JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript`的`Record & Tuple`：其在不可变数据中的应用。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位靓仔靓女，早上好！我是你们的老朋友，今天咱们聊聊JavaScript里面即将登场的新秀：Record & Tuple。这俩哥们儿，绝对是解决JavaScript不可变数据问题的利器，能让你的代码更健壮、更可靠。

开场白：JavaScript的困境与救星

JavaScript一直以来，在处理数据的时候，有个让人头疼的问题：可变性。简单来说，就是你改变一个对象或者数组，可能会影响到其他地方引用了相同对象或者数组的代码。这在大型项目中简直是噩梦，Bug出现的时候，你得像侦探一样，一层一层地追踪是谁偷偷摸摸改了数据。

举个例子，咱们看段代码：

let person = { name: '张三', age: 30 };
let anotherPerson = person;

anotherPerson.age = 31;

console.log(person.age); // 输出 31，person也被改变了！

看到了吧？anotherPerson改了age，person也跟着变了。这叫引用传递，JavaScript的特性之一。虽然有时候方便，但更多时候是隐患。

为了解决这个问题，涌现了很多方案，比如Object.freeze()、Immutable.js等等。但是，这些方案要么有性能问题，要么引入了额外的依赖。

现在，救星来了！Record & Tuple就是JavaScript官方给出的答案，它们是不可变的，而且是原生的！这意味着性能更好，也不需要额外的依赖。

第一部分：Record：不可变的键值对

Record就像一个只读的Object，一旦创建，就不能修改它的属性。

创建Record：

const myRecord = #{ name: '李四', city: '北京' };

console.log(myRecord.name); // 输出：李四

注意，Record使用#{}来创建，而不是普通的{}。

尝试修改Record：
```
// myRecord.name = '王五'; // 报错：TypeError: Cannot assign to read only property 'name' of object
```
一旦尝试修改Record的属性，就会报错。这保证了数据的不可变性。
Record的优势：
- 不可变性： 保证数据安全，避免意外修改。
- 性能： 比Immutable.js等库性能更好，因为是原生支持。
- 简洁： 使用简单，不需要引入额外的依赖。
- 结构共享 (Structural Sharing): 比较两个结构是否相等的时候，只需要比较其引用，不需要递归的比较其每一个属性。
Record的应用场景：
- 配置对象： 存储应用程序的配置信息，保证配置不会被意外修改。
- 状态管理： 在React、Redux等框架中，可以使用Record来存储应用的状态，方便状态管理。
- 数据传输对象 (DTO)： 在前后端之间传输数据时，可以使用Record来保证数据的完整性。

第二部分：Tuple：不可变的数组

Tuple就像一个只读的Array，一旦创建，就不能修改它的元素。

创建Tuple：

const myTuple = #[1, 2, 'hello'];

console.log(myTuple[0]); // 输出：1

注意，Tuple使用#[]来创建，而不是普通的[]。

尝试修改Tuple：

// myTuple[0] = 3; // 报错：TypeError: Cannot assign to read only property '0' of object
// myTuple.push(4); // 报错：TypeError: myTuple.push is not a function

一旦尝试修改Tuple的元素，或者使用push等方法，就会报错。

Tuple的优势：
- 不可变性： 保证数据安全，避免意外修改。
- 性能： 比Immutable.js等库性能更好，因为是原生支持。
- 简洁： 使用简单，不需要引入额外的依赖。
- 结构共享 (Structural Sharing): 比较两个结构是否相等的时候，只需要比较其引用，不需要递归的比较其每一个元素。
Tuple的应用场景：
- 坐标： 存储二维或者三维坐标，保证坐标不会被意外修改。
- 颜色： 存储RGB颜色值，保证颜色值不会被意外修改。
- 函数参数： 可以将函数的参数封装成一个Tuple，方便传递和管理。

第三部分：Record & Tuple 的比较

为了更清晰地了解Record和Tuple，我们来做一个对比：

特性	Record	Tuple
类型	键值对集合，类似于只读的`Object`	有序元素集合，类似于只读的`Array`
创建方式	`#{}`	`#[ ]`
元素访问	使用`.`或者`[]`，例如：`myRecord.name`	使用`[]`，例如：`myTuple[0]`
可变性	不可变	不可变
适用场景	存储具有明确属性名称的数据	存储有序的数据，例如坐标、颜色等
结构共享	支持	支持

第四部分：Record & Tuple 的高级应用

嵌套使用：

Record和Tuple可以嵌套使用，构建更复杂的数据结构。

const complexRecord = #{
  name: '赵六',
  address: #{
    city: '上海',
    zipCode: 200000
  },
  hobbies: #['coding', 'reading']
};

console.log(complexRecord.address.city); // 输出：上海
console.log(complexRecord.hobbies[0]); // 输出：coding

与函数式编程结合：

Record和Tuple非常适合函数式编程，因为它们是不可变的，可以避免副作用。

function updatePerson(person, newAge) {
  return #{ ...person, age: newAge }; // 返回一个新的Record，而不是修改原来的Record
}

const person = #{ name: '钱七', age: 25 };
const updatedPerson = updatePerson(person, 26);

console.log(person.age); // 输出：25
console.log(updatedPerson.age); // 输出：26

在这个例子中，updatePerson函数返回一个新的Record，而不是修改原来的Record。这保证了数据的不可变性，也符合函数式编程的思想。

与 TypeScript 结合：

Record和Tuple可以与TypeScript结合使用，提供更强的类型检查。
```
type Person = $ReadOnly<{
  name: string;
  age: number;
}>;

const myPerson: Person = #{ name: '孙八', age: 28 };

// myPerson.age = '30'; // 报错：不能将类型“string”分配给类型“number”。
```
在这个例子中，我们使用TypeScript定义了一个Person类型，它是一个只读的Record。这样，TypeScript就可以在编译时检查代码，避免类型错误。$ReadOnly是TypeScript提供的工具类型，用于将对象的所有属性设置为只读。注意，这里使用的$ReadOnly是TypeScript的类型定义，与Record本身的功能无关，只是为了更好地结合使用。
深拷贝问题

不可变数据结构，并不总是意味着解决了所有深拷贝的问题。如果 Record 或 Tuple 中嵌套了可变对象（例如普通的 JavaScript 对象或数组），那么这些嵌套对象仍然是可变的。
```
const myRecord = #{
    name: '小明',
    details: { // 普通的 JavaScript 对象
        age: 10,
        hobbies: ['reading', 'coding']
    }
};

myRecord.details.age = 11; // 仍然可以修改嵌套对象

console.log(myRecord.details.age); // 输出 11
```
在这种情况下，如果需要完全的不可变性，需要确保 Record 和 Tuple 中的所有数据（包括嵌套的）都是不可变的。可以使用递归的方式，将所有嵌套的普通对象和数组转换为 Record 和 Tuple。

第五部分：现状和未来展望

目前，Record & Tuple还处于Stage 3提案阶段，这意味着它们还没有正式成为JavaScript的一部分。但是，我们可以使用polyfill来体验它们的功能。

polyfill：

可以使用core-js等库来polyfill Record & Tuple。

npm install core-js

require('core-js/features/record');
require('core-js/features/tuple');

const myRecord = #{ name: '周十', age: 32 };
const myTuple = #[1, 2, 3];

注意，polyfill可能会带来一些性能损耗，所以在生产环境中需要谨慎使用。

未来展望：

随着Record & Tuple进入Stage 4，并被浏览器厂商实现，它们将成为JavaScript中不可或缺的一部分。它们将极大地改善JavaScript在处理不可变数据方面的能力，让我们的代码更健壮、更可靠。

第六部分：代码示例：使用 Record 和 Tuple 构建简单的状态管理

为了更好地理解 Record 和 Tuple 的实际应用，我们来创建一个简单的状态管理示例。这个示例模拟了一个简单的计数器，使用 Record 存储状态，使用函数来更新状态。

// 定义状态的类型
type State = $ReadOnly<{
    count: number;
    message: string;
}>;

// 初始化状态
const initialState: State = #{
    count: 0,
    message: 'Hello, World!'
};

// 定义更新状态的函数
function increment(state: State): State {
    return #{ ...state, count: state.count + 1 };
}

function decrement(state: State): State {
    return #{ ...state, count: state.count - 1 };
}

function setMessage(state: State, newMessage: string): State {
    return #{ ...state, message: newMessage };
}

// 使用状态和更新函数
let currentState: State = initialState;

console.log(currentState.count); // 输出：0
console.log(currentState.message); // 输出：Hello, World!

currentState = increment(currentState);
console.log(currentState.count); // 输出：1

currentState = decrement(currentState);
console.log(currentState.count); // 输出：0

currentState = setMessage(currentState, 'Goodbye, World!');
console.log(currentState.message); // 输出：Goodbye, World!

console.log(initialState.message); // 输出：Hello, World! (initialState 没有被修改)

在这个例子中，我们使用 Record 存储状态，使用函数来更新状态。每次更新状态时，都会返回一个新的 Record，而不是修改原来的 Record。这保证了状态的不可变性，使得状态管理更加简单和可预测。

结束语：拥抱不可变性，拥抱未来

Record & Tuple的出现，标志着JavaScript正在朝着更安全、更可靠的方向发展。拥抱不可变性，就是拥抱未来。希望大家能够尽早学习和使用Record & Tuple，让我们的代码更加健壮、更加优雅。

感谢大家的聆听，祝大家编码愉快！下次再见！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复