【拓展】未来的JavaScript记录与元组
【拓展】未来的JavaScript记录与元组
编者按：本文译者李松峰，资深技术图书译者，翻译出版过40余部技术及交互设计专著，现任360奇舞团Web前端开发资深专家，360前端技术委员会委员、W3C AC代表。
原文地址：https://2ality.com/2020/05/records-tuples-first-look.html 原文作者：Dr. Axel Rauschmayer
Dr. Axel Rauschmayer最近撰文介绍了还处于Stage1阶段的两个JavaScript新特性：记录和元组。
记录和元组是一个新提案（Record & Tuple，https://github.com/tc39/proposal-record-tuple），建议为JavaScript增加两个复合原始类型：
- 记录（Record），是不可修改的按值比较的对象
- 元组（Tuple），是不可修改的按值比较的数组
什么是按值比较
当前，JavaScript只有在比较原始值（如字符串）时才会按值比较（比较内容）：
> 'abc' === 'abc'true但在比较对象时，则是按标识比较（by identity），因此对象只与自身严格相等：
> {x: 1, y: 4} === {x: 1, y: 4}false> ['a', 'b'] === ['a', 'b']false“记录和元组”的提案就是为了让我们可以创建按值比较的复合类型值。
比如，在对象字面量前面加一个井号（#），就可以创建一个记录。而记录是一个按值比较的复合值，且不可修改：
> #{x: 1, y: 4} === #{x: 1, y: 4}true如果在数组字面量前面加一个#，就可以创建一个元组，也就是可以按值比较且不可修改的数组：
> #['a', 'b'] === #['a', 'b']true按值比较的复合值就叫复合原始值或者复合原始类型。
记录和元组是原始类型
使用typeof可以看出来，记录和元组都是原始类型：
> typeof #{x: 1, y: 4}'record'> typeof #['a', 'b']'tuple'记录和元组的内容有限制
- 记录：
- 键必须是字符串
- 值必须是原始值（包括记录和元组）
- 元组：
- 元素必须是原始值（包括记录和元组）
把对象转换为记录和元组
> Record({x: 1, y: 4})#{x: 1, y: 4}> Tuple.from(['a', 'b'])#['a', 'b']注意：这些都是浅层转换。如果值树结构中有任何节点不是原始值，Record()和Tuple.from()会抛出异常。
使用记录
const record = #{x: 1, y: 4};
// 访问属性assert.equal(record.y, 4);
// 解构const {x} = record;assert.equal(x, 1);
// 扩展assert.ok( #{...record, x: 3, z: 9} === #{x: 3, y: 4, z: 9});使用元组
const tuple = #['a', 'b'];
// 访问元素assert.equal(tuple[1], 'b');
// 解构（元组是可迭代对象）const [a] = tuple;assert.equal(a, 'a');
// 扩展assert.ok( #[...tuple, 'c'] === #['a', 'b', 'c']);
// 更新assert.ok( tuple.with(0, 'x') === #['x', 'b']);为什么按值比较的值不可修改
某些数据结构（比如散列映射和搜索树）有槽位，其中键的保存位置根据它们的值来确定。如果键的值改变了，那这个键通常必须放到不同的槽位。这就是为什么在JavaScript中可以用作键的值：
- 要么按值比较且不可修改（原始值）
- 要么按标识比较且可修改（对象）
复合原始值的好处
复合原始值有如下好处。
- 深度比较对象，这是一个内置操作，可以通过如===来调用。
- 共享值：如果对象是可修改的，为了安全共享就需要深度复制它的一个副本。而对于不可修改的值，就可以直接共享。
- 数据的非破坏性更新：如果要修改复合值，由于一切都是不可修改的，所以就要创建一个可修改的副本，然后就可以放心地重用不必修改的部分。
- 在Map和Set等数据结构中使用：因为两个内容相同的复合原始值在这门语言的任何地方（包括作为Map的键和作为Set的元素）都被认为严格相等，所以映射和集合成会变得更有用。
接下来演示这些好处。
示例：集合与映射变得更有用
通过集合去重
有了复合原始值，即使是复合值（不是原始值那样的原子值）也可以去重：
> [...new Set([#[3,4], #[3,4], #[5,-1], #[5,-1]])][#[3,4], #[5,-1]]如果是数组就办不到了：
> [...new Set([[3,4], [3,4], [5,-1], [5,-1]])][[3,4], [3,4], [5,-1], [5,-1]]映射的复合键
因为对象是按标识比较的，所以在（非弱）映射中用对象作为键几乎没什么用：
const m = new Map();m.set({x: 1, y: 4}, 1);m.set({x: 1, y: 4}, 2);assert.equal(m.size, 2)如果使用复合原始值就不一样了：下面行(A)创建的映射会保存地址（记录）到人名的映射。
const persons = [ #{ name: 'Eddie', address: #{ street: '1313 Mockingbird Lane', city: 'Mockingbird Heights', }, }, #{ name: 'Dawn', address: #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, }, #{ name: 'Herman', address: #{ street: '1313 Mockingbird Lane', city: 'Mockingbird Heights', }, }, #{ name: 'Joyce', address: #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, },];
const addressToNames = new Map(); // (A)for (const person of persons) { if (!addressToNames.has(person.address)) { addressToNames.set(person.address, new Set()); } addressToNames.get(person.address).add(person.name);}
assert.deepEqual( // Convert the Map to an Array with key-value pairs, // so that we can compare it via assert.deepEqual(). [...addressToNames], [ [ #{ street: '1313 Mockingbird Lane', city: 'Mockingbird Heights', }, new Set(['Eddie', 'Herman']), ], [ #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, new Set(['Dawn', 'Joyce']), ], ]);示例：有效地深度相等
使用复合属性值处理对象
在下面的例子中，我们使用数组的方法.filter()（行(B)）提取了地址等于address（行(A)）的所有条目 。
const persons = [ #{ name: 'Eddie', address: #{ street: '1313 Mockingbird Lane', city: 'Mockingbird Heights', }, }, #{ name: 'Dawn', address: #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, }, #{ name: 'Herman', address: #{ street: '1313 Mockingbird Lane', city: 'Mockingbird Heights', }, }, #{ name: 'Joyce', address: #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, },];
const address = #{ // (A) street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale',};assert.deepEqual( persons.filter(p => p.address === address), // (B) [ #{ name: 'Dawn', address: #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, }, #{ name: 'Joyce', address: #{ street: '1630 Revello Drive', city: 'Sunnydale', }, }, ]);对象变了吗?
在处理缓存的数据（如下面例子中的previousData）时，内置深度相等可以让我们有效地检查数据是否发生了变化。
let previousData;function displayData(data) { if (data === previousData) return; // ···}
displayData(#['Hello', 'world']); // 显示displayData(#['Hello', 'world']); // 不显示测试
多数测试框架都支持深度相等，以检查某个计算是否产生了预期的结果。例如，Node.js内置的assert模块有一个函数叫deepEqual()。有了复合原始值，就可以直接断言：
function invert(color) { return #{ red: 255 - color.red, green: 255 - color.green, blue: 255 - color.blue, };}assert.ok( invert(#{red: 255, green: 153, blue: 51}) === #{red: 0, green: 102, blue: 204});新语法的优缺点
新语法的一个缺点是字符#已经在很多地方被占用了（比如私有字段），另外非数字字母字符多少显得有点神秘。可以看看下面的例子：
const della = #{ name: 'Della', children: #[ #{ name: 'Huey', }, #{ name: 'Dewey', }, #{ name: 'Louie', }, ],};优点是这个语法比较简洁。对于一个常用的结构，当然越简单越好。此外，一旦熟悉了这个语法之后，神秘感自然就会越来越淡。
除了特殊的字面量语法，还可以使用工厂函数：
const della = Record({ name: 'Della', children: Tuple([ Record({ name: 'Huey', }), Record({ name: 'Dewey', }), Record({ name: 'Louie', }), ]),});如果JavaScript支持Tagged Collection Literals（https://github.com/zkat/proposal-collection-literals，已撤销），这个语法还可能有所改进：
const della = Record!{ name: 'Della', children: Tuple![ Record!{ name: 'Huey', }, Record!{ name: 'Dewey', }, Record!{ name: 'Louie', }, ],};唉，即便使用更短的名字，结果看起来还是有点乱：
const R = Record;const T = Tuple;
const della = R!{ name: 'Della', children: T![ R!{ name: 'Huey', }, R!{ name: 'Dewey', }, R!{ name: 'Louie', }, ],};JSON与记录和元组
- JSON.stringify()把记录当成对象，把元组当成数组（递归）。
- JSON.parseImmutable与JSON.parse()类似，但返回记录而非对象，返回元组而非数组（递归）。
未来：类的实例会按值比较吗？
相比对象和数组，我其实更喜欢使用类作为一个数据容器。因为它可以把名字添加到对象上。为此，我希望将来会有一种类，它的实例不可修改且按值比较。
假如我们还可以深度、非破坏性地更新那些包含由值类型的类产生的对象的数据，那就更好了。
扩展阅读
- 共享可修改状态的问题及如何避免：https://exploringjs.com/deep-js/ch_shared-mutable-state.html