ES6 系列之私有變量的實現

前言

在閱讀 《ECMAScript 6 入門》的時候，零散的看到有私有變量的實現，所以在此總結一篇。

1. 約定

實現

class Example { constructor() { this._private = 'private'; } getName() { return this._private } } var ex = new Example(); console.log(ex.getName()); // private console.log(ex._private); // private

優點

1. 寫法簡單
2. 調試方便
3. 兼容性好

缺點

1. 外部可以訪問和修改
2. 語言沒有配合的機制，如 for in 語句會將所有屬性枚舉出來
3. 命名沖突

2. 閉包

實現一

/** * 實現一 */ class Example { constructor() { var _private = ''; _private = 'private'; this.getName = function() {return _private} } } var ex = new Example(); console.log(ex.getName()); // private console.log(ex._private); // undefined

優點

1. 無命名沖突
2. 外部無法訪問和修改

缺點

1. constructor 的邏輯變得復雜。構造函數應該只做對象初始化的事情，現在為了實現私有變量，必須包含部分方法的實現，代碼組織上略不清晰。
2. 方法存在於實例，而非原型上，子類也無法使用 super 調用
3. 構建增加一點點開銷

實現二

/** * 實現二 */ const Example = (function() { var _private = ''; class Example { constructor() { _private = 'private'; } getName() { return _private; } } return Example; })(); var ex = new Example(); console.log(ex.getName()); // private console.log(ex._private); // undefined

優點

1. 無命名沖突
2. 外部無法訪問和修改

缺點

1. 寫法有一點復雜
2. 構建增加一點點開銷

3. Symbol

實現

const Example = (function() { var _private = Symbol('private'); class Example { constructor() { this[_private] = 'private'; } getName() { return this[_private]; } } return Example; })(); var ex = new Example(); console.log(ex.getName()); // private console.log(ex.name); // undefined

優點

1. 無命名沖突
2. 外部無法訪問和修改
3. 無性能損失

缺點

1. 寫法稍微復雜
2. 兼容性也還好

4. WeakMap

實現

/** * 實現一 */ const _private = new WeakMap(); class Example { constructor() { _private.set(this, 'private'); } getName() { return _private.get(this); } } var ex = new Example(); console.log(ex.getName()); // private console.log(ex.name); // undefined

如果這樣寫，你可能覺得封裝性不夠，你也可以這樣寫：

/** * 實現二 */ const Example = (function() { var _private = new WeakMap(); // 私有成員存儲容器 class Example { constructor() { _private.set(this, 'private'); } getName() { return _private.get(this); } } return Example; })(); var ex = new Example(); console.log(ex.getName()); // private console.log(ex.name); // undefined

優點

1. 無命名沖突
2. 外部無法訪問和修改

缺點

1. 寫法比較麻煩
2. 兼容性有點問題
3. 有一定性能代價

5. 最新提案

class Point { #x; #y; constructor(x, y) { this.#x = x; this.#y = y; } equals(point) { return this.#x === point.#x && this.#y === point.#y; } }

那么為什么不直接使用 private 字段呢？比如說這樣：

class Foo { private value; equals(foo) { return this.value === foo.value; } }

簡單點來說，就是嫌麻煩，當然也有性能上的考慮……

舉個例子，如果我們不使用 #，而是使用 private 關鍵字：

class Foo { private value = '1'; equals(foo) { return this.value === foo.value; } } var foo1 = new Foo(); var foo2 = new Foo(); console.log(foo1.equals(foo2));

在這里我們新建了兩個實例，然后將 foo2 作為參數傳入了 foo1 的實例方法中。

那么我們可以獲取 foo2.value 的值嗎？如果我們直接 foo2.value 肯定是獲取不到值的，畢竟是私有變量，可是 equals 是 Foo 的一個類方法，那么可以獲取到的嗎？

答案是可以的。

其實這點在其他語言，比如說 Java 和 C++ 中也是一樣的，類的成員函數中可以訪問同類型實例的私有變量，這是因為私有是為了實現“對外”的信息隱藏，在類自己內部，沒有必要禁止私有變量的訪問，你也可以理解為私有變量的限制是以類為單位，而不是以對象為單位，此外這樣做也可以為使用者帶來便利。

既然獲取值是可以的，那么打印的結果應該為 true，但是如果我們傳入的值不是 Foo 的實例，而是一個其他對象呢？

var foo1 = new Foo(); console.log(foo1.equals({ value: 2 }));

當然這里代碼也是可以正常運行的，但是對於編譯器來說，就有一點麻煩了，因為編譯器不知道 value 到底是 foo 的正常屬性還是私有屬性，所以編譯器需要做判斷，先判斷 foo 是不是 Foo 的實例，然后再接着獲取值。

這也意味着每次屬性訪問都需要做這樣一個判斷，而引擎已經圍繞屬性訪問做了高度優化，懶得改，而且還降低速度。

不過除了這個工作之外，還會有一些其他的內容需要考慮，比如說：

1. 你必須將私有的 key 編碼進每個詞法環境
2. for in 可以遍歷這些屬性嗎？
3. 私有屬性和正常屬性同名的時候，誰會屏蔽誰？
4. 怎么防止私有屬性的名稱不被探測出來。

關於使用 # 而不使用 private 更多的討論可以參考這個 Issue。

當然這些問題都可以被解決啦，就是麻煩了點。

而如果你選擇 #，實現的方式將跟 JavaScript 對象屬性完全沒有關系，將會使用 private slots 的方式以及使用一個新的 slot 查找語法，總之就是會比 private 的實現方式簡單很多。

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