JavaScript 屬性描述對象

2023-03-20 15:55 更新
概述

JavaScript 提供了一個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來描述對象的屬性，控制它的行為，比如該屬性是否可寫、可遍歷等等。這個內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為“屬性描述對象”（attributes object）。每個屬性都有自己對應的屬性描述對象，保存該屬性的一些元信息。

下面是屬性描述對象的一個例子。

{
  value: 123,
  writable: false,
  enumerable: true,
  configurable: false,
  get: undefined,
  set: undefined
}

屬性描述對象提供6個元屬性。

（1）value

value是該屬性的屬性值，默認為undefined。

（2）writable

writable是一個布爾值，表示屬性值（value）是否可改變（即是否可寫），默認為true。

（3）enumerable

enumerable是一個布爾值，表示該屬性是否可遍歷，默認為true。如果設(shè)為false，會使得某些操作（比如for...in循環(huán)、Object.keys()）跳過該屬性。

（4）configurable

configurable是一個布爾值，表示屬性的可配置性，默認為true。如果設(shè)為false，將阻止某些操作改寫屬性描述對象，比如無法刪除該屬性，也不得改變各種元屬性（value屬性除外）。也就是說，configurable屬性控制了屬性描述對象的可寫性。

（5）get

get是一個函數(shù)，表示該屬性的取值函數(shù)（getter），默認為undefined。

（6）set

set是一個函數(shù)，表示該屬性的存值函數(shù)（setter），默認為undefined。

Object.getOwnPropertyDescriptor()

Object.getOwnPropertyDescriptor()方法可以獲取屬性描述對象。它的第一個參數(shù)是目標對象，第二個參數(shù)是一個字符串，對應目標對象的某個屬性名。

var obj = { p: 'a' };

Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'p')
// Object { value: "a",
//   writable: true,
//   enumerable: true,
//   configurable: true
// }

上面代碼中，Object.getOwnPropertyDescriptor()方法獲取obj.p的屬性描述對象。

注意，Object.getOwnPropertyDescriptor()方法只能用于對象自身的屬性，不能用于繼承的屬性。

var obj = { p: 'a' };

Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'toString')
// undefined

上面代碼中，toString是obj對象繼承的屬性，Object.getOwnPropertyDescriptor()無法獲取。

Object.getOwnPropertyNames()

Object.getOwnPropertyNames方法返回一個數(shù)組，成員是參數(shù)對象自身的全部屬性的屬性名，不管該屬性是否可遍歷。

var obj = Object.defineProperties({}, {
  p1: { value: 1, enumerable: true },
  p2: { value: 2, enumerable: false }
});

Object.getOwnPropertyNames(obj)
// ["p1", "p2"]

上面代碼中，obj.p1是可遍歷的，obj.p2是不可遍歷的。Object.getOwnPropertyNames會將它們都返回。

這跟Object.keys的行為不同，Object.keys只返回對象自身的可遍歷屬性的全部屬性名。

Object.keys([]) // []
Object.getOwnPropertyNames([]) // [ 'length' ]

Object.keys(Object.prototype) // []
Object.getOwnPropertyNames(Object.prototype)
// ['hasOwnProperty',
//  'valueOf',
//  'constructor',
//  'toLocaleString',
//  'isPrototypeOf',
//  'propertyIsEnumerable',
//  'toString']

上面代碼中，數(shù)組自身的length屬性是不可遍歷的，Object.keys不會返回該屬性。第二個例子的Object.prototype也是一個對象，所有實例對象都會繼承它，它自身的屬性都是不可遍歷的。

Object.defineProperty()，Object.defineProperties()

Object.defineProperty()方法允許通過屬性描述對象，定義或修改一個屬性，然后返回修改后的對象，它的用法如下。

Object.defineProperty(object, propertyName, attributesObject)

Object.defineProperty方法接受三個參數(shù)，依次如下。

  • object：屬性所在的對象
  • propertyName：字符串，表示屬性名
  • attributesObject：屬性描述對象

舉例來說，定義obj.p可以寫成下面這樣。

var obj = Object.defineProperty({}, 'p', {
  value: 123,
  writable: false,
  enumerable: true,
  configurable: false
});

obj.p // 123

obj.p = 246;
obj.p // 123

上面代碼中，Object.defineProperty()方法定義了obj.p屬性。由于屬性描述對象的writable屬性為false，所以obj.p屬性不可寫。注意，這里的Object.defineProperty方法的第一個參數(shù)是{}（一個新建的空對象），p屬性直接定義在這個空對象上面，然后返回這個對象，這是Object.defineProperty()的常見用法。

如果屬性已經(jīng)存在，Object.defineProperty()方法相當于更新該屬性的屬性描述對象。

如果一次性定義或修改多個屬性，可以使用Object.defineProperties()方法。

var obj = Object.defineProperties({}, {
  p1: { value: 123, enumerable: true },
  p2: { value: 'abc', enumerable: true },
  p3: { get: function () { return this.p1 + this.p2 },
    enumerable:true,
    configurable:true
  }
});

obj.p1 // 123
obj.p2 // "abc"
obj.p3 // "123abc"

上面代碼中，Object.defineProperties()同時定義了obj對象的三個屬性。其中，p3屬性定義了取值函數(shù)get，即每次讀取該屬性，都會調(diào)用這個取值函數(shù)。

注意，一旦定義了取值函數(shù)get（或存值函數(shù)set），就不能將writable屬性設(shè)為true，或者同時定義value屬性，否則會報錯。

var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'p', {
  value: 123,
  get: function() { return 456; }
});
// TypeError: Invalid property.
// A property cannot both have accessors and be writable or have a value

Object.defineProperty(obj, 'p', {
  writable: true,
  get: function() { return 456; }
});
// TypeError: Invalid property descriptor.
// Cannot both specify accessors and a value or writable attribute

上面代碼中，同時定義了get屬性和value屬性，以及將writable屬性設(shè)為true，就會報錯。

Object.defineProperty()和Object.defineProperties()參數(shù)里面的屬性描述對象，writable、configurable、enumerable這三個屬性的默認值都為false。

var obj = {};
Object.defineProperty(obj, 'foo', {});
Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'foo')
// {
//   value: undefined,
//   writable: false,
//   enumerable: false,
//   configurable: false
// }

上面代碼中，定義obj.foo時用了一個空的屬性描述對象，就可以看到各個元屬性的默認值。

Object.prototype.propertyIsEnumerable()

實例對象的propertyIsEnumerable()方法返回一個布爾值，用來判斷某個屬性是否可遍歷。注意，這個方法只能用于判斷對象自身的屬性，對于繼承的屬性一律返回false。

var obj = {};
obj.p = 123;

obj.propertyIsEnumerable('p') // true
obj.propertyIsEnumerable('toString') // false

上面代碼中，obj.p是可遍歷的，而obj.toString是繼承的屬性。

元屬性

屬性描述對象的各個屬性稱為“元屬性”，因為它們可以看作是控制屬性的屬性。

value

value屬性是目標屬性的值。

var obj = {};
obj.p = 123;

Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'p').value
// 123

Object.defineProperty(obj, 'p', { value: 246 });
obj.p // 246

上面代碼是通過value屬性，讀取或改寫obj.p的例子。

writable

writable屬性是一個布爾值，決定了目標屬性的值（value）是否可以被改變。

var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
  value: 37,
  writable: false
});

obj.a // 37
obj.a = 25;
obj.a // 37

上面代碼中，obj.a的writable屬性是false。然后，改變obj.a的值，不會有任何效果。

注意，正常模式下，對writable為false的屬性賦值不會報錯，只會默默失敗。但是，嚴格模式下會報錯，即使對a屬性重新賦予一個同樣的值。

'use strict';
var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
  value: 37,
  writable: false
});

obj.a = 37;
// Uncaught TypeError: Cannot assign to read only property 'a' of object

上面代碼是嚴格模式，對obj.a任何賦值行為都會報錯。

如果原型對象的某個屬性的writable為false，那么子對象將無法自定義這個屬性。

var proto = Object.defineProperty({}, 'foo', {
  value: 'a',
  writable: false
});

var obj = Object.create(proto);

obj.foo = 'b';
obj.foo // 'a'

上面代碼中，proto是原型對象，它的foo屬性不可寫。obj對象繼承proto，也不可以再自定義這個屬性了。如果是嚴格模式，這樣做還會拋出一個錯誤。

但是，有一個規(guī)避方法，就是通過覆蓋屬性描述對象，繞過這個限制。原因是這種情況下，原型鏈會被完全忽視。

var proto = Object.defineProperty({}, 'foo', {
  value: 'a',
  writable: false
});

var obj = Object.create(proto);
Object.defineProperty(obj, 'foo', {
  value: 'b'
});

obj.foo // "b"

enumerable

enumerable（可遍歷性）返回一個布爾值，表示目標屬性是否可遍歷。

JavaScript 的早期版本，for...in循環(huán)是基于in運算符的。我們知道，in運算符不管某個屬性是對象自身的還是繼承的，都會返回true。

var obj = {};
'toString' in obj // true

上面代碼中，toString不是obj對象自身的屬性，但是in運算符也返回true，這導致了toString屬性也會被for...in循環(huán)遍歷。

這顯然不太合理，后來就引入了“可遍歷性”這個概念。只有可遍歷的屬性，才會被for...in循環(huán)遍歷，同時還規(guī)定toString這一類實例對象繼承的原生屬性，都是不可遍歷的，這樣就保證了for...in循環(huán)的可用性。

具體來說，如果一個屬性的enumerable為false，下面三個操作不會取到該屬性。

  • for..in循環(huán)
  • Object.keys方法
  • JSON.stringify方法

因此，enumerable可以用來設(shè)置“秘密”屬性。

var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'x', {
  value: 123,
  enumerable: false
});

obj.x // 123

for (var key in obj) {
  console.log(key);
}
// undefined

Object.keys(obj)  // []
JSON.stringify(obj) // "{}"

上面代碼中，obj.x屬性的enumerable為false，所以一般的遍歷操作都無法獲取該屬性，使得它有點像“秘密”屬性，但不是真正的私有屬性，還是可以直接獲取它的值。

注意，for...in循環(huán)包括繼承的屬性，Object.keys方法不包括繼承的屬性。如果需要獲取對象自身的所有屬性，不管是否可遍歷，可以使用Object.getOwnPropertyNames方法。

另外，JSON.stringify方法會排除enumerable為false的屬性，有時可以利用這一點。如果對象的 JSON 格式輸出要排除某些屬性，就可以把這些屬性的enumerable設(shè)為false。

configurable

configurable(可配置性）返回一個布爾值，決定了是否可以修改屬性描述對象。也就是說，configurable為false時，writable、enumerable和configurable都不能被修改了。

var obj = Object.defineProperty({}, 'p', {
  value: 1,
  writable: false,
  enumerable: false,
  configurable: false
});

Object.defineProperty(obj, 'p', {writable: true})
// TypeError: Cannot redefine property: p

Object.defineProperty(obj, 'p', {enumerable: true})
// TypeError: Cannot redefine property: p

Object.defineProperty(obj, 'p', {configurable: true})
// TypeError: Cannot redefine property: p

Object.defineProperty(obj, 'p', {value: 2})
// TypeError: Cannot redefine property: p

上面代碼中，obj.p的configurable屬性為false。然后，改動writable、enumerable、configurable，結(jié)果都報錯。

注意，writable屬性只有在false改為true時會報錯，true改為false是允許的。

var obj = Object.defineProperty({}, 'p', {
  writable: true,
  configurable: false
});

Object.defineProperty(obj, 'p', {writable: false})
// 修改成功

value屬性的情況比較特殊。只要writable和configurable有一個為true，就允許改動value。

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，writable為false時，直接對目標屬性賦值，不報錯，但不會成功。

var obj = Object.defineProperty({}, 'p', {
  value: 1,
  writable: false,
  configurable: false
});

obj.p = 2;
obj.p // 1

上面代碼中，obj.p的writable為false，對obj.p直接賦值不會生效。如果是嚴格模式，還會報錯。

可配置性決定了目標屬性是否可以被刪除（delete）。

var obj = Object.defineProperties({}, {
  p1: { value: 1, configurable: true },
  p2: { value: 2, configurable: false }
});

delete obj.p1 // true
delete obj.p2 // false

obj.p1 // undefined
obj.p2 // 2

上面代碼中，obj.p1的configurable是true，所以可以被刪除，obj.p2就無法刪除。

存取器

除了直接定義以外，屬性還可以用存取器（accessor）定義。其中，存值函數(shù)稱為setter，使用屬性描述對象的set屬性；取值函數(shù)稱為getter，使用屬性描述對象的get屬性。

一旦對目標屬性定義了存取器，那么存取的時候，都將執(zhí)行對應的函數(shù)。利用這個功能，可以實現(xiàn)許多高級特性，比如定制屬性的讀取和賦值行為。

var obj = Object.defineProperty({}, 'p', {
  get: function () {
    return 'getter';
  },
  set: function (value) {
    console.log('setter: ' + value);
  }
});

obj.p // "getter"
obj.p = 123 // "setter: 123"

上面代碼中，obj.p定義了get和set屬性。obj.p取值時，就會調(diào)用get；賦值時，就會調(diào)用set。

JavaScript 還提供了存取器的另一種寫法。

// 寫法二
var obj = {
  get p() {
    return 'getter';
  },
  set p(value) {
    console.log('setter: ' + value);
  }
};

上面兩種寫法，雖然屬性p的讀取和賦值行為是一樣的，但是有一些細微的區(qū)別。第一種寫法，屬性p的configurable和enumerable都為false，從而導致屬性p是不可遍歷的；第二種寫法，屬性p的configurable和enumerable都為true，因此屬性p是可遍歷的。實際開發(fā)中，寫法二更常用。

注意，取值函數(shù)get不能接受參數(shù)，存值函數(shù)set只能接受一個參數(shù)（即屬性的值）。

存取器往往用于，屬性的值依賴對象內(nèi)部數(shù)據(jù)的場合。

var obj ={
  $n : 5,
  get next() { return this.$n++ },
  set next(n) {
    if (n >= this.$n) this.$n = n;
    else throw new Error('新的值必須大于當前值');
  }
};

obj.next // 5

obj.next = 10;
obj.next // 10

obj.next = 5;
// Uncaught Error: 新的值必須大于當前值

上面代碼中，next屬性的存值函數(shù)和取值函數(shù)，都依賴于內(nèi)部屬性$n。

對象的拷貝

有時，我們需要將一個對象的所有屬性，拷貝到另一個對象，可以用下面的方法實現(xiàn)。

var extend = function (to, from) {
  for (var property in from) {
    to[property] = from[property];
  }

  return to;
}

extend({}, {
  a: 1
})
// {a: 1}

上面這個方法的問題在于，如果遇到存取器定義的屬性，會只拷貝值。

extend({}, {
  get a() { return 1 }
})
// {a: 1}

為了解決這個問題，我們可以通過Object.defineProperty方法來拷貝屬性。

var extend = function (to, from) {
  for (var property in from) {
    if (!from.hasOwnProperty(property)) continue;
    Object.defineProperty(
      to,
      property,
      Object.getOwnPropertyDescriptor(from, property)
    );
  }

  return to;
}

extend({}, { get a(){ return 1 } })
// { get a(){ return 1 } })

上面代碼中，hasOwnProperty那一行用來過濾掉繼承的屬性，否則可能會報錯，因為Object.getOwnPropertyDescriptor讀不到繼承屬性的屬性描述對象。

控制對象狀態(tài)

有時需要凍結(jié)對象的讀寫狀態(tài)，防止對象被改變。JavaScript 提供了三種凍結(jié)方法，最弱的一種是Object.preventExtensions，其次是Object.seal，最強的是Object.freeze。

Object.preventExtensions()

Object.preventExtensions方法可以使得一個對象無法再添加新的屬性。

var obj = new Object();
Object.preventExtensions(obj);

Object.defineProperty(obj, 'p', {
  value: 'hello'
});
// TypeError: Cannot define property:p, object is not extensible.

obj.p = 1;
obj.p // undefined

上面代碼中，obj對象經(jīng)過Object.preventExtensions以后，就無法添加新屬性了。

Object.isExtensible()

Object.isExtensible方法用于檢查一個對象是否使用了Object.preventExtensions方法。也就是說，檢查是否可以為一個對象添加屬性。

var obj = new Object();

Object.isExtensible(obj) // true
Object.preventExtensions(obj);
Object.isExtensible(obj) // false

上面代碼中，對obj對象使用Object.preventExtensions方法以后，再使用Object.isExtensible方法，返回false，表示已經(jīng)不能添加新屬性了。

Object.seal()

Object.seal方法使得一個對象既無法添加新屬性，也無法刪除舊屬性。

var obj = { p: 'hello' };
Object.seal(obj);

delete obj.p;
obj.p // "hello"

obj.x = 'world';
obj.x // undefined

上面代碼中，obj對象執(zhí)行Object.seal方法以后，就無法添加新屬性和刪除舊屬性了。

Object.seal實質(zhì)是把屬性描述對象的configurable屬性設(shè)為false，因此屬性描述對象不再能改變了。

var obj = {
  p: 'a'
};

// seal方法之前
Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'p')
// Object {
//   value: "a",
//   writable: true,
//   enumerable: true,
//   configurable: true
// }

Object.seal(obj);

// seal方法之后
Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'p')
// Object {
//   value: "a",
//   writable: true,
//   enumerable: true,
//   configurable: false
// }

Object.defineProperty(obj, 'p', {
  enumerable: false
})
// TypeError: Cannot redefine property: p

上面代碼中，使用Object.seal方法之后，屬性描述對象的configurable屬性就變成了false，然后改變enumerable屬性就會報錯。

Object.seal只是禁止新增或刪除屬性，并不影響修改某個屬性的值。

var obj = { p: 'a' };
Object.seal(obj);
obj.p = 'b';
obj.p // 'b'

上面代碼中，Object.seal方法對p屬性的value無效，是因為此時p屬性的可寫性由writable決定。

Object.isSealed()

Object.isSealed方法用于檢查一個對象是否使用了Object.seal方法。

var obj = { p: 'a' };

Object.seal(obj);
Object.isSealed(obj) // true

這時，Object.isExtensible方法也返回false。

var obj = { p: 'a' };

Object.seal(obj);
Object.isExtensible(obj) // false

Object.freeze()

Object.freeze方法可以使得一個對象無法添加新屬性、無法刪除舊屬性、也無法改變屬性的值，使得這個對象實際上變成了常量。

var obj = {
  p: 'hello'
};

Object.freeze(obj);

obj.p = 'world';
obj.p // "hello"

obj.t = 'hello';
obj.t // undefined

delete obj.p // false
obj.p // "hello"

上面代碼中，對obj對象進行Object.freeze()以后，修改屬性、新增屬性、刪除屬性都無效了。這些操作并不報錯，只是默默地失敗。如果在嚴格模式下，則會報錯。

Object.isFrozen()

Object.isFrozen方法用于檢查一個對象是否使用了Object.freeze方法。

var obj = {
  p: 'hello'
};

Object.freeze(obj);
Object.isFrozen(obj) // true

使用Object.freeze方法以后，Object.isSealed將會返回true，Object.isExtensible返回false。

var obj = {
  p: 'hello'
};

Object.freeze(obj);

Object.isSealed(obj) // true
Object.isExtensible(obj) // false

Object.isFrozen的一個用途是，確認某個對象沒有被凍結(jié)后，再對它的屬性賦值。

var obj = {
  p: 'hello'
};

Object.freeze(obj);

if (!Object.isFrozen(obj)) {
  obj.p = 'world';
}

上面代碼中，確認obj沒有被凍結(jié)后，再對它的屬性賦值，就不會報錯了。

局限性

上面的三個方法鎖定對象的可寫性有一個漏洞：可以通過改變原型對象，來為對象增加屬性。

var obj = new Object();
Object.preventExtensions(obj);

var proto = Object.getPrototypeOf(obj);
proto.t = 'hello';
obj.t
// hello

上面代碼中，對象obj本身不能新增屬性，但是可以在它的原型對象上新增屬性，就依然能夠在obj上讀到。

一種解決方案是，把obj的原型也凍結(jié)住。

var obj = new Object();
Object.preventExtensions(obj);

var proto = Object.getPrototypeOf(obj);
Object.preventExtensions(proto);

proto.t = 'hello';
obj.t // undefined

另外一個局限是，如果屬性值是對象，上面這些方法只能凍結(jié)屬性指向的對象，而不能凍結(jié)對象本身的內(nèi)容。

var obj = {
  foo: 1,
  bar: ['a', 'b']
};
Object.freeze(obj);

obj.bar.push('c');
obj.bar // ["a", "b", "c"]

上面代碼中，obj.bar屬性指向一個數(shù)組，obj對象被凍結(jié)以后，這個指向無法改變，即無法指向其他值，但是所指向的數(shù)組是可以改變的。

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