JS中无处不在的元编程
@[TOC]
# 什么是元编程？
*：
> `元编程` （meta programming）是一种编程技术，编写出来的计算机程序能够将其他程序作为数据来处理。
>
> 意味着可以编写出这样的程序：它能够`读取、生成、分析或者转换`其它程序，甚至在`运行时修改程序自身`（反射）。
元编程中的 `元` 的概念可以理解为 程序 本身，元编程关注以下的一点或几点：
+ 1、运行时修改语言结构，这种现象被称为 `反射编程` 或 `反射`；
+ **自省**：代码检视自己；
+ **自我修改**：代码修改自己；
+ **调解**：代码修改`默认的语言行为`而使其他代码受影响；
+ 2、生成代码；
# 一、自省
代码能够自我检查、访问内部属性，获得代码的底层信息!
```javascript
// 访问对象自身属性
var users = {
'Tom': 32,
'Bill': 50,
'Sam': 65
};
Object.keys(users).forEach(name => {
const age = users[name];
console.log(`User ${name} is ${age} years old!`);
});
// 输出结果
User Tom is 32 years old!
User Bill is 50 years old!
User Sam is 65 years old!
```
**自省**在平时的业务开发中很常见，这也是元编程技术的一种使用！
# 二、自我修改
顾名思义，代码可以修改自身属性或者其他底层信息！
```javascript
let a = 1;
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
console.log("元编程");
}
```
上述代码在正常情况下是无论如何也无法满足条件输出，
因为一个值不可能同时满足等于1、2、3；但是，利用元编程就可以实现：
```javascript
// 修改自身
let a = {
[Symbol.toPrimitive]: ((i) => () => ++i)(0);
}
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
console.log("元编程");
}
// 输出 '元编程'
```
[Symbol.toPrimitive](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Symbol/toPrimitive) 是一个内置的 Symbol 值，它是作为对象的函数值属性存在的；
在对象转换为原始值的时候会被调用，初始值为1，调用一次+1，就可以满足`a == 1 && a == 2 && a == 3`；
上述函数变形为：
```javascript
let a = {
[Symbol.toPrimitive]: (function (i){
return function (){
return ++i
}
})(0)
}
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
console.log("元编程");
}
```
在开发过程中**自我修改**应该要尽力避免，可以想象：正在使用一个数据的同时又在修改这个数据，后容易造成不可预期的错误！
# 三、调解
代码`修改默认的语言行为`而使其他代码受影响，最明显的体现为改变其它对象的语义！
在元编程中，调解的概念类似于包装、捕获、拦截。
`Object.defineProperty()`就是典型的 调解 的运用：
```javascript
var sun = {};
Object.defineProperty(sun, 'rises', {
value: true,
configurable: false,
writable: false,
enumerable: false
});
console.log('sun rises', sun.rises);
sun.rises = false;
console.log('sun rises', sun.rises);
// 输出
sun rises true
sun rises true
```
上面例子中，新创建了一个普通对象 `sun`，之后通过`Object.defineProperty` 改变了它的语义：为其定义了一个不可写的 `rises` 属性。
# 四、Reflect & Proxy
MDN:
> 从ECMAScript 2015 开始，JavaScript 获得了 [`Proxy`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy) 和 [`Reflect`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Reflect) 对象的支持，允许你拦截并定义基本语言操作的自定义行为（例如，属性查找，赋值，枚举，函数调用等）。借助这两个对象，你可以在 JavaScript 元级别进行编程。
```javascript
// Proxy的handler 和 Reflect 对象 13 个方法
.apply() // 对一个函数进行调用操作, 和 Function.prototype.apply() 功能类似
.construct() // 对构造函数进行 new 操作，相当于执行 new target(...args)
.get() // 获取对象身上某个属性的值，类似于 target[name]。
.has() // 判断一个对象是否存在某个属性，和 in 运算符 的功能完全相同
.ownKeys() // 返回一个包含所有自身属性（不包含继承属性）的数组，类似于 Object.keys()
.set() // 将值分配给属性的函数。返回一个Boolean，如果更新成功，则返回true
.setPrototypeOf() // 设置对象原型的函数. 返回一个 Boolean， 如果更新成功，则返回true。
.defineProperty() // Object.defineProperty() 类似
.deleteProperty() // 作为函数的delete操作符，相当于执行 delete target[name]。
.getOwnPropertyDescriptor() //对象中存在该属性，则返回对应的属性描述符，类似于 Object.getOwnPropertyDescriptor()
.getPrototypeOf() // 类似于 Object.getPrototypeOf()。
.isExtensible() // 类似于 Object.isExtensible()
.preventExtensions() // 类似于 Object.preventExtensions()。返回一个Boolean。
```
## 1、Reflect
[`Reflect`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Reflect) 是一个内置对象，它提供了可拦截 JavaScript 操作的方法。
该方法和[`Proxy的handler`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/conflicting/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy/Proxy)类似，但 `Reflect` 方法并不是一个函数对象，因此它是不可构造的。
`Reflect`的所有属性和方法都是静态的（就像[`Math`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Math)对象）；
以 [`Reflect.has()`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Reflect/has) 为例，与 [`in` 运算符](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/in)对比，检测一个对象是否存在特定属性：
```javascript
Reflect.has(Object, "assign"); // true
"assign" in Object; // true
```
## 2、Proxy
在 ECMAScript 6 中引入的 [`Proxy`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Proxy) 对象可以拦截某些操作并实现自定义行为。
例如获取一个对象上的属性：
```javascript
let handler = {
get: function(target, name){
return name in target ? target[name] : 42;
}};
let p = new Proxy({}, handler);
p.a = 1;
console.log(p.a, p.b); // 1, 42
```
`Proxy` 对象定义了一个目标（这里是一个空对象）和一个实现了 `get` 劫持的 handler 对象。
代理的对象在获取未定义的属性时不会返回 `undefined`，而是返回 42。
# 五、生成代码
js中使用元编程技术生成代码最常见的函数 `eval()`：函数会将传入的字符串当做 JavaScript 代码进行执行。
```javascript
let str = "function sayHello(){console.log('hello')}";
eval(str);
sayHello();
// 输出
hello
```
# 六、总结
元编程是当你将程序的逻辑转向关注它自身（或者它的运行时环境）时进行的编程，要么为了调查它自己的结构，要么为了修改它。
元编程的主要价值是`扩展语言的普通机制来提供额外的能力`。
# 参考
- [MDN：元编程](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Guide/Meta_programming)
- [JavaScript 元编程](https://chinese.freecodecamp.org/news/what-is-metaprogramming-in-javascript/)
- [浅谈es6中的元编程](https://www.jb51.net/article/201101.htm)