# 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，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。

```javascript
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。

```javascript
var s1 = Symbol('foo');
var 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。

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。

```javascript
// 没有参数的情况
var s1 = Symbol();
var s2 = Symbol();

s1 === s2 // false

// 有参数的情况
var s1 = Symbol("foo");
var 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。

```javascript
var 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值可以转为字符串。

```javascript
var sym = Symbol('My symbol');

String(sym) // 'Symbol(My symbol)'
sym.toString() // 'Symbol(My symbol)'
```

## 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。

```javascript
var mySymbol = Symbol();

// 第一种写法
var a = {};
a[mySymbol] = 'Hello!';

// 第二种写法
var a = {
  [mySymbol]: 'Hello!'
};

// 第三种写法
var 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。

```javascript
var mySymbol = Symbol();
var 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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
log.levels = {
  DEBUG: Symbol('debug'),
  INFO: Symbol('info'),
  WARN: Symbol('warn'),
};
log(log.levels.DEBUG, 'debug message');
log(log.levels.INFO, 'info message');
```

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。

## 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()`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。

```javascript
var obj = {};
var a = Symbol('a');
var b = Symbol.for('b');

obj[a] = 'Hello';
obj[b] = 'World';

var 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。

```javascript
var obj = {};

var foo = Symbol("foo");

Object.defineProperty(obj, foo, {
  value: "foobar",
});

for (var 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。

```javascript
let obj = {
  [Symbol('my_key')]: 1,
  enum: 2,
  nonEnum: 3
};

Reflect.ownKeys(obj)
// [Symbol(my_key), 'enum', 'nonEnum']
```

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。

```javascript
var size = Symbol('size');

class Collection {
  constructor() {
    this[size] = 0;
  }

  add(item) {
    this[this[size]] = item;
    this[size]++;
  }

  static sizeOf(instance) {
    return instance[size];
  }
}

var 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。

```javascript
var s1 = Symbol.for('foo');
var 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。

```javascript
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。

```javascript
var s1 = Symbol.for("foo");
Symbol.keyFor(s1) // "foo"

var 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。

```javascript
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。

## 内置的Symbol值

除了定义自己使用的Symbol值以外，ES6还提供一些内置的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。该对象使用instanceof运算符时，会调用这个方法，判断该对象是否为某个构造函数的实例。比如，`foo instanceof Foo`在语言内部，实际调用的是`Foo[Symbol.hasInstance](foo)`。

```javascript
class MyClass {
  [Symbol.hasInstance](foo) {
    return foo instanceof Array;
  }
}
var o = new MyClass();
o instanceof Array // false
```

### Symbol.isConcatSpreadable

对象的Symbol.isConcatSpreadable属性，指向一个方法。该对象使用Array.prototype.concat()时，会调用这个方法，返回一个布尔值，表示该对象是否可以扩展成数组。

```javascript
class A1 extends Array {
  [Symbol.isConcatSpreadable]() {
    return true;
  }
}
class A2 extends Array {
  [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是可扩展的，类A2是不可扩展的，所以使用concat时有不一样的结果。

### Symbol.isRegExp

对象的Symbol.isRegExp属性，指向一个方法。该对象被用作正则表达式时，会调用这个方法，返回一个布尔值，表示该对象是否为一个正则对象。

### 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。

```javascript
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。

### 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。

```javascript
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。

### Symbol.iterator

对象的Symbol.iterator属性，指向该对象的默认遍历器方法，即该对象进行for...of循环时，会调用这个方法，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。

```javascript
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.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。

```javascript
class Collection {
  get [Symbol.toStringTag]() {
    return 'xxx';
  }
}
var x = new Collection();
Object.prototype.toString.call(x) // "[object xxx]"
```

### 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。

```javascript
Array.prototype[Symbol.unscopables]
// {
//   copyWithin: true,
//   entries: true,
//   fill: true,
//   find: true,
//   findIndex: true,
//   keys: true
// }

Object.keys(Array.prototype[Symbol.unscopables])
// ['copyWithin', 'entries', 'fill', 'find', 'findIndex', 'keys']
```

上面代码说明，数组有6个属性，会被with命令排除。

```javascript
// 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
}
```