JS入门难点解析13-属性描述符,数据属性和访问器属性

作者: love丁酥酥 | 来源:发表于2018-02-12 01:21 被阅读96次

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1. 简介

JS的对象是一组无序属性的集合。那么对于这组无序属性来说，拥有哪些特性呢？ECMAScrip5中定义了属性的这些特性，但这些特性是为了实现JS引擎用的，在JS中无法直接来访问它们。为了表示这些特性是内部值，这些特性被放在两对方括号中。例如[[Enumerable]]。

ECMAScript中有两种属性：数据属性和访问器属性。

2. 数据属性和访问器属性

2.1 数据属性

数据属性包含一个数据值的位置，在这个位置可以读取和写入值。数据属性有4个描述其行为的特性。

可配置性 [[Configurable]] : 表示能否通过delete删除属性，能否修改属性特性，能否把数据属性修改为访问器属性。
可枚举性[[Enumerable]]：表示能否通过for-in循环返回属性。
可写入性[[Writable]]：表示能否修改属性值。
属性值[[Value]]：表示属性值。

2.2 访问器属性

访问器属性不包含数据值，而是包含一对getter和setter函数（这两个函数非必须）。在读取访问器属性时，调用getter函数，在写入访问器属性时，调用setter函数。访问器属性由4个特性：

可配置性 [[Configurable]]：表示能否通过delete删除属性，能否修改属性特性，能否把访问器属性修改为数据属性。
可枚举性[[Enumerable]]：表示能否通过for-in循环返回属性。
读取属性函数[[Get]]：在读取属性时调用的函数。
写入属性函数[[Set]]：在写入属性时调用的函数。

3. 属性描述符概述

对于数据属性和访问器属性，其特性值是无法直接访问的。要对这些特性值进行修改，可以使用ECMAScript5提供的Object.defineProperty()方法。该方法接受三个参数：属性所在对象，属性名字和一个描述符对象。

属性所在对象，属性名字很好理解。那么属性描述符对象呢？它其实是和属性的特性一一对应，只不过没有了两对中括号，我们可以通过ECMAScript5提供的一些方法来修改描述符对象。另外，可以用Object.getOwnPropertyDescriptor()方法，取得指定对象指定属性的描述符。这个方法接收两个参数：属性所在对象，属性名字。更多的方法我们会在文章后面详细介绍。

3.1 数据属性描述符对象

数据属性描述符对象有4个属性。

可配置性 configurable : 表示能否通过delete删除属性，能否修改属性特性，能否把数据属性修改为访问器属性。
可枚举性enumerable：表示能否通过for-in循环返回属性。
可写入性writable：表示能否修改属性值。
属性值value：表示属性值。

3.2 访问器属性描述符对象

访问器属性描述符对象有4个属性。

可配置性 configurable：表示能否通过delete删除属性，能否修改属性特性，能否把访问器属性修改为数据属性。
可枚举性enumerable：表示能否通过for-in循环返回属性。
读取属性方法get：在读取属性值时调用的函数。
写入属性方法set：在写入属性值时调用的函数。

4. 属性描述符详解

4.1 数据属性描述符对象

4.1.1 属性值value

对于数据属性，我们通过value来定义和获取其属性值。如下：

// demo4.1.1
var obj = {};

// 指定属性a，其value外的所有描述符属性都为true
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}

console.log(obj.a);  // 1

可以看到，读取obj的属性a的值时，即为获取其描述符对象的value属性值。

4.1.2 可写入性writable

如果需要改变a的值，可以有如下两种办法：

// demo4.1.2-1
// 接demo4.1.1

// 方法1，直接赋值
obj.a = 2;

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 2

// 方法2，Object.defineProperty
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 3,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 3, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 3

我们发现打印出来的值就是a的value值，再一次证明了obj的属性a的值即为其描述符对象的value属性值。但如果我们修改writable的值为false呢？看如下代码：

// demo4.1.2-2
// 接demo4.1.2-1
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: false,
    enumerable: true,
    configurable: true
});
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 1, writable: false, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 1

// 尝试修改a的值
// 方法1，直接赋值
obj.a = 2;

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 1

// 方法2，Object.defineProperty
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 3,
    writable: false,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 3, writable: false, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 3

可以看到，当writable的值为false以后，无法再对属性value直接使用赋值修改，但是仍然可以用Object.defineProperty()方法进行修改。

4.1.3 可配置性configurable

还记得我们在4.1.2使用了两种方法修改a的值，但是当writable为false以后，直接赋值的方法失效了，但是Object.defineProperty()方法仍然有效，那我们来看一下configurable设置为false以后会是什么情况呢？

// demo4.1.3-1
var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: false}

console.log(obj.a);  // 1

// 尝试修改a的值
// 方法1，直接赋值可以成功
obj.a = 2;

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 2

// 方法2，Object.defineProperty可以成功
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 3,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 3, writable: true, enumerable: true, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 3

我们发现writable: true,configurable: false时两种方法都可以修改value值。那么我们看看此时若将writable设置为false会有什么情况：

// demo4.1.3-2
// 接demo4.1.3-1
// 第一次修改，修改前writable: true
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 4,
    writable: false,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 4, writable: false, enumerable: true, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 4

// 第二次修改，修改前writable: false
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 5,
    writable: false,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); 
console.log(obj.a);

结果第二次修改，会有如下报错：

demo4.1.3-2

我们发现writable: false,configurable: false时两种方法都不可以再修改value值。
此时，我们尝试将writable修改回true：

// demo4.1.3-3
// 接demo4.1.3-2
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 4,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); 
console.log(obj.a);

发现此时报图demo4.1.3-2所示错误，已经无法将writable: false修改回writable: true。
而对于configurable: false时是否可以修改enumerable呢？来看一下：

// demo4.1.3-4
var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: false,
    configurable: false
});

而对于configurable: false时是否可以修改configurable呢？来看一下：

// demo4.1.3-5
var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

发现此时报图demo4.1.3-2所示错误，无法修改configurable属性。
然后我们再看一下是否能删除整个属性值。

// demo4.1.3-6
var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 1
delete(obj.a);
console.log(obj.a);  // undefined

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: false
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 1
delete(obj.a);
console.log(obj.a);  // 1

可以看出，configurable: false时，无法删除属性值。
总结以上信息，可配置性configurable有如下特征：

configurable值为true时，可以删除属性值；configurable值为为false时，不能删除属性值；
configurable值为true时，可以修改任意描述符属性值；configurable值为false时，修改规则遵循3，4，5。
configurable值为为false时，如果writable值为true，可以使用Object.defineProperty()方法改变value值；configurable值为为false时，如果writable值为false，不能使用Object.defineProperty()方法改变value值；
configurable值为false时，如果writable值为true，可以修改其为false；configurable值为false时，如果writable值为false，不能修改其为true；
configurable值为false时，除3，4两种情况，不可修改描述符属性值。

4.1.4 可枚举性enumerable

该属性值控制的是属性是否会出现在对象的属性枚举中，比如说for...in循环（会遍历对象自身的和继承的可枚举属性）或者Object.keys()方法（返回对象自身的所有可枚举属性）。

// demo4.1.4
var obj = {};

// 指定属性a，其value外的所有描述符属性都为true
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    value: 1,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});
// 指定属性b，其value外的所有描述符属性都为true
Object.defineProperty(obj, 'b', {
    value: 2,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

console.log(Object.keys(obj));  // ["a", "b"]
for (let key in obj) {
    console.log(`${key}: ${obj[key]}`);
}  // a: 1 b:2

//将属性b的描述符对象的可枚举属性更改为false
Object.defineProperty(obj, 'b', {
    enumerable: false,
});
console.log(Object.keys(obj));  // ["a"]
for (let key in obj) {
    console.log(`${key}: ${obj[key]}`);
}  // a: 1

可以看到，enumerable控制了属性的可枚举性。

4.2 访问器属性描述符对象

4.2.1 get方法

读取属性值时所调用的方法，会触发隐藏的getter操作。设置了get或set方法的属性，会自动变成访问器属性，不再从value读取属性值。用Object.getOwnPropertyDescriptor方法也不再返回value和writable。

// demo4.2.1-1
var obj = {};

Object.defineProperty(obj, 'a', {
    // 属性a的值由get函数返回
    get: function() {
        return 1;
    }
});
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {get: ƒ, set: undefined, enumerable: false, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 1

另外，你也可以在对象字面量定义中直接指定属性的get方法来触发getter操作。

// demo4.2.1-2
var obj = {
    get a() {
        return 1;
    }
};

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {get: ƒ, set: undefined, enumerable: false, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 1

4.2.2 set方法

设置属性值时所调用的方法，会触发隐藏的setter操作。设置了get或set方法的属性，会自动变成访问器属性，不再从value读取属性值。用Object.getOwnPropertyDescriptor方法也不再返回value和writable。

// demo 4.2.2-1
var obj = {
    _a: 1,
    _doubleA: 2
};
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    get: function() {
        return this._a;
    },
    // set方法能接收用户传入的值，并利用该值对对象的任一属性做操作
    set: function(val) {
        this._a = val;
        this._doubleA = 2 * this._a;
    }
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: false}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_doubleA')); // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 1
console.log(obj._a); // 1
console.log(obj._doubleA); // 2

obj.a = 2;

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_a'));  // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_doubleA')); // {value: 4, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 2
console.log(obj._a); // 2
console.log(obj._doubleA); // 4

另外，你也可以在对象字面量定义中直接指定属性的set方法来触发setter操作。

// demo 4.2.2-2
var obj = {
    _a: 1,
    _doubleA: 2,
    get a() {
        return this._a;
    },
    set a(val){
        this._a = val;
        this._doubleA = 2 * this._a;
    }
};

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: false}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_doubleA')); // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 1
console.log(obj._a); // 1
console.log(obj._doubleA); // 2

obj.a = 2;

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_a'));  // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_doubleA')); // {value: 4, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 2
console.log(obj._a); // 2
console.log(obj._doubleA); // 4

4.2.3 可配置性 configurable

和在数据属性描述符对象中功能一样。表示能否通过delete删除属性，能否修改属性特性，能否把访问器属性修改为数据属性。

4.2.4 可枚举性enumerable

和在数据属性描述符对象中功能一样。表示能否通过for-in循环返回属性。

5. 不同方法创建对象属性以后的属性描述符默认值

5.1 对象字面量指定属性

// demo5.1
// 普通的对象字面量定义方法,是数据属性，writable，enumerable和configurable默认都是true
var obj1 = {
    a: 1
};
// 对象字面量中指定某个属性的get方法或者set方法，是访问器属性，enumerable和configurable默认是true，get或者set仅指定一者的情况下另一个为undefined
var obj2 = {
    get a() {
        return 1;
    }
}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj1, 'a')); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj2, 'a')); // {get: ƒ, set: undefined, enumerable: true, configurable: true}

5.2 构造函数

// demo 5.2
// 构造函数定义方法,是数据属性，writable，enumerable和configurable默认都是true
function Obj() {
    this.a = 1;
}
var obj = new Obj;
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}

5.3 Object.create()方法

Object.create()方法其实是在一个空对象的原形上添加属性并返回该对象。

// demo 5.3
var obj = Object.create({a:1});
// 返回一个空对象
//  console.log(obj); // {}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // undefined
// 返回的对象，其原形上面该属性为数据属性，writable，enumerable和configurable默认都是true
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj.__proto__, 'a')); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}

5.4 Object.defineProperty()方法和Object.defineProperties()方法

// demo 5.4
var obj = {};

// Object.defineProperty()方法指定的属性，如果描述符对象为空，默认是数据属性，value默认是undefined，writable，enumerable和configurable默认都是false
Object.defineProperty(obj, 'a', {
});
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {value: undefined, writable: false, enumerable: false, configurable: false}

// Object.defineProperty()方法指定的数据属性，value默认是undefined，writable，enumerable和configurable默认都是false
Object.defineProperty(obj, 'b', {
    value: 1
});
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'b'));  // {value: 1, writable: false, enumerable: false, configurable: false}

// Object.defineProperty()方法指定的访问器属性，set或者get未指定默认是undefined，enumerable和configurable默认都是false
Object.defineProperty(obj, 'c', {
    get: function() {
        return 1;
    }
});
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'c'));  // {get: ƒ, set: undefined, enumerable: false, configurable: false}

// 用Object.defineProperties()方法同时定义的多个属性，与Object.defineProperty()方法定义的表现相同
Object.defineProperties(obj, {
  'd': {
    value: true,
    writable: true
  },
  'e': {
    value: 'Hello',
    writable: false
  }
  // etc. etc.
});
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'd'));  // {value: 1, writable: false, enumerable: false, configurable: false}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'e'));  // {get: ƒ, set: undefined, enumerable: false, configurable: false}

6. 数据属性和访问器属性的区别和使用场景

到这里，你应该会有这样的疑惑，为什么要有两种属性呢，它们有什么关系，又有哪些应用场景呢？

其实，我们从第5节内容可以看到，如果不使用Object.defineProperty()或者Object.defineProperties()以及指定get和set等特殊方法定义的对象属性，默认都是数据属性。这其实是由我们的需求场景来定的。

在一般情况下，我们关注的只是属性的赋值与取值，也就是仅仅关注数据属性的value。
有只读需求的情况，即如果不允许直接以赋值方式更改属性值，就需要用到数据属性的writable特性，将其设置为false。当然如果此时configurable若为true，仍然允许使用Object.defineProperty()方法来更改属性值。如果要完全返回固定值，且不允许任何方式修改，可以设置configurable为false。当然这里使用访问器属性一样能达到只读效果。
如果要求对用户的输入进行特殊处理，或者设置属性的依赖关系，就需要用到访问器属性了。

综上，访问器属性的功能最强大，但是在一般需求情况下，我们使用数据属性即可。

7. 能够操纵属性描述符的方法

7.1 为目标对象设置单个属性

设置单个属性可以使用Object.defineProperty()方法，要注意的是，对于同一个属性，不可以同时在描述符中指定属于数据描述符的value，writable和属于访问器描述符的get，set，否则会报错。

7.2 为目标对象设置多个属性

设置多个属性可以使用Object.defineProperties()方法。

7.3 禁止目标对象扩展（不允许添加新属性）

禁止添加新属性可以使用Object.preventExtensions()方法，该方法接收一个目标对象传入，使用后该对象禁止添加新属性。使该对象禁止扩展。

// demo7.3
var obj = {
    a:1
};
Object.preventExtensions(obj);
obj.b = 2;
obj.b; // undefined

 // 也不能使用Object.defineProperty方法进行扩展，会报错，报错如图7.3示
Object.defineProperty(obj, 'c', {
    value: 3,
    writable: true,
    enumerable: true,
    configurable: true
});

7.3

7.4 密封目标对象（不允许扩展且不允许进行属性配置）

我们可以使用Object.seal() 方法创建一个“密封”的对象，这个方法实际上会在一个现有对象上调用 Object.preventExtensions()方法并把所有现有属性标记为configurable:false。密封之后不仅不能添加新属性，也不能重新配置或者删除任何现有属性(但是可以修改属性的值)

// demo7.4
var obj = {
    a:1
};
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
Object.seal(obj);
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: false}
obj.a = 2;
console.log(obj.a); // 2

7.5 冻结目标对象（密封对象且不允许修改）

Object.freeze(..) 会创建一个冻结对象，这个方法实际上会在一个现有对象上调用 Object.seal(..) 并把所有“数据访问”属性标记为 writable:false，这样就无法修改它们的值。

// demo7.5-1
var obj = {
    a:1
};
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
Object.freeze(obj);
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a')); // {value: 1, writable: false, enumerable: true, configurable: false}
obj.a = 2;
console.log(obj.a); // 1

有的人可能会想，那么此时我如果去修改访问器属性值呢？事实上，对访问器属性的修改实际是通过内部的数据属性为桥梁进行修改的，此时内部的数据属性已经无法修改了，那么对访问器的属性修改也是无效的了。

// demo7.5-2
// 对比demo 4.2.2-1
var obj = {
    _a: 1,
    _doubleA: 2
};
Object.defineProperty(obj, 'a', {
    get: function() {
        return this._a;
    },
    // set方法能接收用户传入的值，并利用该值对对象的任一属性做操作
    set: function(val) {
        this._a = val;
        this._doubleA = 2 * this._a;
    }
});

console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'a'));  // {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: false}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_a'));  // {value: 1, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_doubleA')); // {value: 2, writable: true, enumerable: true, configurable: true}
console.log(obj.a);  // 1
console.log(obj._a); // 1
console.log(obj._doubleA); // 2

// 冻结对象导致_a变成只读属性，从而依赖其返回的a和_doubleA也变成只读属性。此处将_a的writable和configurable属性设置为false，得出的结果会是一样的。
Object.freeze(obj);

obj.a = 2;
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_a'));  // {value: 1, writable: false, enumerable: true, configurable: false}
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, '_doubleA')); // {value: 2, writable: false, enumerable: true, configurable: false}
console.log(obj.a);  // 1
console.log(obj._a); // 1
console.log(obj._doubleA); // 2

参考

BOOK-《JavaScript高级程序设计（第3版）》第6章
BOOK-《你不知道的JavaScript》第2部分
JS属性特性（属性描述符）
ECMAScript 5中的属性描述符详解
 stackoverflow:Difference between accessor property and data property in ECMAScript?
msdn.microsoft.com/library:数据属性和访问器属性