Symbol
概述
ES5 的对象属性名都是字符串，这容易造成属性名的冲突。比如，你使用了一个他人提供的对象，但又想为这个对象添加新的方法（mixin 模式），新方法的名字就有可能与现有方法产生冲突。如果有一种机制，保证每个属性的名字都是独一无二的就好了，这样就从根本上防止属性名的冲突。这就是 ES6 引入Symbol的原因。
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）。
Symbol 值通过Symbol函数生成。这就是说，对象的属性名现在可以有两种类型，一种是原来就有的字符串，另一种就是新增的 Symbol 类型。凡是属性名属于 Symbol 类型，就都是独一无二的，可以保证不会与其他属性名产生冲突。
let s = Symbol();
typeof s
// "symbol"
上面代码中，变量s就是一个独一无二的值。typeof运算符的结果，表明变量s是 Symbol 数据类型，而不是字符串之类的其他类型。
注意，Symbol函数前不能使用new命令，否则会报错。这是因为生成的 Symbol 是一个原始类型的值，不是对象。也就是说，由于 Symbol 值不是对象，所以不能添加属性。基本上，它是一种类似于字符串的数据类型。
Symbol函数可以接受一个字符串作为参数，表示对 Symbol 实例的描述，主要是为了在控制台显示，或者转为字符串时，比较容易区分。
let s1 = Symbol('foo');
let s2 = Symbol('bar');
s1 // Symbol(foo)
s2 // Symbol(bar)
s1.toString() // "Symbol(foo)"
s2.toString() // "Symbol(bar)"
上面代码中，s1和s2是两个 Symbol 值。如果不加参数，它们在控制台的输出都是Symbol()，不利于区分。有了参数以后，就等于为它们加上了描述，输出的时候就能够分清，到底是哪一个值。
如果 Symbol 的参数是一个对象，就会调用该对象的toString方法，将其转为字符串，然后才生成一个 Symbol 值。
const obj = {
toString() {
return 'abc';
}
};
const sym = Symbol(obj);
sym // Symbol(abc)
注意，Symbol函数的参数只是表示对当前 Symbol 值的描述，因此相同参数的Symbol函数的返回值是不相等的。
// 没有参数的情况
let s1 = Symbol();
let s2 = Symbol();
s1 === s2 // false
// 有参数的情况
let s1 = Symbol('foo');
let s2 = Symbol('foo');
s1 === s2 // false
上面代码中，s1和s2都是Symbol函数的返回值，而且参数相同，但是它们是不相等的。
Symbol 值不能与其他类型的值进行运算，会报错。
let sym = Symbol('My symbol');
"your symbol is " + sym
// TypeError: can't convert symbol to string
`your symbol is ${sym}`
// TypeError: can't convert symbol to string
但是，Symbol 值可以显式转为字符串。
let sym = Symbol('My symbol');
String(sym) // 'Symbol(My symbol)'
sym.toString() // 'Symbol(My symbol)'
另外，Symbol 值也可以转为布尔值，但是不能转为数值。
let sym = Symbol();
Boolean(sym) // true
!sym // false
if (sym) {
// ...
}
Number(sym) // TypeError
sym + 2 // TypeError
作为属性名的 Symbol
由于每一个 Symbol 值都是不相等的，这意味着 Symbol 值可以作为标识符，用于对象的属性名，就能保证不会出现同名的属性。这对于一个对象由多个模块构成的情况非常有用，能防止某一个键被不小心改写或覆盖。
let mySymbol = Symbol();
// 第一种写法
let a = {};
a[mySymbol] = 'Hello!';
// 第二种写法
let a = {
[mySymbol]: 'Hello!'
};
// 第三种写法
let a = {};
Object.defineProperty(a, mySymbol, { value: 'Hello!' });
// 以上写法都得到同样结果
a[mySymbol] // "Hello!"
上面代码通过方括号结构和Object.defineProperty，将对象的属性名指定为一个 Symbol 值。
注意，Symbol 值作为对象属性名时，不能用点运算符。
const mySymbol = Symbol();
const a = {};
a.mySymbol = 'Hello!';
a[mySymbol] // undefined
a['mySymbol'] // "Hello!"
上面代码中，因为点运算符后面总是字符串，所以不会读取mySymbol作为标识名所指代的那个值，导致a的属性名实际上是一个字符串，而不是一个 Symbol 值。
同理，在对象的内部，使用 Symbol 值定义属性时，Symbol 值必须放在方括号之中。
let s = Symbol();
let obj = {
[s]: function (arg) { ... }
};
obj[s](123);
上面代码中，如果s不放在方括号中，该属性的键名就是字符串s，而不是s所代表的那个 Symbol 值。
采用增强的对象写法，上面代码的obj对象可以写得更简洁一些。
let obj = {
[s](arg) { ... }
};
Symbol 类型还可以用于定义一组常量，保证这组常量的值都是不相等的。
const log = {};
log.levels = {
DEBUG: Symbol('debug'),
INFO: Symbol('info'),
WARN: Symbol('warn')
};
console.log(log.levels.DEBUG, 'debug message');
console.log(log.levels.INFO, 'info message');
下面是另外一个例子。
const COLOR_RED = Symbol();
const COLOR_GREEN = Symbol();
function getComplement(color) {
switch (color) {
case COLOR_RED:
return COLOR_GREEN;
case COLOR_GREEN:
return COLOR_RED;
default:
throw new Error('Undefined color');
}
}
常量使用 Symbol 值最大的好处，就是其他任何值都不可能有相同的值了，因此可以保证上面的switch语句会按设计的方式工作。
还有一点需要注意，Symbol 值作为属性名时，该属性还是公开属性，不是私有属性。
实例：消除魔术字符串
魔术字符串指的是，在代码之中多次出现、与代码形成强耦合的某一个具体的字符串或者数值。风格良好的代码，应该尽量消除魔术字符串，改由含义清晰的变量代替。
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
上面代码中，字符串Triangle就是一个魔术字符串。它多次出现，与代码形成“强耦合”，不利于将来的修改和维护。
常用的消除魔术字符串的方法，就是把它写成一个变量。
const shapeType = {
triangle: 'Triangle'
};
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 });
上面代码中，我们把Triangle写成shapeType对象的triangle属性，这样就消除了强耦合。
如果仔细分析，可以发现shapeType.triangle等于哪个值并不重要，只要确保不会跟其他shapeType属性的值冲突即可。因此，这里就很适合改用 Symbol 值。
const shapeType = {
triangle: Symbol()
};
上面代码中，除了将shapeType.triangle的值设为一个 Symbol，其他地方都不用修改。
属性名的遍历
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。但是，它也不是私有属性，有一个Object.getOwnPropertySymbols方法，可以获取指定对象的所有 Symbol 属性名。
Object.getOwnPropertySymbols方法返回一个数组，成员是当前对象的所有用作属性名的 Symbol 值。
const obj = {};
let a = Symbol('a');
let b = Symbol('b');
obj[a] = 'Hello';
obj[b] = 'World';
const objectSymbols = Object.getOwnPropertySymbols(obj);
objectSymbols
// [Symbol(a), Symbol(b)]
下面是另一个例子，Object.getOwnPropertySymbols方法与for...in循环、Object.getOwnPropertyNames方法进行对比的例子。
const obj = {};
let foo = Symbol("foo");
Object.defineProperty(obj, foo, {
value: "foobar",
});
for (let i in obj) {
console.log(i); // 无输出
}
Object.getOwnPropertyNames(obj)
// []
Object.getOwnPropertySymbols(obj)
// [Symbol(foo)]
上面代码中，使用Object.getOwnPropertyNames方法得不到Symbol属性名，需要使用Object.getOwnPropertySymbols方法。
另一个新的 API，Reflect.ownKeys方法可以返回所有类型的键名，包括常规键名和 Symbol 键名。
let obj = {
[Symbol('my_key')]: 1,
enum: 2,
nonEnum: 3
};
Reflect.ownKeys(obj)
// ["enum", "nonEnum", Symbol(my_key)]
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。
let size = Symbol('size');
class Collection {
constructor() {
this[size] = 0;
}
add(item) {
this[this[size]] = item;
this[size]++;
}
static sizeOf(instance) {
return instance[size];
}
}
let x = new Collection();
Collection.sizeOf(x) // 0
x.add('foo');
Collection.sizeOf(x) // 1
Object.keys(x) // ['0']
Object.getOwnPropertyNames(x) // ['0']
Object.getOwnPropertySymbols(x) // [Symbol(size)]
上面代码中，对象x的size属性是一个 Symbol 值，所以Object.keys(x)、Object.getOwnPropertyNames(x)都无法获取它。这就造成了一种非私有的内部方法的效果。
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
上面代码中，s1和s2都是 Symbol 值，但是它们都是同样参数的Symbol.for方法生成的，所以实际上是同一个值。
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.for("bar") === Symbol.for("bar")
// true
Symbol("bar") === Symbol("bar")
// false
上面代码中，由于Symbol()写法没有登记机制，所以每次调用都会返回一个不同的值。
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
上面代码中，变量s2属于未登记的 Symbol 值，所以返回undefined。
需要注意的是，Symbol.for为 Symbol 值登记的名字，是全局环境的，可以在不同的 iframe 或 service worker 中取到同一个值。
iframe = document.createElement('iframe');
iframe.src = String(window.location);
document.body.appendChild(iframe);
iframe.contentWindow.Symbol.for('foo') === Symbol.for('foo')
// true
上面代码中，iframe 窗口生成的 Symbol 值，可以在主页面得到。
实例：模块的 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 ……
上面代码将导致其他脚本都无法引用FOO_KEY。但这样也有一个问题，就是如果多次执行这个脚本，每次得到的FOO_KEY都是不一样的。虽然 Node 会将脚本的执行结果缓存，一般情况下，不会多次执行同一个脚本，但是用户可以手动清除缓存，所以也不是绝对可靠。
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.hasInstance
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
上面代码中，MyClass是一个类，new MyClass()会返回一个实例。该实例的Symbol.hasInstance方法，会在进行instanceof运算时自动调用，判断左侧的运算子是否为Array的实例。
下面是另一个例子。
class Even {
static [Symbol.hasInstance](obj) {
return Number(obj) % 2 === 0;
}
}
// 等同于
const Even = {
[Symbol.hasInstance](obj) {
return Number(obj) % 2 === 0;
}
};
1 instanceof Even // false
2 instanceof Even // true
12345 instanceof Even // false
Symbol.isConcatSpreadable
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
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.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，详细介绍参见《Iterator 和 for...of 循环》一章。
class Collection {
*[Symbol.iterator]() {
let i = 0;
while(this[i] !== undefined) {
yield this[i];
++i;
}
}
}
let myCollection = new Collection();
myCollection[0] = 1;
myCollection[1] = 2;
for(let value of myCollection) {
console.log(value);
}
// 1
// 2
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.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.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。
