是，symbol注册表中的symbols是共享的。如果你调用symbol.for(“cat”)三十次，每一次返回都将是同一个symbol。在多页面或者单页面的多模块需要共享symbol时，这是很有效的方法。

使用标准中定义的symbol.iterator。标准委员会自己定义了几种symbols。每一种都有它的特殊意义。

如果你仍然不确定symbols是否对你有帮助，这最后一个章节会很有趣，因为证实了在实践中symbols是很有用的。

es6的文档中对通用symbols的使用是如何介绍的？

我们已经看过了es6是如何使用symbol来避免与已有代码命名冲突的。几周前，在关于迭代器的文章中，我们了解了循环(var item of myarray)是从调用myarray[symbol.iterator]()开始的。我提到这个方法以前的写法是myarray.iterator()，但是加了symbol以后向后兼容性会更好。

现在我们知道了symbols的用法和作用。那么就很容易理解为什么这样做和这样做的意义是什么。

这里还有其它几个es6使用通用symbols的场景。（这些特性在firefox中还没实现。）

使instanceof可扩展。在es6中，表达式object instanceof constructor被指定为构造函数的一个方法：constructor[symbol.hasinstance](object)。这表明它是可扩展的。

消除新特性和旧代码之间的冲突。这比较难理解，但我们发现一些es6的数组方法将会破坏旧网站的稳定性。其它的web标准也会有类似的问题：仅仅是添加新方法到浏览器中，已存在的网站就会受到影响。无论如何，造成这些不稳定性的主要原因主要是由动态作用域引起的。所以es6引入了一个特殊的symbol——symbol.unscopables，这个web标准可以用来防止某些方法被牵连到动态域中。

支持新的字符串匹配。在es5中，str.match(myobject)尝试将myobject转换为正则表达式对象。在es6中，首先检查myobject是否有myobject[symbol.match](str)方法。现在库就可以给任何有正则表达式对象的地方提供通用的解析类。

所讲到的这几个symbol的应用都不常见，很难看到这些特性本身对我们的日常代码有任何影响。从长远看就比较有意义了。通用symbols是javascript对于php和python中的__doubleunderscores的改进。标准委员会将来会添加新的hooks到js中，而不会有影响已有代码的风险。