ES6学习笔记（三）字符串的扩展

ES6 加强了对 Unicode 的支持，并且扩展了字符串对象。

1.字符的Unicode表示法

JavaScript 允许采用\uxxxx形式表示一个字符，其中xxxx表示字符的 Unicode 码点。

"\u0061"
// "a"

从来不知道好可以这么做。

但是，这种表示法只限于码点在\u0000~\uFFFF之间的字符。超出这个范围的字符，必须用两个双字节的形式表示。

"\uD842\uDFB7"
// "𠮷"

"\u20BB7"
// " 7"

上面代码表示，如果直接在\u后面跟上超过0xFFFF的数值（比如\u20BB7），JavaScript 会理解成\u20BB+7。由于\u20BB是一个不可打印字符，所以只会显示一个空格，后面跟着一个7。

ES6 对这一点做出了改进，只要将码点放入大括号，就能正确解读该字符。

"\u{20BB7}"
// "𠮷"

"\u{41}\u{42}\u{43}"
// "ABC"

let hello = 123;
hell\u{6F} // 123

'\u{1F680}' === '\uD83D\uDE80'
// true

看起来好厉害的样子

上面代码中，最后一个例子表明，大括号表示法与四字节的 UTF-16 编码是等价的。

有了这种表示法之后，JavaScript 共有 6 种方法可以表示一个字符，花里胡哨的。

'\z' === 'z'  // true
'\172' === 'z' // true
'\x7A' === 'z' // true
'\u007A' === 'z' // true
'\u{7A}' === 'z' // true

2.codePointAt()

JavaScript 内部，字符以 UTF-16 的格式储存，每个字符固定为2个字节。对于那些需要4个字节储存的字符（Unicode 码点大于0xFFFF的字符），JavaScript 会认为它们是两个字符。

var s = "𠮷";

s.length // 2
s.charAt(0) // ''
s.charAt(1) // ''
s.charCodeAt(0) // 55362
s.charCodeAt(1) // 57271

上面代码中，汉字“𠮷”（注意，这个字不是“吉祥”的“吉”）的码点是0x20BB7，UTF-16 编码为0xD842 0xDFB7（十进制为55362 57271），需要4个字节储存。对于这种4个字节的字符，JavaScript 不能正确处理，字符串长度会误判为2，而且charAt方法无法读取整个字符，charCodeAt方法只能分别返回前两个字节和后两个字节的值。

原来汉字可以用十六进制或十进制的Unicode编码来表示，应该是所有的字符都可以，那么就可以用数字表示字符串或其他基本类型。

ES6 提供了codePointAt方法，能够正确处理 4 个字节储存的字符，返回一个字符的码点。

let s = '𠮷a';

s.codePointAt(0) // 134071
s.codePointAt(1) // 57271

s.codePointAt(2) // 97

codePointAt方法的参数，是字符在字符串中的位置（从 0 开始）。上面代码中，JavaScript 将“𠮷a”视为三个字符，codePointAt 方法在第一个字符上，正确地识别了“𠮷”，返回了它的十进制码点 134071（即十六进制的20BB7）。在第二个字符（即“𠮷”的后两个字节）和第三个字符“a”上，codePointAt方法的结果与charCodeAt方法相同。

总之，codePointAt方法会正确返回 32 位的 UTF-16 字符的码点。对于那些两个字节储存的常规字符，它的返回结果与charCodeAt方法相同。

codePointAt方法返回的是码点的十进制值，如果想要十六进制的值，可以使用toString方法转换一下。

let s = '𠮷a';

s.codePointAt(0).toString(16) // "20bb7"
s.codePointAt(2).toString(16) // "61"

原本来toString()方法还有进制转换的功能。

1字节=8位(1 byte = 8bit)，意思就是1字节由8个二进制数（0，1）构成，一个0或1就是1位。计算机基础知识啊！

你可能注意到了，codePointAt方法的参数，仍然是不正确的。比如，上面代码中，字符a在字符串s的正确位置序号应该是 1，但是必须向codePointAt方法传入 2。解决这个问题的一个办法是使用for...of循环，因为它会正确识别 32 位的 UTF-16 字符。

let s = '𠮷a';
for (let ch of s) {
  console.log(ch.codePointAt(0).toString(16));
}
// 20bb7
// 61

for of方法除了遍历map，还可以这么用。

codePointAt方法是测试一个字符由两个字节还是由四个字节组成的最简单方法。

function is32Bit(c) {
  return c.codePointAt(0) > 0xFFFF;
}

is32Bit("𠮷") // true
is32Bit("a") // false

3.String.fromCodePoint()

ES5 提供String.fromCharCode方法，用于从码点返回对应字符，但是这个方法不能识别 32 位的 UTF-16 字符（Unicode 编号大于0xFFFF）。

String.fromCharCode(0x20BB7)
// "ஷ"

居然可以打出这种奇怪的字。

上面代码中，String.fromCharCode不能识别大于0xFFFF的码点，所以0x20BB7就发生了溢出，最高位2被舍弃了，最后返回码点U+0BB7对应的字符，而不是码点U+20BB7对应的字符。

ES6 提供了String.fromCodePoint方法，可以识别大于0xFFFF的字符，弥补了String.fromCharCode方法的不足。在作用上，正好与codePointAt方法相反。

codePointAt()用于返回字符某一位对应的码点

fromCharCode()方法用于从码点返回对应字符

String.fromCodePoint(0x20BB7)
// "𠮷"
String.fromCodePoint(0x78, 0x1f680, 0x79) === 'x\uD83D\uDE80y'
// true

上面代码中，如果String.fromCodePoint方法有多个参数，则它们会被合并成一个字符串返回。

注意，fromCodePoint方法定义在String对象上，而codePointAt方法定义在字符串的实例对象上。

4.字符串的遍历器接口

ES6 为字符串添加了遍历器接口（详见《Iterator》一章），使得字符串可以被for...of循环遍历。

for (let codePoint of 'foo') {
  console.log(codePoint)
}
// "f"
// "o"
// "o"

比原本的for循环 + indexOf方法简洁多了

除了遍历字符串，这个遍历器最大的优点是可以识别大于0xFFFF的码点，传统的for循环无法识别这样的码点。

let text = String.fromCodePoint(0x20BB7);

for (let i = 0; i < text.length; i++) {
  console.log(text[i]);
}
// " "
// " "

for (let i of text) {
  console.log(i);
}
// "𠮷"

上面代码中，字符串text只有一个字符，但是for循环会认为它包含两个字符（都不可打印），而for...of循环会正确识别出这一个字符。

5.normalLize()

关于重音符号合成这种东西。。。

6.includes(), startsWith(), endsWith()

传统上，JavaScript 只有indexOf方法，可以用来确定一个字符串是否包含在另一个字符串中。ES6 又提供了三种新方法。

• includes()：返回布尔值，表示是否找到了参数字符串。
• startsWith()：返回布尔值，表示参数字符串是否在原字符串的头部。
• endsWith()：返回布尔值，表示参数字符串是否在原字符串的尾部。

let s = 'Hello world!';

s.startsWith('Hello') // true
s.endsWith('!') // true
s.includes('o') // true

这个Java早就有了，JS姗姗来迟啊。

这三个方法都支持第二个参数，表示开始搜索的位置。

let s = 'Hello world!';

s.startsWith('world', 6) // true
s.endsWith('Hello', 5) // true
s.includes('Hello', 6) // false

上面代码表示，使用第二个参数n时，endsWith的行为与其他两个方法有所不同。它针对前n个字符，而其他两个方法针对从第n个位置直到字符串结束。

7.repeat()

repeat方法返回一个新字符串，表示将原字符串重复n次。

'x'.repeat(3) // "xxx"
'hello'.repeat(2) // "hellohello"
'na'.repeat(0) // ""

参数如果是小数，会被取整。

'na'.repeat(2.9) // "nana"

如果repeat的参数是负数或者Infinity，会报错。

'na'.repeat(Infinity)
// RangeError
'na'.repeat(-1)
// RangeError

但是，如果参数是 0 到-1 之间的小数，则等同于 0，这是因为会先进行取整运算。0 到-1 之间的小数，取整以后等于-0，repeat视同为 0。

'na'.repeat(-0.9) // ""

参数NaN等同于 0。

'na'.repeat(NaN) // ""

如果repeat的参数是字符串，则会先转换成数字。

'na'.repeat('na') // ""
'na'.repeat('3') // "nanana"

这个功能，有什么用呢？

8.padStart(), padEnd()

ES2017 引入了字符串补全长度的功能。如果某个字符串不够指定长度，会在头部或尾部补全。padStart()用于头部补全，padEnd()用于尾部补全。

'x'.padStart(5, 'ab') // 'ababx'
'x'.padStart(4, 'ab') // 'abax'

'x'.padEnd(5, 'ab') // 'xabab'
'x'.padEnd(4, 'ab') // 'xaba'

上面代码中，padStart()和padEnd()一共接受两个参数，第一个参数是字符串补全生效的最大长度，第二个参数是用来补全的字符串。

如果原字符串的长度，等于或大于最大长度，则字符串补全不生效，返回原字符串。

'xxx'.padStart(2, 'ab') // 'xxx'
'xxx'.padEnd(2, 'ab') // 'xxx'

如果用来补全的字符串与原字符串，两者的长度之和超过了最大长度，则会截去超出位数的补全字符串。

'abc'.padStart(10, '0123456789')
// '0123456abc'

如果省略第二个参数，默认使用空格补全长度。

'x'.padStart(4) // '   x'
'x'.padEnd(4) // 'x   '

padStart()的常见用途是为数值补全指定位数。下面代码生成 10 位的数值字符串。

'1'.padStart(10, '0') // "0000000001"
'12'.padStart(10, '0') // "0000000012"
'123456'.padStart(10, '0') // "0000123456"

原来是用在这里的。

另一个用途是提示字符串格式。

'12'.padStart(10, 'YYYY-MM-DD') // "YYYY-MM-12"
'09-12'.padStart(10, 'YYYY-MM-DD') // "YYYY-09-12"

9.machAll()

matchAll方法返回一个正则表达式在当前字符串的所有匹配，详见《正则的扩展》的一章。

10.模板字符串

这个才是比较常用的功能

传统的 JavaScript 语言，输出模板通常是这样写的（下面使用了 jQuery 的方法）。

$('#result').append(
  'There are <b>' + basket.count + '</b> ' +
  'items in your basket, ' +
  '<em>' + basket.onSale +
  '</em> are on sale!'
);

上面这种写法相当繁琐不方便，ES6 引入了模板字符串解决这个问题。

$('#result').append(`
  There are <b>${basket.count}</b> items
   in your basket, <em>${basket.onSale}</em>
  are on sale!
`);

模板字符串（template string）是增强版的字符串，用反引号（`）标识。它可以当作普通字符串使用，也可以用来定义多行字符串，或者在字符串中嵌入变量。Java早有这功能，可能是借鉴的吧。

// 普通字符串
`In JavaScript '\n' is a line-feed.`

// 多行字符串
`In JavaScript this is
 not legal.`

console.log(`string text line 1
string text line 2`);

// 字符串中嵌入变量
let name = "Bob", time = "today";
`Hello ${name}, how are you ${time}?`

上面代码中的模板字符串，都是用反引号表示。如果在模板字符串中需要使用反引号，则前面要用反斜杠转义。

let greeting = `\`Yo\` World!`;

如果使用模板字符串表示多行字符串，所有的空格和缩进都会被保留在输出之中。

$('#list').html(`
<ul>
  <li>first</li>
  <li>second</li>
</ul>
`);

这就可以用来生成代码了啊，嗯~ o(*￣▽￣*)o。

上面代码中，所有模板字符串的空格和换行，都是被保留的，比如<ul>标签前面会有一个换行。如果你不想要这个换行，可以使用trim方法消除它。

$('#list').html(`
<ul>
  <li>first</li>
  <li>second</li>
</ul>
`.trim());

模板字符串中嵌入变量，需要将变量名写在${}之中。

function authorize(user, action) {
  if (!user.hasPrivilege(action)) {
    throw new Error(
      // 传统写法为
      // 'User '
      // + user.name
      // + ' is not authorized to do '
      // + action
      // + '.'
      `User ${user.name} is not authorized to do ${action}.`);
  }
}

大括号内部可以放入任意的 JavaScript 表达式，可以进行运算，以及引用对象属性。

let x = 1;
let y = 2;

`${x} + ${y} = ${x + y}`
// "1 + 2 = 3"

`${x} + ${y * 2} = ${x + y * 2}`
// "1 + 4 = 5"

let obj = {x: 1, y: 2};
`${obj.x + obj.y}`
// "3"

模板字符串之中还能调用函数。

function fn() {
  return "Hello World";
}

`foo ${fn()} bar`
// foo Hello World bar

总之原本加号拼接能做的模板字符串能做，不能做的模板字符串也能做。

如果大括号中的值不是字符串，将按照一般的规则转为字符串。比如，大括号中是一个对象，将默认调用对象的toString方法。

如果模板字符串中的变量没有声明，将报错。

// 变量place没有声明
let msg = `Hello, ${place}`;
// 报错

由于模板字符串的大括号内部，就是执行 JavaScript 代码，因此如果大括号内部是一个字符串，将会原样输出。

`Hello ${'World'}`
// "Hello World"

模板字符串甚至还能嵌套。

const tmpl = addrs => `
  <table>
  ${addrs.map(addr => `
    <tr><td>${addr.first}</td></tr>
    <tr><td>${addr.last}</td></tr>
  `).join('')}
  </table>
`;

上面代码中，模板字符串的变量之中，又嵌入了另一个模板字符串，使用方法如下。

const data = [
    { first: '<Jane>', last: 'Bond' },
    { first: 'Lars', last: '<Croft>' },
];

console.log(tmpl(data));
// <table>
//
//   <tr><td><Jane></td></tr>
//   <tr><td>Bond</td></tr>
//
//   <tr><td>Lars</td></tr>
//   <tr><td><Croft></td></tr>
//
// </table>

如果需要引用模板字符串本身，在需要时执行，可以像下面这样写。

// 写法一
let str = 'return ' + '`Hello ${name}!`';
let func = new Function('name', str);
func('Jack') // "Hello Jack!"

// 写法二
let str = '(name) => `Hello ${name}!`';
let func = eval.call(null, str);
func('Jack') // "Hello Jack!"

11.实例：模板编译

下面，我们来看一个通过模板字符串，生成正式模板的实例。

let template = `
<ul>
  <% for(let i=0; i < data.supplies.length; i++) { %>
    <li><%= data.supplies[i] %></li>
  <% } %>
</ul>
`;

这。。。不就是ejs模板语言吗。

上面代码在模板字符串之中，放置了一个常规模板。该模板使用<%...%>放置 JavaScript 代码，使用<%= ... %>输出 JavaScript 表达式。

怎么编译这个模板字符串呢？

一种思路是将其转换为 JavaScript 表达式字符串。

echo('<ul>');
for(let i=0; i < data.supplies.length; i++) {
  echo('<li>');
  echo(data.supplies[i]);
  echo('</li>');
};
echo('</ul>');

这个转换使用正则表达式就行了。

let evalExpr = /<%=(.+?)%>/g;
let expr = /<%([\s\S]+?)%>/g;

template = template
  .replace(evalExpr, '`); \n  echo( $1 ); \n  echo(`')
  .replace(expr, '`); \n $1 \n  echo(`');

template = 'echo(`' + template + '`);';

即用 ' ' 全局替换掉<%= %>和<%%>

然后，将template封装在一个函数里面返回，就可以了。

let script =
`(function parse(data){
  let output = "";

  function echo(html){
    output += html;
  }

  ${ template }

  return output;
})`;

return script;

将上面的内容拼装成一个模板编译函数compile。

function compile(template){
  const evalExpr = /<%=(.+?)%>/g;
  const expr = /<%([\s\S]+?)%>/g;

  template = template
    .replace(evalExpr, '`); \n  echo( $1 ); \n  echo(`')
    .replace(expr, '`); \n $1 \n  echo(`');

  template = 'echo(`' + template + '`);';

  let script =
  `(function parse(data){
    let output = "";

    function echo(html){
      output += html;
    }

    ${ template }

    return output;
  })`;

  return script;
}

传入一个模板函数，去掉<%%>符号，插入到另一个模板字符串中，返回最后的函数字符串。

compile函数的用法如下。

let parse = eval(compile(template));
div.innerHTML = parse({ supplies: [ "broom", "mop", "cleaner" ] });
//   <ul>
//     <li>broom</li>
//     <li>mop</li>
//     <li>cleaner</li>
//   </ul>

这便是ejs模板语言的原理与编译过程了，原来如此。

12.标签模板

 模板字符串的功能，不仅仅是上面这些（下面是比较玄之又玄的功能）。它可以紧跟在一个函数名后面，该函数将被调用来处理这个模板字符串。这被称为“标签模板”功能（tagged template）。

alert`123`
// 等同于
alert(123)

标签模板其实不是模板，而是函数调用的一种特殊形式。“标签”指的就是函数，紧跟在后面的模板字符串就是它的参数。

此时alert是函数，`123`是参数

但是，如果模板字符里面有变量，就不是简单的调用了，而是会将模板字符串先处理成多个参数，再调用函数。

let a = 5;
let b = 10;

tag`Hello ${ a + b } world ${ a * b }`;
// 等同于
tag(['Hello ', ' world ', ''], 15, 50);

上面代码中，模板字符串前面有一个标识名tag，它是一个函数。整个表达式的返回值，就是tag函数处理模板字符串后的返回值。

函数tag依次会接收到多个参数。

function tag(stringArr, value1, value2){
  // ...
}

// 等同于

function tag(stringArr, ...values){
  // ...
}

Java里面的可变参数列表

tag函数的第一个参数是一个数组，该数组的成员是模板字符串中那些没有变量替换的部分，也就是说，变量替换只发生在数组的第一个成员与第二个成员之间、第二个成员与第三个成员之间，以此类推。

tag函数的其他参数，都是模板字符串各个变量被替换后的值。由于本例中，模板字符串含有两个变量，因此tag会接受到value1和value2两个参数。

tag函数所有参数的实际值如下。

• 第一个参数：['Hello ', ' world ', '']
• 第二个参数: 15
• 第三个参数：50

也就是说，tag函数实际上以下面的形式调用。

tag(['Hello ', ' world ', ''], 15, 50)

我们可以按照需要编写tag函数的代码。下面是tag函数的一种写法，以及运行结果。

let a = 5;
let b = 10;

function tag(s, v1, v2) {
  console.log(s[0]);
  console.log(s[1]);
  console.log(s[2]);
  console.log(v1);
  console.log(v2);

  return "OK";
}

tag`Hello ${ a + b } world ${ a * b}`;
// "Hello "
// " world "
// ""
// 15
// 50
// "OK"

下面是一个更复杂的例子。

let total = 30;
let msg = passthru`The total is ${total} (${total*1.05} with tax)`;

function passthru(literals) {
  let result = '';
  let i = 0;

  while (i < literals.length) {
    result += literals[i++];
    if (i < arguments.length) {
      result += arguments[i];
    }
  }

  return result;
}

msg // "The total is 30 (31.5 with tax)"

上面这个例子展示了，如何将各个参数按照原来的位置拼合回去。这。。。也太复杂了。

passthru函数采用 rest 参数的写法如下。

function passthru(literals, ...values) {
  let output = "";
  let index;
  for (index = 0; index < values.length; index++) {
    output += literals[index] + values[index];
  }

  output += literals[index]
  return output;
}

“标签模板”的一个重要应用，就是过滤 HTML 字符串，防止用户输入恶意内容。

let message =
  SaferHTML`<p>${sender} has sent you a message.</p>`;

function SaferHTML(templateData) {
  let s = templateData[0];
  for (let i = 1; i < arguments.length; i++) {
    let arg = String(arguments[i]);

    // Escape special characters in the substitution.
    s += arg.replace(/&/g, "&amp;")
            .replace(/</g, "&lt;")
            .replace(/>/g, "&gt;");

    // Don't escape special characters in the template.
    s += templateData[i];
  }
  return s;
}

上面代码中，sender变量往往是用户提供的，经过SaferHTML函数处理，里面的特殊字符都会被转义。

let sender = '<script>alert("abc")</script>'; // 恶意代码
let message = SaferHTML`<p>${sender} has sent you a message.</p>`;

message
// <p>&lt;script&gt;alert("abc")&lt;/script&gt; has sent you a message.</p>

标签模板的另一个应用，就是多语言转换（国际化处理）。

i18n`Welcome to ${siteName}, you are visitor number ${visitorNumber}!`
// "欢迎访问xxx，您是第xxxx位访问者！"

模板字符串本身并不能取代 Mustache 之类的模板库，因为没有条件判断和循环处理功能，但是通过标签函数，你可以自己添加这些功能。

// 下面的hashTemplate函数
// 是一个自定义的模板处理函数
let libraryHtml = hashTemplate`
  <ul>
    #for book in ${myBooks}
      <li><i>#{book.title}</i> by #{book.author}</li>
    #end
  </ul>
`;

所以那些模板语言都是这么实现的了。。。

除此之外，你甚至可以使用标签模板，在 JavaScript 语言之中嵌入其他语言。

jsx`
  <div>
    <input
      ref='input'
      onChange='${this.handleChange}'
      defaultValue='${this.state.value}' />
      ${this.state.value}
   </div>
`

上面的代码通过jsx函数，将一个 DOM 字符串转为 React 对象。你可以在 GitHub 找到jsx函数的具体实现。

下面则是一个假想的例子，通过java函数，在 JavaScript 代码之中运行 Java 代码。

java`
class HelloWorldApp {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello World!"); // Display the string.
  }
}
`
HelloWorldApp.main();

模板处理函数的第一个参数（模板字符串数组），还有一个raw属性。

console.log`123`
// ["123", raw: Array[1]]

上面代码中，console.log接受的参数，实际上是一个数组。该数组有一个raw属性，保存的是转义后的原字符串。

请看下面的例子。

tag`First line\nSecond line`

function tag(strings) {
  console.log(strings.raw[0]);
  // strings.raw[0] 为 "First line\\nSecond line"
  // 打印输出 "First line\nSecond line"
}

上面代码中，tag函数的第一个参数strings，有一个raw属性，也指向一个数组。该数组的成员与strings数组完全一致。比如，strings数组是["First line\nSecond line"]，那么strings.raw数组就是["First line\\nSecond line"]。两者唯一的区别，就是字符串里面的斜杠都被转义了。比如，strings.raw 数组会将\n视为\\和n两个字符，而不是换行符。这是为了方便取得转义之前的原始模板而设计的。

13.String.raw()

ES6 还为原生的 String 对象，提供了一个raw方法。

String.raw方法，往往用来充当模板字符串的处理函数，返回一个斜杠都被转义（即斜杠前面再加一个斜杠）的字符串，对应于替换变量后的模板字符串。

String.raw`Hi\n${2+3}!`;
// 返回 "Hi\\n5!"

String.raw`Hi\u000A!`;
// 返回 "Hi\\u000A!"

如果原字符串的斜杠已经转义，那么String.raw会进行再次转义。

String.raw`Hi\\n`
// 返回 "Hi\\\\n"

String.raw方法可以作为处理模板字符串的基本方法，它会将所有变量替换，而且对斜杠进行转义，方便下一步作为字符串来使用。

String.raw方法也可以作为正常的函数使用。这时，它的第一个参数，应该是一个具有raw属性的对象，且raw属性的值应该是一个数组。

String.raw({ raw: 'test' }, 0, 1, 2);
// 't0e1s2t'

// 等同于
String.raw({ raw: ['t','e','s','t'] }, 0, 1, 2);

作为函数，String.raw的代码实现基本如下。

String.raw = function (strings, ...values) {
  let output = '';
  let index;
  for (index = 0; index < values.length; index++) {
    output += strings.raw[index] + values[index];
  }

  output += strings.raw[index]
  return output;
}

14.模板字符串的限制

前面提到标签模板里面，可以内嵌其他语言。但是，模板字符串默认会将字符串转义，导致无法嵌入其他语言。