Iterator 与 Symbol 解说

Symbol 解说

ES6 引入了一种新的原始数据类型Symbol，表示独一无二的值。它是 JavaScript 语言的第七种数据类型，前六种是：undefined、null、布尔值（Boolean）、字符串（String）、数值（Number）、对象（Object）。

由于以 Symbol 值作为名称的属性，不会被常规方法遍历得到。我们可以利用这个特性，为对象定义一些非私有的、但又希望只用于内部的方法（只能通过Object.getOwnPropertySymbols方法获取，基本和不可枚举属性一样，Symbol 作为属性名，该属性不会出现在for...in、for...of循环中，也不会被Object.keys()、Object.getOwnPropertyNames()、JSON.stringify()返回）。

Symbol 值通过Symbol函数生成

let s = Symbol();
typeof s
// "symbol"
let s1 = Symbol('foo');
let s2 = Symbol('bar');
s1 // Symbol(foo)
s2 // Symbol(bar)
s1.toString() // "Symbol(foo)"
s2.toString() // "Symbol(bar)"
const obj = {
  toString() {
    return 'abc';
  }
};
const sym = Symbol(obj);
sym // Symbol(abc)

Symbol.for()，Symbol.keyFor()

有时，我们希望重新使用同一个 Symbol 值，Symbol.for方法可以做到这一点。它接受一个字符串作为参数，然后搜索有没有以该参数作为名称的 Symbol 值。如果有，就返回这个 Symbol 值，否则就新建并返回一个以该字符串为名称的 Symbol 值。

let s1 = Symbol.for('foo');
let s2 = Symbol.for('foo');
s1 === s2 // true

Symbol.for()与Symbol()这两种写法，都会生成新的 Symbol。它们的区别是，前者会被登记在全局环境中供搜索，后者不会。Symbol.for()不会每次调用就返回一个新的 Symbol 类型的值，而是会先检查给定的key是否已经存在，如果不存在才会新建一个值。比如，如果你调用Symbol.for("cat")30 次，每次都会返回同一个 Symbol 值，但是调用Symbol("cat")30 次，会返回 30 个不同的 Symbol 值。

Symbol.keyFor方法返回一个已登记的 Symbol 类型值的key。

let s1 = Symbol.for("foo");
Symbol.keyFor(s1) // "foo"
let s2 = Symbol("foo");
Symbol.keyFor(s2) // undefined

内置的 Symbol 值

除了定义自己使用的 Symbol 值以外，ES6 还提供了 11 个内置的 Symbol 值，指向语言内部使用的方法。

Symbol.iterator

对象的Symbol.iterator属性，指向该对象的默认遍历器方法。

const myIterable = {};
myIterable[Symbol.iterator] = function* () {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
};
[...myIterable] // [1, 2, 3]

对象进行for...of循环时，会调用Symbol.iterator方法，返回该对象的默认遍历器

Symbol.toStringTag

对象的Symbol.toStringTag属性，指向一个方法。在该对象上面调用Object.prototype.toString方法时，如果这个属性存在，它的返回值会出现在toString方法返回的字符串之中，表示对象的类型。也就是说，这个属性可以用来定制[object Object]或[object Array]中object后面的那个字符串。

// 例一
({[Symbol.toStringTag]: 'Foo'}.toString())
// "[object Foo]"
// 例二
class Collection {
  get [Symbol.toStringTag]() {
    return 'xxx';
  }
}
let x = new Collection();
Object.prototype.toString.call(x) // "[object xxx]"

ES6 新增内置对象的Symbol.toStringTag属性值如下。

• JSON[Symbol.toStringTag]：’JSON’
• Math[Symbol.toStringTag]：’Math’
• Module 对象M[Symbol.toStringTag]：’Module’
• ArrayBuffer.prototype[Symbol.toStringTag]：’ArrayBuffer’
• DataView.prototype[Symbol.toStringTag]：’DataView’
• Map.prototype[Symbol.toStringTag]：’Map’
• Promise.prototype[Symbol.toStringTag]：’Promise’
• Set.prototype[Symbol.toStringTag]：’Set’
• %TypedArray%.prototype[Symbol.toStringTag]：’Uint8Array’等
• WeakMap.prototype[Symbol.toStringTag]：’WeakMap’
• WeakSet.prototype[Symbol.toStringTag]：’WeakSet’
• %MapIteratorPrototype%[Symbol.toStringTag]：’Map Iterator’
• %SetIteratorPrototype%[Symbol.toStringTag]：’Set Iterator’
• %StringIteratorPrototype%[Symbol.toStringTag]：’String Iterator’
• Symbol.prototype[Symbol.toStringTag]：’Symbol’
• Generator.prototype[Symbol.toStringTag]：’Generator’
• GeneratorFunction.prototype[Symbol.toStringTag]：’GeneratorFunction’

Symbol.hasInstance instanceof使用

对象的Symbol.hasInstance属性，指向一个内部方法。当其他对象使用instanceof运算符，判断是否为该对象的实例时，会调用这个方法。比如，foo instanceof Foo在语言内部，实际调用的是Foo[Symbol.hasInstance](foo)。

class MyClass {
  [Symbol.hasInstance](foo) {
    return foo instanceof Array;
  }
}
[1, 2, 3] instanceof new MyClass() // true

Symbol.isConcatSpreadable 是否展开

对象的Symbol.isConcatSpreadable属性等于一个布尔值，表示该对象用于Array.prototype.concat()时，是否可以展开。

let arr1 = ['c', 'd'];
['a', 'b'].concat(arr1, 'e') // ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
arr1[Symbol.isConcatSpreadable] // undefined
let arr2 = ['c', 'd'];
arr2[Symbol.isConcatSpreadable] = false;
['a', 'b'].concat(arr2, 'e') // ['a', 'b', ['c','d'], 'e']

上面代码说明，数组的默认行为是可以展开，Symbol.isConcatSpreadable默认等于undefined。该属性等于true时，也有展开的效果。
类似数组的对象正好相反，默认不展开。它的Symbol.isConcatSpreadable属性设为true，才可以展开。

let obj = {length: 2, 0: 'c', 1: 'd'};
['a', 'b'].concat(obj, 'e') // ['a', 'b', obj, 'e']
obj[Symbol.isConcatSpreadable] = true;
['a', 'b'].concat(obj, 'e') // ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

Symbol.isConcatSpreadable属性也可以定义在类里面。

class A1 extends Array {
  constructor(args) {
    super(args);
    this[Symbol.isConcatSpreadable] = true;
  }
}
class A2 extends Array {
  constructor(args) {
    super(args);
  }
  get [Symbol.isConcatSpreadable] () {
    return false;
  }
}
let a1 = new A1();
a1[0] = 3;
a1[1] = 4;
let a2 = new A2();
a2[0] = 5;
a2[1] = 6;
[1, 2].concat(a1).concat(a2)
// [1, 2, 3, 4, [5, 6]]

上面代码中，类A1是可展开的，类A2是不可展开的，所以使用concat时有不一样的结果。
注意，Symbol.isConcatSpreadable的位置差异，A1是定义在实例上，A2是定义在类本身，效果相同。

Symbol.species 衍生对象指向

对象的Symbol.species属性，指向一个构造函数。创建衍生对象时，会使用该属性。

class MyArray extends Array {
}
const a = new MyArray(1, 2, 3);
const b = a.map(x => x);
const c = a.filter(x => x > 1);
b instanceof MyArray // true
c instanceof MyArray // true

上面代码中，子类MyArray继承了父类Array，a是MyArray的实例，b和c是a的衍生对象。你可能会认为，b和c都是调用数组方法生成的，所以应该是数组（Array的实例），但实际上它们也是MyArray的实例。
Symbol.species属性就是为了解决这个问题而提供的。现在，我们可以为MyArray设置Symbol.species属性。

class MyArray extends Array {
  static get [Symbol.species]() { return Array; }
}

上面代码中，由于定义了Symbol.species属性，创建衍生对象时就会使用这个属性返回的函数，作为构造函数。这个例子也说明，定义Symbol.species属性要采用get取值器。默认的Symbol.species属性等同于下面的写法。

static get [Symbol.species]() {
  return this;
}

现在，再来看前面的例子。

class MyArray extends Array {
  static get [Symbol.species]() { return Array; }
}
const a = new MyArray();
const b = a.map(x => x);
b instanceof MyArray // false
b instanceof Array // true

上面代码中，a.map(x => x)生成的衍生对象，就不是MyArray的实例，而直接就是Array的实例。
再看一个例子。

class T1 extends Promise {
}
class T2 extends Promise {
  static get [Symbol.species]() {
    return Promise;
  }
}
new T1(r => r()).then(v => v) instanceof T1 // true
new T2(r => r()).then(v => v) instanceof T2 // false

上面代码中，T2定义了Symbol.species属性，T1没有。结果就导致了创建衍生对象时（then方法），T1调用的是自身的构造方法，而T2调用的是Promise的构造方法。
总之，Symbol.species的作用在于，实例对象在运行过程中，需要再次调用自身的构造函数时，会调用该属性指定的构造函数。它主要的用途是，有些类库是在基类的基础上修改的，那么子类使用继承的方法时，作者可能希望返回基类的实例，而不是子类的实例。

Symbol.match

对象的Symbol.match属性，指向一个函数。当执行str.match(myObject)时，如果该属性存在，会调用它，返回该方法的返回值。

String.prototype.match(regexp)
// 等同于
regexp[Symbol.match](this)
class MyMatcher {
  [Symbol.match](string) {
    return 'hello world'.indexOf(string);
  }
}
'e'.match(new MyMatcher()) // 1

Symbol.replace

对象的Symbol.replace属性，指向一个方法，当该对象被String.prototype.replace方法调用时，会返回该方法的返回值。

String.prototype.replace(searchValue, replaceValue)
// 等同于
searchValue[Symbol.replace](this, replaceValue)

下面是一个例子。

const x = {};
x[Symbol.replace] = (...s) => console.log(s);
'Hello'.replace(x, 'World') // ["Hello", "World"]

Symbol.replace方法会收到两个参数，第一个参数是replace方法正在作用的对象，上面例子是Hello，第二个参数是替换后的值，上面例子是World。

Symbol.search

对象的Symbol.search属性，指向一个方法，当该对象被String.prototype.search方法调用时，会返回该方法的返回值。

String.prototype.search(regexp)
// 等同于
regexp[Symbol.search](this)
class MySearch {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }
  [Symbol.search](string) {
    return string.indexOf(this.value);
  }
}
'foobar'.search(new MySearch('foo')) // 0

Symbol.split

对象的Symbol.split属性，指向一个方法，当该对象被String.prototype.split方法调用时，会返回该方法的返回值。

String.prototype.split(separator, limit)
// 等同于
separator[Symbol.split](this, limit)

下面是一个例子。

class MySplitter {
  constructor(value) {
    this.value = value;
  }
  [Symbol.split](string) {
    let index = string.indexOf(this.value);
    if (index === -1) {
      return string;
    }
    return [
      string.substr(0, index),
      string.substr(index + this.value.length)
    ];
  }
}
'foobar'.split(new MySplitter('foo'))
// ['', 'bar']
'foobar'.split(new MySplitter('bar'))
// ['foo', '']
'foobar'.split(new MySplitter('baz'))
// 'foobar'

上面方法使用Symbol.split方法，重新定义了字符串对象的split方法的行为，

Symbol.toPrimitive

对象的Symbol.toPrimitive属性，指向一个方法。该对象被转为原始类型的值时，会调用这个方法，返回该对象对应的原始类型值。
Symbol.toPrimitive被调用时，会接受一个字符串参数，表示当前运算的模式，一共有三种模式。

• Number：该场合需要转成数值
• String：该场合需要转成字符串
• Default：该场合可以转成数值，也可以转成字符串

  let obj = {
  [Symbol.toPrimitive](hint) {
    switch (hint) {
      case 'number':
        return 123;
      case 'string':
        return 'str';
      case 'default':
        return 'default';
      default:
        throw new Error();
     }
   }
  };
  2 * obj // 246
  3 + obj // '3default'
  obj == 'default' // true
  String(obj) // 'str'

  Symbol.unscopables

  对象的Symbol.unscopables属性，指向一个对象。该对象指定了使用with关键字时，哪些属性会被with环境排除。

  Array.prototype[Symbol.unscopables]
  // {
  //   copyWithin: true,
  //   entries: true,
  //   fill: true,
  //   find: true,
  //   findIndex: true,
  //   includes: true,
  //   keys: true
  // }
  Object.keys(Array.prototype[Symbol.unscopables])
  // ['copyWithin', 'entries', 'fill', 'find', 'findIndex', 'includes', 'keys']

  上面代码说明，数组有 7 个属性，会被with命令排除。

  // 没有 unscopables 时
  class MyClass {
  foo() { return 1; }
  }
  var foo = function () { return 2; };
  with (MyClass.prototype) {
  foo(); // 1
  }
  // 有 unscopables 时
  class MyClass {
  foo() { return 1; }
  get [Symbol.unscopables]() {
    return { foo: true };
  }
  }
  var foo = function () { return 2; };
  with (MyClass.prototype) {
  foo(); // 2
  }

  上面代码通过指定Symbol.unscopables属性，使得with语法块不会在当前作用域寻找foo属性，即foo将指向外层作用域的变量。

Singleton 模式

Singleton 模式指的是调用一个类，任何时候返回的都是同一个实例。
对于 Node 来说，模块文件可以看成是一个类。怎么保证每次执行这个模块文件，返回的都是同一个实例呢？
很容易想到，可以把实例放到顶层对象global。

// mod.js
function A() {
  this.foo = 'hello';
}
if (!global._foo) {
  global._foo = new A();
}
module.exports = global._foo;

然后，加载上面的mod.js。

const a = require('./mod.js');
console.log(a.foo);

上面代码中，变量a任何时候加载的都是A的同一个实例。
但是，这里有一个问题，全局变量global._foo是可写的，任何文件都可以修改。

global._foo = { foo: 'world' };
const a = require('./mod.js');
console.log(a.foo);

上面的代码，会使得加载mod.js的脚本都失真。
为了防止这种情况出现，我们就可以使用 Symbol。

// mod.js
const FOO_KEY = Symbol.for('foo');
function A() {
  this.foo = 'hello';
}
if (!global[FOO_KEY]) {
  global[FOO_KEY] = new A();
}
module.exports = global[FOO_KEY];

上面代码中，可以保证global[FOO_KEY]不会被无意间覆盖，但还是可以被改写。

global[Symbol.for('foo')] = { foo: 'world' };
const a = require('./mod.js');

如果键名使用Symbol方法生成，那么外部将无法引用这个值，当然也就无法改写。

// mod.js
const FOO_KEY = Symbol('foo');
// 后面代码相同 ……

实例清除魔术字符串

function getArea(shape, options) {
  let area = 0;
  switch (shape) {
    case 'Triangle': // 魔术字符串
      area = .5 * options.width * options.height;
      break;
    /* ... more code ... */
  }
  return area;
}
getArea('Triangle', { width: 100, height: 100 }); // 魔术字符串
const shapeType = { // 改由变量代替魔术字符串
  triangle: 'Triangle',
  triangle: Symbol(), // 这里就很适合用Symbol值，不会重复
};
function getArea(shape, options) {
  let area = 0;
  switch (shape) {
    case shapeType.triangle:
      area = .5 * options.width * options.height;
      break;
  }
  return area;
}
getArea(shapeType.triangle, { width: 100, height: 100 });

Iterator 解说 [ɪtə’reɪtə]

JavaScript 原有的表示“集合”的数据结构，主要是数组（Array）和对象（Object），ES6 又添加了Map和Set。这样就有了四种数据集合，用户还可以组合使用它们，定义自己的数据结构，比如数组的成员是Map，Map的成员是对象。这样就需要一种统一的接口机制，来处理所有不同的数据结构。

var it = makeIterator(['a', 'b']);
it.next() // { value: "a", done: false }
it.next() // { value: "b", done: false }
it.next() // { value: undefined, done: true }
function makeIterator(array) {
  var nextIndex = 0;
  return {
    next: function() {
      return nextIndex < array.length ?
        {value: array[nextIndex++], done: false} :
        {value: undefined, done: true};
    }
  };
}

Object实现Symbol接口的方式

var obj = {a:1,b:2,c:1};
var objA = { f: 4, ...obj }
console.log(objA);
var arr = [1,2,3];
console.log(...arr);
function makeIterator() {
  var array = this;
  var nextIndex = 0;
  var keys = Object.keys(array);
  var length = keys.length;
  return {
    next: function() {
      return nextIndex < length ?
        {value: array[keys[nextIndex++]], done: false} :
        {value: undefined, done: true};
    }
  };
}
objA[Symbol.iterator] = makeIterator;
console.log(...objA); // 注意这里，注意这里，未实现的Iterator接口的话，这里会报错哦
var n = makeIterator(objA);
console.log(n.next());
console.log(n.next());
console.log(n.next());
console.log(n.next());
console.log(n.next());

默认 Iterator 接口

Iterator 接口的目的，就是为所有数据结构，提供了一种统一的访问机制，即for...of循环（详见下文）。当使用for...of循环遍历某种数据结构时，该循环会自动去寻找 Iterator 接口。

一种数据结构只要部署了 Iterator 接口，我们就称这种数据结构是“可遍历的”（iterable）。

ES6 规定，默认的 Iterator 接口部署在数据结构的Symbol.iterator属性，或者说，一个数据结构只要具有Symbol.iterator属性，就可以认为是“可遍历的”（iterable）。Symbol.iterator属性本身是一个函数，就是当前数据结构默认的遍历器生成函数。执行这个函数，就会返回一个遍历器。至于属性名Symbol.iterator，它是一个表达式，返回Symbol对象的iterator属性，这是一个预定义好的、类型为 Symbol 的特殊值，所以要放在方括号内

const obj = {
  [Symbol.iterator] : function () {
    return {
      next: function () {
        return {
          value: 1,
          done: true
        };
      }
    };
  }
};

原生具备 Iterator 接口的数据结构如下。

• Array
  
• Map
  
• Set
  
• String
  
• TypedArray 美 [taɪpt]
  
• 函数的 arguments 美 [‘ɑ:ɡjʊmənts] 对象
  
• NodeList 对象
  ```javascript let arr = [‘a’, ‘b’, ‘c’]; let iter = arrSymbol.iterator;

iter.next() // { value: ‘a’, done: false } iter.next() // { value: ‘b’, done: false } iter.next() // { value: ‘c’, done: false } iter.next() // { value: undefined, done: true }

对象（Object）之所以没有默认部署 Iterator 接口，是因为对象的哪个属性先遍历，哪个属性后遍历是不确定的，需要开发者手动指定。本质上，遍历器是一种线性处理，对于任何非线性的数据结构，部署遍历器接口，就等于部署一种线性转换。不过，严格地说，对象部署遍历器接口并不是很必要，因为这时对象实际上被当作 Map 结构使用，ES5 没有 Map 结构，而 ES6 原生提供了。
一个对象如果要具备可被`for...of`循环调用的 Iterator 接口，就必须在`Symbol.iterator`的属性上部署遍历器生成方法（原型链上的对象具有该方法也可）。
```javascript
// 自定义迭代器的例子
let obj = {
  data: [ 'hello', 'world' ],
  [Symbol.iterator]() {
    const self = this;
    let index = 0;
    return {
      next() {
        if (index < self.data.length) {
          return {
            value: self.data[index++],
            done: false
          };
        } else {
          return { value: undefined, done: true };
        }
      }
    };
  }
};
let iteratorTemp = obj[Symbol.iterator]();
console.log(iteratorTemp);
console.log(iteratorTemp.next());

对于类似数组的对象（存在数值键名和length属性），部署 Iterator 接口，有一个简便方法，就是Symbol.iterator方法直接引用数组的 Iterator 接口。

NodeList.prototype[Symbol.iterator] = Array.prototype[Symbol.iterator]; // 或者 NodeList.prototype[Symbol.iterator] = [][Symbol.iterator];

[…document.querySelectorAll(‘div’)] // 可以执行了 NodeList 对象是类似数组的对象，本来就具有遍历接口，可以直接遍历。上面代码中，我们将它的遍历接口改成数组的Symbol.iterator属性，可以看到没有任何影响。

下面是另一个类似数组的对象调用数组的Symbol.iterator方法的例子。

let iterable = { 0: ‘a’, 1: ‘b’, 2: ‘c’, length: 3, [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator] }; for (let item of iterable) { console.log(item); // ‘a’, ‘b’, ‘c’ } 注意，普通对象部署数组的Symbol.iterator方法，并无效果。

let iterable = { a: ‘a’, b: ‘b’, c: ‘c’, length: 3, [Symbol.iterator]: Array.prototype[Symbol.iterator] }; for (let item of iterable) { console.log(item); // undefined, undefined, undefined } 如果Symbol.iterator方法对应的不是遍历器生成函数（即会返回一个遍历器对象），解释引擎将会报错。

var obj = {};

obj[Symbol.iterator] = () => 1;

[…obj] // TypeError: [] is not a function 上面代码中，变量obj的Symbol.iterator方法对应的不是遍历器生成函数，因此报错。

有了遍历器接口，数据结构就可以用for…of循环遍历（详见下文），也可以使用while循环遍历。

var $iterator = ITERABLESymbol.iterator; var $result = $iterator.next(); while (!$result.done) { var x = $result.value; // … $result = $iterator.next(); } 上面代码中，ITERABLE代表某种可遍历的数据结构，$iterator是它的遍历器对象。遍历器对象每次移动指针（next方法），都检查一下返回值的done属性，如果遍历还没结束，就移动遍历器对象的指针到下一步（next方法），不断循环。