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JavaScript 对象描述符

在JavaScript中,对象是最基础也是最重要的数据类型之一。我们经常创建对象并添加、修改或删除其属性,但很少思考这些属性本身的特性。这就引出了一个重要概念:对象描述符(Object Descriptors)。

什么是对象描述符?

对象描述符是JavaScript为对象的属性提供的元数据,用来控制这些属性的行为特征。简单来说,描述符让我们能够精确地定义一个属性应该如何表现,比如它是否可以被修改、是否可以被删除、是否会在循环中显示等。

每个属性都有一个属性描述符对象,包含以下特性:

  1. 数据描述符特性

    • value:属性的值
    • writable:属性值是否可以被修改
  2. 访问器描述符特性

    • get:获取属性值的函数
    • set:设置属性值的函数
  3. 共有特性

    • configurable:属性是否可以被删除或再次配置
    • enumerable:属性是否在循环中显示

获取属性描述符

要查看一个对象属性的描述符,我们可以使用Object.getOwnPropertyDescriptor方法:

javascript
const person = {
name: "小明",
age: 25
};

const nameDescriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(person, "name");
console.log(nameDescriptor);

输出结果:

{
value: "小明",
writable: true,
enumerable: true,
configurable: true
}

这告诉我们,name属性有一个值"小明",可以被修改(writable: true),在循环中可见(enumerable: true),并且可以被删除或重新配置(configurable: true)。

定义属性描述符

使用Object.defineProperty

我们可以使用Object.defineProperty方法来定义或修改一个对象属性的描述符:

javascript
const user = {};

Object.defineProperty(user, "name", {
value: "小红",
writable: true,
enumerable: true,
configurable: true
});

console.log(user.name); // 输出: 小红

特别注意:如果在使用Object.defineProperty时不指定特性,那么它们会默认为false

javascript
const product = {};

Object.defineProperty(product, "id", {
value: 12345
});

console.log(product.id); // 输出: 12345
product.id = 54321; // 尝试修改id
console.log(product.id); // 输出依然是: 12345,因为writable默认为false

使用Object.defineProperties定义多个属性

如果需要同时定义多个属性,可以使用Object.defineProperties

javascript
const book = {};

Object.defineProperties(book, {
title: {
value: "JavaScript入门",
writable: true,
enumerable: true,
configurable: true
},
author: {
value: "佚名",
writable: false, // 作者名不可修改
enumerable: true,
configurable: false // 不能删除此属性
},
price: {
value: 59.9,
writable: true,
enumerable: false, // price不会在for...in循环中出现
configurable: true
}
});

// 尝试遍历属性
for (let key in book) {
console.log(key); // 输出: title, author (不会显示price,因为它不可枚举)
}

深入理解属性特性

writable - 可写性

writable设为false时,属性值不能被修改:

javascript
const config = {};

Object.defineProperty(config, "API_KEY", {
value: "abc123xyz",
writable: false // 不可修改
});

console.log(config.API_KEY); // 输出: abc123xyz

// 尝试修改
config.API_KEY = "新密钥";
console.log(config.API_KEY); // 输出依然是: abc123xyz

// 注意:在严格模式下,尝试修改不可写属性会抛出TypeError

enumerable - 可枚举性

enumerable控制属性是否在对象的可枚举属性中出现:

javascript
const user = {};

Object.defineProperties(user, {
name: {
value: "小明",
enumerable: true
},
password: {
value: "123456",
enumerable: false // 密码不可枚举
}
});

// 使用for...in循环
for (let key in user) {
console.log(key); // 只输出: name
}

// Object.keys()也只返回可枚举属性
console.log(Object.keys(user)); // 输出: ["name"]

// 但Object.getOwnPropertyNames()会返回所有属性
console.log(Object.getOwnPropertyNames(user)); // 输出: ["name", "password"]

configurable - 可配置性

configurable设为false时,属性不能被删除,且除了writable外的描述符不能被修改:

javascript
const settings = {};

Object.defineProperty(settings, "theme", {
value: "light",
configurable: false // 不可配置
});

// 尝试删除属性
delete settings.theme;
console.log(settings.theme); // 输出: light,删除失败

// 尝试重新配置属性会抛出错误
try {
Object.defineProperty(settings, "theme", {
enumerable: true // 尝试修改描述符
});
} catch (error) {
console.log("错误:无法重新配置属性"); // 会执行到这里
}
警告

configurablefalse时,即使writable初始为true,也可以将其修改为false,但不能从false改为true

访问器属性

除了数据属性外,JavaScript对象还可以定义访问器属性,即通过getter和setter方法访问的属性:

javascript
const person = {
firstName: "张",
lastName: "三"
};

Object.defineProperty(person, "fullName", {
get: function() {
return this.firstName + this.lastName;
},
set: function(newValue) {
const parts = newValue.split(" ");
this.firstName = parts[0];
this.lastName = parts[1] || "";
},
enumerable: true,
configurable: true
});

console.log(person.fullName); // 输出: 张三

person.fullName = "李 四";
console.log(person.firstName); // 输出: 李
console.log(person.lastName); // 输出: 四

访问器属性提供了一种强大的方式来封装对象的内部状态,并在属性被读取或设置时执行自定义逻辑。

实际应用场景

1. 创建常量对象

javascript
function createConstant(obj) {
// 遍历对象的所有属性
Object.keys(obj).forEach(key => {
Object.defineProperty(obj, key, {
writable: false,
configurable: false
});
});

// 防止添加新属性
Object.preventExtensions(obj);

return obj;
}

const CONFIG = createConstant({
MAX_USERS: 100,
API_ENDPOINT: "https://api.example.com",
TIMEOUT: 5000
});

// 尝试修改会失败
CONFIG.MAX_USERS = 200;
console.log(CONFIG.MAX_USERS); // 仍然是100

2. 数据验证

javascript
const bankAccount = {
_balance: 1000 // 约定:下划线开头表示"私有"属性
};

Object.defineProperty(bankAccount, "balance", {
get: function() {
return this._balance;
},
set: function(newBalance) {
if (typeof newBalance !== "number") {
throw new Error("余额必须是数字");
}

if (newBalance < 0) {
throw new Error("余额不能为负数");
}

this._balance = newBalance;
},
enumerable: true,
configurable: true
});

bankAccount.balance = 2000;
console.log(bankAccount.balance); // 输出: 2000

try {
bankAccount.balance = -500; // 抛出错误
} catch (error) {
console.log(error.message); // 输出: 余额不能为负数
}

3. 监听属性变化

javascript
function observeProperty(obj, prop, callback) {
let value = obj[prop];

Object.defineProperty(obj, prop, {
get: function() {
return value;
},
set: function(newValue) {
const oldValue = value;
value = newValue;
callback(prop, oldValue, newValue); // 通知变化
},
enumerable: true,
configurable: true
});
}

const user = { name: "小明", age: 25 };

observeProperty(user, "name", (property, oldValue, newValue) => {
console.log(`${property}从"${oldValue}"变成了"${newValue}"`);
});

user.name = "小红"; // 输出: name从"小明"变成了"小红"

对象描述符方法总结

以下是与对象描述符相关的主要方法:

  1. Object.defineProperty(obj, prop, descriptor) - 在对象上定义一个新属性或修改现有属性
  2. Object.defineProperties(obj, props) - 在对象上定义多个新属性或修改现有属性
  3. Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, prop) - 返回指定对象上一个自有属性的属性描述符
  4. Object.getOwnPropertyDescriptors(obj) - 返回指定对象的所有自有属性的属性描述符

与对象保护相关的补充方法:

  1. Object.preventExtensions(obj) - 防止向对象添加新属性
  2. Object.seal(obj) - 防止添加或删除属性,并将所有现有属性标记为不可配置
  3. Object.freeze(obj) - 完全冻结对象,防止任何修改

总结

JavaScript对象描述符是一种强大的机制,使我们能够精细控制对象属性的行为。通过描述符,我们可以:

  • 控制属性是否可修改、可枚举或可配置
  • 定义getter和setter方法以封装属性访问
  • 创建真正的常量和只读属性
  • 实现属性验证和监听

理解这些概念可以帮助你写出更加健壮的代码,并减少意外行为和副作用。

练习题

  1. 创建一个具有只读属性id和可写属性name的用户对象。
  2. 使用访问器属性实现一个温度转换器,可以在摄氏度和华氏度之间转换。
  3. 创建一个函数,让对象的所有属性都变为不可枚举。
  4. 实现一个简单的响应式系统,当对象属性变化时通知订阅者。

延伸阅读

掌握对象描述符将帮助你深入理解JavaScript对象系统,为成为高级开发者打下基础。