分析 JavaScript Sealed Classes (密封类) 和 Record Patterns (记录模式) 在构建更安全、可控的类型层次结构中的作用。

各位观众老爷，大家好！今天咱们来聊聊JavaScript里两个听起来有点高冷，但实际上能让你的代码更安全、更可控的秘密武器：密封类（Sealed Classes）和记录模式（Record Patterns）。别怕，咱们用大白话，加上生动的例子，保证你听得懂，用得上。

开场白：类型江湖，谁说了算？

在JavaScript这个类型“自由”的江湖里，有时候太自由了也不是好事。你定义了一个对象，别人可以随意添加、修改属性，甚至直接给你换个对象，这谁受得了？特别是在大型项目里，类型约束不够，就容易出现各种奇奇怪怪的Bug，让你debug到怀疑人生。

所以，我们需要一些工具，来规范类型，让代码更安全、更可预测。密封类和记录模式，就是干这个的。

第一幕：密封类 – 类型界的“金钟罩”

想象一下，你想定义一个表示颜色的类型，颜色要么是红色，要么是绿色，要么是蓝色。最简单的做法可能是这样：

const RED = { type: 'RED' };
const GREEN = { type: 'GREEN' };
const BLUE = { type: 'BLUE' };

function processColor(color) {
  if (color.type === 'RED') {
    console.log('处理红色');
  } else if (color.type === 'GREEN') {
    console.log('处理绿色');
  } else if (color.type === 'BLUE') {
    console.log('处理蓝色');
  } else {
    console.log('未知的颜色');
  }
}

processColor(RED); // 处理红色
processColor({ type: 'YELLOW' }); // 未知的颜色

这段代码看起来没啥问题，但是，问题大了！

类型不安全：你可以随便创建一个{ type: 'YELLOW' }，然后processColor函数就懵逼了。
可扩展性差：如果你想添加新的颜色，需要修改processColor函数，这违反了“开闭原则”（对扩展开放，对修改关闭）。
缺少编译时检查：编译器不会帮你检查是否处理了所有可能的颜色类型。

密封类就是为了解决这些问题的。虽然JavaScript本身并没有原生的密封类，但我们可以用一些技巧来模拟实现。

模拟密封类：用Symbol和私有属性

const ColorType = {
  RED: Symbol('RED'),
  GREEN: Symbol('GREEN'),
  BLUE: Symbol('BLUE'),
};

class Color {
  constructor(type) {
    if (!Object.values(ColorType).includes(type)) {
      throw new Error('Invalid color type');
    }
    this._type = type; // 使用私有属性
  }

  get type() {
    return this._type;
  }

  static RED = new Color(ColorType.RED);
  static GREEN = new Color(ColorType.GREEN);
  static BLUE = new Color(ColorType.BLUE);
}

function processColor(color) {
  if (color.type === ColorType.RED) {
    console.log('处理红色');
  } else if (color.type === ColorType.GREEN) {
    console.log('处理绿色');
  } else if (color.type === ColorType.BLUE) {
    console.log('处理蓝色');
  } else {
    console.log('未知的颜色');
  }
}

processColor(Color.RED); // 处理红色
// processColor({ type: 'YELLOW' }); // Error: Invalid color type
// processColor(new Color(Symbol('YELLOW'))); // Error: Invalid color type

这个版本做了以下改进：

使用Symbol：ColorType使用Symbol作为类型的标识，防止字符串字面量被随意篡改。
私有属性：使用_type作为私有属性，虽然JavaScript并没有真正的私有属性，但约定俗成地用下划线开头表示私有，避免直接修改。
静态属性：使用静态属性Color.RED、Color.GREEN、Color.BLUE来表示颜色实例，限制了颜色的创建方式。
构造函数验证: 构造函数会验证type是否是有效的颜色类型。

虽然这种方式仍然不能完全阻止别人创建非法的颜色对象（毕竟JavaScript是动态的），但已经大大提高了类型安全性。

TypeScript的枚举和联合类型

如果你用TypeScript，那就更爽了。TypeScript提供了枚举（Enum）和联合类型（Union Types），可以更方便地实现密封类的效果。

enum Color {
  RED = 'RED',
  GREEN = 'GREEN',
  BLUE = 'BLUE',
}

function processColor(color: Color) {
  switch (color) {
    case Color.RED:
      console.log('处理红色');
      break;
    case Color.GREEN:
      console.log('处理绿色');
      break;
    case Color.BLUE:
      console.log('处理蓝色');
      break;
    // No default case needed, TypeScript will warn if not all cases are handled
  }
}

processColor(Color.RED); // 处理红色
// processColor('YELLOW'); // Error: Argument of type '"YELLOW"' is not assignable to parameter of type 'Color'.

TypeScript的枚举和联合类型提供了更强的类型检查，编译器会帮你检查是否处理了所有可能的颜色类型，避免了遗漏情况。

第二幕：记录模式 – 对象解构的“超级赛亚人”

记录模式（Record Patterns），也叫对象模式（Object Patterns），是ES提案中的一个新特性，它可以让你更方便地解构对象，并且进行类型检查。

传统的对象解构

在没有记录模式之前，我们解构对象通常是这样：

const person = {
  name: '张三',
  age: 30,
  address: {
    city: '北京',
    street: '长安街',
  },
};

const { name, age, address: { city, street } } = person;

console.log(name, age, city, street); // 张三 30 北京 长安街

这段代码没啥问题，但是如果person对象没有address属性，或者address属性没有city或street属性，就会报错。我们需要手动进行判空处理，比较麻烦。

记录模式的威力

记录模式允许你更灵活地解构对象，并且可以进行类型检查。

// 假设我们有一个类型声明 (TypeScript)
interface Person {
  name: string;
  age: number;
  address?: { // 可选属性
    city: string;
    street: string;
  };
}

function printPersonInfo(person: Person) {
  // 使用记录模式进行解构
  if ({ name, age, address: { city, street } = {} } = person) {
    console.log(`姓名：${name}，年龄：${age}，城市：${city || '未知'}，街道：${street || '未知'}`);
  }
}

const person1: Person = { name: '张三', age: 30, address: { city: '北京', street: '长安街' } };
const person2: Person = { name: '李四', age: 25 };

printPersonInfo(person1); // 姓名：张三，年龄：30，城市：北京，街道：长安街
printPersonInfo(person2); // 姓名：李四，年龄：25，城市：未知，街道：未知

在这个例子中，我们使用了记录模式来解构person对象。address: { city, street } = {}表示如果person对象没有address属性，或者address属性为null或undefined，则使用空对象{}作为默认值，避免了报错。city || '未知'和street || '未知'则表示如果city或street属性不存在，则使用默认值'未知'。

记录模式的更多用法

记录模式还有很多其他的用法，比如：

忽略某些属性：你可以使用...rest来忽略某些属性。

const { name, ...rest } = person;
console.log(name, rest); // 张三 { age: 30, address: { city: '北京', street: '长安街' } }

重命名属性：你可以使用属性名: 新属性名来重命名属性。

const { name: fullName, age: userAge } = person;
console.log(fullName, userAge); // 张三 30

嵌套解构：你可以嵌套解构对象。

const { address: { city, street } } = person;
console.log(city, street); // 北京 长安街

记录模式 + 密封类 = 绝配！

将记录模式和密封类结合起来，可以构建更安全、更可控的类型层次结构。

enum ShapeType {
  CIRCLE = 'CIRCLE',
  SQUARE = 'SQUARE',
}

interface Circle {
  type: ShapeType.CIRCLE;
  radius: number;
}

interface Square {
  type: ShapeType.SQUARE;
  side: number;
}

type Shape = Circle | Square; // 联合类型，表示Shape可以是Circle或Square

function calculateArea(shape: Shape) {
  // 使用记录模式进行类型判断和解构
  if ({ type: ShapeType.CIRCLE, radius } = shape) {
    return Math.PI * radius * radius;
  } else if ({ type: ShapeType.SQUARE, side } = shape) {
    return side * side;
  } else {
    // 这里应该抛出一个错误，因为Shape只能是Circle或Square
    throw new Error('Invalid shape type');
  }
}

const circle: Circle = { type: ShapeType.CIRCLE, radius: 5 };
const square: Square = { type: ShapeType.SQUARE, side: 10 };

console.log(calculateArea(circle)); // 78.53981633974483
console.log(calculateArea(square)); // 100

// const triangle = { type: 'TRIANGLE', base: 10, height: 5 };
// console.log(calculateArea(triangle)); // Error: Invalid shape type (如果取消注释，TypeScript会报错，因为triangle不是Shape类型)

在这个例子中，我们使用了枚举ShapeType来定义形状的类型，使用接口Circle和Square来定义圆形和正方形的属性，使用联合类型Shape来表示形状可以是圆形或正方形。在calculateArea函数中，我们使用记录模式来判断形状的类型，并解构出相应的属性。如果形状不是圆形或正方形，则抛出一个错误。

总结：类型安全，代码无忧

特性	作用	优点	缺点
密封类	限制类型的创建和扩展，确保类型只能是预定义的几种。	提高类型安全性，避免非法类型出现；增强代码可读性和可维护性；编译器可以进行更强的类型检查。	JavaScript本身没有原生实现，需要一些技巧来模拟；可能增加代码的复杂性。
记录模式	更方便地解构对象，并且可以进行类型检查。	简化对象解构代码；提高代码可读性和可维护性；可以进行默认值设置，避免报错；可以与密封类结合使用，构建更安全、更可控的类型层次结构。	ES提案中的新特性，可能存在兼容性问题；学习成本较高。
密封类+记录模式	构建更安全、更可控的类型层次结构。	结合两者的优点，可以构建更健壮、更可靠的代码；提高代码质量；减少Bug。	学习成本较高；需要对类型系统有深入的理解。

总而言之，密封类和记录模式是JavaScript中非常有用的两个特性，可以帮助你构建更安全、更可控的类型层次结构。虽然它们有一定的学习成本，但一旦掌握，将会大大提高你的代码质量和开发效率。

希望今天的讲座对你有所帮助！记住，类型安全，代码无忧！

各位观众老爷，咱们下期再见！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复