概述
JavaScript提供了一个内部数据结构,用来描述一个对象的属性的行为,控制它的行为。这被称为“属性描述对象”(attributes object)。每个属性都有自己对应的属性描述对象,保存该属性的一些元信息。
下面是属性描述对象的一个实例。
{
value: 123,
writable: false,
enumerable: true,
configurable: false,
get: undefined,
set: undefined
}
属性描述对象提供6个元属性。
(1)value
value
存放该属性的属性值,默认为undefined
。
(2)writable
writable
存放一个布尔值,表示属性值(value)是否可改变,默认为true
。
(3)enumerable
enumerable
存放一个布尔值,表示该属性是否可枚举,默认为true
。如果设为false
,会使得某些操作(比如for...in
循环、Object.keys()
)跳过该属性。
(4)configurable
configurable
存放一个布尔值,表示“可配置性”,默认为true
。如果设为false
,将阻止某些操作改写该属性,比如,无法删除该属性,也不得改变该属性的属性描述对象(value
属性除外)。也就是说,configurable
属性控制了属性描述对象的可写性。
(5)get
get
存放一个函数,表示该属性的取值函数(getter),默认为undefined
。
(6)set
set
存放一个函数,表示该属性的存值函数(setter),默认为undefined
。
Object.getOwnPropertyDescriptor()
Object.getOwnPropertyDescriptor
方法可以读出对象自身属性的属性描述对象。
var o = { p: 'a' };
Object.getOwnPropertyDescriptor(o, 'p')
// Object { value: "a",
// writable: true,
// enumerable: true,
// configurable: true
// }
上面代码表示,使用Object.getOwnPropertyDescriptor
方法,读取o
对象的p
属性的属性描述对象。
Object.defineProperty(),Object.defineProperties()
Object.defineProperty
方法允许通过定义属性描述对象,来定义或修改一个属性,然后返回修改后的对象。它的格式如下。
Object.defineProperty(object, propertyName, attributesObject)
上面代码中,Object.defineProperty
方法接受三个参数,第一个是属性所在的对象,第二个是属性名(它应该是一个字符串),第三个是属性的描述对象。比如,新建一个o
对象,并定义它的p
属性,写法如下。
var o = Object.defineProperty({}, 'p', {
value: 123,
writable: false,
enumerable: true,
configurable: false
});
o.p
// 123
o.p = 246;
o.p
// 123
// 因为writable为false,所以无法改变该属性的值
如果属性已经存在,Object.defineProperty
方法相当于更新该属性的属性描述对象。
需要注意的是,Object.defineProperty
方法和后面的Object.defineProperties
方法,都有性能损耗,会拖慢执行速度,不宜大量使用。
如果一次性定义或修改多个属性,可以使用Object.defineProperties
方法。
var o = Object.defineProperties({}, {
p1: { value: 123, enumerable: true },
p2: { value: 'abc', enumerable: true },
p3: { get: function () { return this.p1 + this.p2 },
enumerable:true,
configurable:true
}
});
o.p1 // 123
o.p2 // "abc"
o.p3 // "123abc"
上面代码中的p3
属性,定义了取值函数get
。这时需要注意的是,一旦定义了取值函数get
(或存值函数set
),就不能将writable
设为true
,或者同时定义value
属性,会报错。
var o = {};
Object.defineProperty(o, 'p', {
value: 123,
get: function() { return 456; }
});
// TypeError: Invalid property.
// A property cannot both have accessors and be writable or have a value,
上面代码同时定义了get
属性和value
属性,结果就报错。
Object.defineProperty()
和Object.defineProperties()
的第三个参数,是一个属性对象。它的writable
、configurable
、enumerable
这三个属性的默认值都为false
。
var obj = {};
Object.defineProperty(obj, 'foo', { configurable: true });
Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'foo')
// {
// value: undefined,
// writable: false,
// enumerable: false,
// configurable: true
// }
上面代码中,定义obj
对象的foo
属性时,只定义了可配置性configurable
为true
。结果,其他元属性都是默认值。
writable
属性为false
,表示对应的属性的值将不得改写。
var o = {};
Object.defineProperty(o, 'p', {
value: "bar"
});
o.p // bar
o.p = 'foobar';
o.p // bar
Object.defineProperty(o, 'p', {
value: 'foobar',
});
// TypeError: Cannot redefine property: p
上面代码由于writable
属性默认为false
,导致无法对p
属性重新赋值,但是不会报错(严格模式下会报错)。不过,如果再一次使用Object.defineProperty
方法对value
属性赋值,就会报错。
configurable
属性为false
,将无法删除该属性,也无法修改attributes
对象(value
属性除外)。
var o = {};
Object.defineProperty(o, 'p', {
value: 'bar',
});
delete o.p
o.p // "bar"
上面代码中,由于configurable
属性默认为false
,导致无法删除某个属性。
enumerable
属性为false
,表示对应的属性不会出现在for...in
循环和Object.keys
方法中。
var o = {
p1: 10,
p2: 13,
};
Object.defineProperty(o, 'p3', {
value: 3,
});
for (var i in o) {
console.log(i, o[i]);
}
// p1 10
// p2 13
上面代码中,p3
属性是用Object.defineProperty
方法定义的,由于enumerable
属性默认为false
,所以不出现在for...in
循环中。
元属性
属性描述对象的属性,被称为“元属性”,因为它可以看作是控制属性的属性。
可枚举性(enumerable)
JavaScript的最初版本,in
运算符和基于它的for...in
循环,会遍历对象实例的所有属性,包括继承的属性。
var obj = {};
'toString' in obj // true
上面代码中,toString
不是obj
对象自身的属性,但是in
运算符也返回true
,导致被for...in
循环遍历,这显然不太合理。后来就引入了“可枚举性”这个概念,只有可枚举的属性,才会被for...in
循环遍历,同时还规定原生继承的属性都是不可枚举的,这样就保证了for...in
循环的可用性。
可枚举性(enumerable)用来控制所描述的属性,是否将被包括在for...in
循环之中。具体来说,如果一个属性的enumerable
为false
,下面三个操作不会取到该属性。
-
for..in
循环 -
Object.keys
方法 -
JSON.stringify
方法
因此,enumerable
可以用来设置“秘密”属性。
var o = {a: 1, b: 2};
o.c = 3;
Object.defineProperty(o, 'd', {
value: 4,
enumerable: false
});
o.d // 4
for (var key in o) {
console.log(o[key]);
}
// 1
// 2
// 3
Object.keys(o) // ["a", "b", "c"]
JSON.stringify(o) // "{a:1, b:2, c:3}"
上面代码中,d
属性的enumerable
为false
,所以一般的遍历操作都无法获取该属性,使得它有点像“秘密”属性,但不是真正的私有属性,还是可以直接获取它的值。
基本上,JavaScript原生提供的属性都是不可枚举的,用户自定义的属性都是可枚举的。
与枚举性相关的几个操作的区别的是,for...in
循环包括继承自原型对象的属性,Object.keys
方法只返回对象本身的属性。如果需要获取对象自身的所有属性,不管是否可枚举,可以使用Object.getOwnPropertyNames
方法,详见下文。
考虑到JSON.stringify
方法会排除enumerable
为false
的值,有时可以利用这一点,为对象添加注释信息。
var car = {
id: 123,
color: 'red',
ownerId: 12
};
var owner = {
id: 12,
name: 'Jack'
};
Object.defineProperty(car, 'ownerInfo', {
value: owner,
enumerable: false
});
car.ownerInfo
// {id: 12, name: "Jack"}
JSON.stringify(car)
// "{"id": 123,"color": "red","ownerId": 12}"
上面代码中,owner
对象作为注释部分,加入car
对象。由于ownerInfo
属性不可枚举,所以JSON.stringify
方法最后输出car
对象时,会忽略ownerInfo
属性。
这提示我们,如果你不愿意某些属性出现在JSON输出之中,可以把它的enumerable
属性设为false
。
可配置性(configurable)
可配置性(configurable)决定了是否可以修改属性描述对象。也就是说,当configurable
为false
的时候,value、writable、enumerable和configurable都不能被修改了。
var o = Object.defineProperty({}, 'p', {
value: 1,
writable: false,
enumerable: false,
configurable: false
});
Object.defineProperty(o,'p', {value: 2})
// TypeError: Cannot redefine property: p
Object.defineProperty(o,'p', {writable: true})
// TypeError: Cannot redefine property: p
Object.defineProperty(o,'p', {enumerable: true})
// TypeError: Cannot redefine property: p
Object.defineProperties(o,'p',{configurable: true})
// TypeError: Cannot redefine property: p
上面代码首先定义对象o
,并且定义o
的属性p
的configurable
为false
。然后,逐一改动value
、writable
、enumerable
、configurable
,结果都报错。
需要注意的是,writable
只有在从false
改为true
会报错,从true
改为false
则是允许的。
var o = Object.defineProperty({}, 'p', {
writable: true,
configurable: false
});
Object.defineProperty(o,'p', {writable: false})
// 修改成功
至于value
,只要writable
和configurable
有一个为true
,就允许改动。
var o1 = Object.defineProperty({}, 'p', {
value: 1,
writable: true,
configurable: false
});
Object.defineProperty(o1,'p', {value: 2})
// 修改成功
var o2 = Object.defineProperty({}, 'p', {
value: 1,
writable: false,
configurable: true
});
Object.defineProperty(o2,'p', {value: 2})
// 修改成功
另外,configurable
为false
时,直接对该属性赋值,不报错,但不会成功。
var o = Object.defineProperty({}, 'p', {
value: 1,
configurable: false
});
o.p = 2;
o.p // 1
上面代码中,o
对象的p
属性是不可配置的,对它赋值是不会生效的。
可配置性决定了一个变量是否可以被删除(delete)。
var o = Object.defineProperties({}, {
p1: { value: 1, configurable: true },
p2: { value: 2, configurable: false }
});
delete o.p1 // true
delete o.p2 // false
o.p1 // undefined
o.p2 // 2
上面代码中的对象o
有两个属性,p1
是可配置的,p2
是不可配置的。结果,p2
就无法删除。
需要注意的是,当使用var
命令声明变量时,变量的configurable
为false
。
var a1 = 1;
Object.getOwnPropertyDescriptor(this,'a1')
// Object {
// value: 1,
// writable: true,
// enumerable: true,
// configurable: false
// }
而不使用var
命令声明变量时(或者使用属性赋值的方式声明变量),变量的可配置性为true
。
a2 = 1;
Object.getOwnPropertyDescriptor(this,'a2')
// Object {
// value: 1,
// writable: true,
// enumerable: true,
// configurable: true
// }
// 或者写成
window.a3 = 1;
Object.getOwnPropertyDescriptor(window, 'a3')
// Object {
// value: 1,
// writable: true,
// enumerable: true,
// configurable: true
// }
上面代码中的this.a3 = 1
与a3 = 1
是等价的写法。window
指的是浏览器的顶层对象。
这种差异意味着,如果一个变量是使用var
命令生成的,就无法用delete
命令删除。也就是说,delete
只能删除对象的属性。
var a1 = 1;
a2 = 1;
delete a1 // false
delete a2 // true
a1 // 1
a2 // ReferenceError: a2 is not defined
可写性(writable)
可写性(writable)决定了属性的值(value)是否可以被改变。
var o = {};
Object.defineProperty(o, 'a', {
value: 37,
writable: false
});
o.a // 37
o.a = 25;
o.a // 37
上面代码将o
对象的a
属性可写性设为false
,然后改变这个属性的值,就不会有任何效果。
注意,正常模式下,对可写性为false
的属性赋值不会报错,只会默默失败。但是,严格模式下会报错,即使是对a
属性重新赋予一个同样的值。
关于可写性,还有一种特殊情况。就是如果原型对象的某个属性的可写性为false
,那么派生对象将无法自定义这个属性。
var proto = Object.defineProperty({}, 'foo', {
value: 'a',
writable: false
});
var o = Object.create(proto);
o.foo = 'b';
o.foo // 'a'
上面代码中,对象proto
的foo
属性不可写,结果proto
的派生对象o
,也不可以再自定义这个属性了。在严格模式下,这样做还会抛出一个错误。但是,有一个规避方法,就是通过覆盖属性描述对象,绕过这个限制,原因是这种情况下,原型链会被完全忽视。
Object.defineProperty(o, 'foo', {
value: 'b'
});
o.foo // 'b'
Object.getOwnPropertyNames()
Object.getOwnPropertyNames
方法返回直接定义在某个对象上面的全部属性的名称,而不管该属性是否可枚举。
var o = Object.defineProperties({}, {
p1: { value: 1, enumerable: true },
p2: { value: 2, enumerable: false }
});
Object.getOwnPropertyNames(o)
// ["p1", "p2"]
一般来说,系统原生的属性(即非用户自定义的属性)都是不可枚举的。
// 比如,数组实例自带length属性是不可枚举的
Object.keys([]) // []
Object.getOwnPropertyNames([]) // [ 'length' ]
// Object.prototype对象的自带属性也都是不可枚举的
Object.keys(Object.prototype) // []
Object.getOwnPropertyNames(Object.prototype)
// ['hasOwnProperty',
// 'valueOf',
// 'constructor',
// 'toLocaleString',
// 'isPrototypeOf',
// 'propertyIsEnumerable',
// 'toString']
上面代码可以看到,数组的实例对象([]
)没有可枚举属性,不可枚举属性有length;Object.prototype对象也没有可枚举属性,但是有不少不可枚举属性。
Object.prototype.propertyIsEnumerable()
对象实例的propertyIsEnumerable
方法用来判断一个属性是否可枚举。
var o = {};
o.p = 123;
o.propertyIsEnumerable('p') // true
o.propertyIsEnumerable('toString') // false
上面代码中,用户自定义的p
属性是可枚举的,而继承自原型对象的toString
属性是不可枚举的。
存取器(accessor)
除了直接定义以外,属性还可以用存取器(accessor)定义。其中,存值函数称为setter
,使用set
命令;取值函数称为getter
,使用get
命令。
存取器提供的是虚拟属性,即该属性的值不是实际存在的,而是每次读取时计算生成的。利用这个功能,可以实现许多高级特性,比如每个属性禁止赋值。
var o = {
get p() {
return 'getter';
},
set p(value) {
console.log('setter: ' + value);
}
};
上面代码中,o
对象内部的get
和set
命令,分别定义了p
属性的取值函数和存值函数。定义了这两个函数之后,对p
属性取值时,取值函数会自动调用;对p
属性赋值时,存值函数会自动调用。
o.p // "getter"
o.p = 123 // "setter: 123"
注意,取值函数Getter不能接受参数,存值函数Setter只能接受一个参数(即属性的值)。另外,对象也不能有与取值函数同名的属性。比如,上面的对象o
设置了取值函数p
以后,就不能再另外定义一个p
属性。
存取器往往用于,属性的值需要依赖对象内部数据的场合。
var o ={
$n : 5,
get next() { return this.$n++ },
set next(n) {
if (n >= this.$n) this.$n = n;
else throw '新的值必须大于当前值';
}
};
o.next // 5
o.next = 10;
o.next // 10
上面代码中,next
属性的存值函数和取值函数,都依赖于对内部属性$n
的操作。
存取器也可以通过Object.defineProperty
定义。
var d = new Date();
Object.defineProperty(d, 'month', {
get: function () {
return d.getMonth();
},
set: function (v) {
d.setMonth(v);
}
});
上面代码为Date
的实例对象d
,定义了一个可读写的month
属性。
存取器也可以使用Object.create
方法定义。
var o = Object.create(Object.prototype, {
foo: {
get: function () {
return 'getter';
},
set: function (value) {
console.log('setter: '+value);
}
}
});
如果使用上面这种写法,属性foo
必须定义一个属性描述对象。该对象的get
和set
属性,分别是foo
的取值函数和存值函数。
利用存取器,可以实现数据对象与DOM对象的双向绑定。
Object.defineProperty(user, 'name', {
get: function () {
return document.getElementById('foo').value;
},
set: function (newValue) {
document.getElementById('foo').value = newValue;
},
configurable: true
});
上面代码使用存取函数,将DOM对象foo
与数据对象user
的name
属性,实现了绑定。两者之中只要有一个对象发生变化,就能在另一个对象上实时反映出来。
对象的拷贝
有时,我们需要将一个对象的所有属性,拷贝到另一个对象。ES5没有提供这个方法,必须自己实现。
var extend = function (to, from) {
for (var property in from) {
to[property] = from[property];
}
return to;
}
extend({}, {
a: 1
})
// {a: 1}
上面这个方法的问题在于,如果遇到存取器定义的属性,会只拷贝值。
extend({}, {
get a() { return 1 }
})
// {a: 1}
为了解决这个问题,我们可以通过Object.defineProperty
方法来拷贝属性。
var extend = function (to, from) {
for (var property in from) {
Object.defineProperty(
to,
property,
Object.getOwnPropertyDescriptor(from, property)
);
}
return to;
}
extend({}, { get a(){ return 1 } })
// { get a(){ return 1 } })
这段代码还是有问题,拷贝某些属性时会失效。
extend(document.body.style, {
backgroundColor: "red"
});
上面代码的目的是,设置document.body.style.backgroundColor
属性为red
,但是实际上网页的背景色并不会变红。但是,如果用第一种简单拷贝的方法,反而能够达到目的。这提示我们,可以把两种方法结合起来,对于简单属性,就直接拷贝,对于那些通过属性描述对象设置的属性,则使用Object.defineProperty
方法拷贝。
var extend = function (to, from) {
for (var property in from) {
var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(from, property);
if (descriptor && ( !descriptor.writable
|| !descriptor.configurable
|| !descriptor.enumerable
|| descriptor.get
|| descriptor.set)) {
Object.defineProperty(to, property, descriptor);
} else {
to[property] = from[property];
}
}
}
上面的这段代码,可以很好地拷贝对象所有可遍历(enumerable)的属性。
控制对象状态
JavaScript提供了三种方法,精确控制一个对象的读写状态,防止对象被改变。最弱一层的保护是Object.preventExtensions
,其次是Object.seal
,最强的Object.freeze
。
Object.preventExtensions()
Object.preventExtensions
方法可以使得一个对象无法再添加新的属性。
var o = new Object();
Object.preventExtensions(o);
Object.defineProperty(o, 'p', {
value: 'hello'
});
// TypeError: Cannot define property:p, object is not extensible.
o.p = 1;
o.p // undefined
如果是在严格模式下,则会抛出一个错误。
(function () {
'use strict';
o.p = '1'
}());
// TypeError: Can't add property bar, object is not extensible
不过,对于使用了preventExtensions
方法的对象,可以用delete
命令删除它的现有属性。
var o = new Object();
o.p = 1;
Object.preventExtensions(o);
delete o.p;
o.p // undefined
Object.isExtensible()
Object.isExtensible
方法用于检查一个对象是否使用了Object.preventExtensions
方法。也就是说,检查是否可以为一个对象添加属性。
var o = new Object();
Object.isExtensible(o) // true
Object.preventExtensions(o);
Object.isExtensible(o) // false
上面代码新生成了一个o对象,对该对象使用Object.isExtensible
方法,返回true
,表示可以添加新属性。对该对象使用Object.preventExtensions
方法以后,再使用Object.isExtensible
方法,返回false
,表示已经不能添加新属性了。
Object.seal()
Object.seal
方法使得一个对象既无法添加新属性,也无法删除旧属性。
var o = {
p: 'hello'
};
Object.seal(o);
delete o.p;
o.p // "hello"
o.x = 'world';
o.x // undefined
上面代码中,一个对象执行Object.seal
方法以后,就无法添加新属性和删除旧属性了。
Object.seal
实质是把属性描述对象的configurable
属性设为false
,因此属性描述对象不再能改变了。
var o = {
p: 'a'
};
// seal方法之前
Object.getOwnPropertyDescriptor(o, 'p')
// Object {
// value: "a",
// writable: true,
// enumerable: true,
// configurable: true
// }
Object.seal(o);
// seal方法之后
Object.getOwnPropertyDescriptor(o, 'p')
// Object {
// value: "a",
// writable: true,
// enumerable: true,
// configurable: false
// }
Object.defineProperty(o, 'p', {
enumerable: false
})
// TypeError: Cannot redefine property: p
上面代码中,使用Object.seal
方法之后,属性描述对象的configurable
属性就变成了false
,然后改变enumerable
属性就会报错。
可写性(writable)有点特别。如果writable
为false
,使用Object.seal
方法以后,将无法将其变成true
;但是,如果writable
为true
,依然可以将其变成false
。
var o1 = Object.defineProperty({}, 'p', {
writable: false
});
Object.seal(o1);
Object.defineProperty(o1, 'p', {
writable:true
})
// Uncaught TypeError: Cannot redefine property: p
var o2 = Object.defineProperty({}, 'p', {
writable: true
});
Object.seal(o2);
Object.defineProperty(o2, 'p', {
writable:false
});
Object.getOwnPropertyDescriptor(o2, 'p')
// {
// value: '',
// writable: false,
// enumerable: true,
// configurable: false
// }
上面代码中,同样是使用了Object.seal
方法,如果writable
原为false
,改变这个设置将报错;如果原为true
,则不会有问题。
至于属性对象的value
是否可改变,是由writable
决定的。
var o = { p: 'a' };
Object.seal(o);
o.p = 'b';
o.p // 'b'
上面代码中,Object.seal
方法对p
属性的value
无效,是因为此时p
属性的writable
为true
。
Object.isSealed()
Object.isSealed
方法用于检查一个对象是否使用了Object.seal
方法。
var o = { p: 'a' };
Object.seal(o);
Object.isSealed(o) // true
这时,Object.isExtensible
方法也返回false
。
var o = { p: 'a' };
Object.seal(o);
Object.isExtensible(o) // false
Object.freeze()
Object.freeze
方法可以使得一个对象无法添加新属性、无法删除旧属性、也无法改变属性的值,使得这个对象实际上变成了常量。
var o = {
p: 'hello'
};
Object.freeze(o);
o.p = 'world';
o.p // hello
o.t = 'hello';
o.t // undefined
上面代码中,对现有属性重新赋值(o.p = 'world'
)或者添加一个新属性,并不会报错,只是默默地失败。但是,如果是在严格模式下,就会报错。
var o = {
p: 'hello'
};
Object.freeze(o);
// 对现有属性重新赋值
(function () {
'use strict';
o.p = 'world';
}())
// TypeError: Cannot assign to read only property 'p' of #
Object.isFrozen()
Object.isFrozen
方法用于检查一个对象是否使用了Object.freeze()
方法。
var obj = {
p: 'hello'
};
Object.freeze(obj);
Object.isFrozen(obj) // true
前面说过,如果一个对象被冻结,再对它的属性赋值,在严格模式下会报错。Object.isFrozen
方法可以防止发生这样的错误。
var obj = {
p: 'hello'
};
Object.freeze(obj);
if (!Object.isFrozen(obj)) {
obj.p = 'world';
}
上面代码中,确认obj
没有被冻结后,再对它的属性赋值,就不会报错了。
局限性
上面的方法锁定对象的可写性有一个漏洞,依然可以通过改变原型对象,来为对象增加属性。
var obj = new Object();
Object.preventExtensions(obj);
var proto = Object.getPrototypeOf(obj);
proto.t = 'hello';
obj.t
// hello
一种解决方案是,把原型也冻结住。
var obj = Object.seal(
Object.create(
Object.freeze({x: 1}),
{
y: {
value: 2,
writable: true
}
}
)
);
Object.getPrototypeOf(obj).hello = "hello";
obj.hello // undefined
另外一个局限是,如果属性值是对象,上面这些方法只能冻结属性指向的对象,而不能冻结对象本身的内容。
var obj = {
foo: 1,
bar: ['a', 'b']
};
Object.freeze(obj);
obj.bar.push('c');
obj.bar // ["a", "b", "c"]
上面代码中,obj.bar
属性指向一个数组,obj
对象被冻结以后,这个指向无法改变,即无法指向其他值,但是所指向的数组是可以改变的。