JavaScript中创建原子的几种方法

本文是一个系列，包括：

JavaScript的元系统 - 在这里

JavaScript中创建原子的几种方法（本文）

元类型系统是对JavaScript内建概念的补充 - 在这里

JavaScript中可以通过Object.create(null)来创建原子，这是非常自然而又易于理解的方式。不过也有一些其它的方法来实现相同的效果，虽然在概念上有所不同，但是它们创建的一样是“原子对象”。

创建原子

使用Object.create()

// 方法1
atom = Object.create(null)

使用Object.setPrototypeOf()

// 方法2
atom = Object.setPrototypeOf(new Object, null)

// OR
atom = Object.setPrototypeOf({}, null)

重置构造器的原型属性

// 方法3
function MyObject() {
    // ...
}
Object.setPrototypeOf(MyObject.prototype, null);

atom = new MyObject;

重置类的原型

注：“非派生类（没有extends声明的类）”，与将一个普通函数用作构造器时的特性基本一致。

class MyClass {
    // ...
}
Object.setPrototypeOf(MyClass.prototype, null);

atom = new MyClass;

使用派生自null值的类

JavaScript在处理extends null时会将MyClass.prototype的原型置为null，因此这个类构建的实例自然就是atom。但是，派生自null值的类无法直接构建，因此需要声明自己的构造方法（以该方法创建和返回的对象作为this）。

// 方法4
class MyClass extends null {
    constructor() {
        return Object.create(new.target.prototype);
    }
}
atom = new MyClass;

上例在实现构造方法constructor()时是直接引用new.target.prototype来作为原型的，这样也就可以在new运算时引用到MyClass子类的原型。例如：

// 方法5
class MyClassEx extends MyClass {
    get description() {
        return 'class MyClassEx';
    }
}
atom = new MyClassEx;
console.log(atom.description); // class MyClassEx

使用一般函数并直接返回原子

下面的代码是兼容构造器、原型继承和函数调用等方式的。

// 方法6
// （当作为函数调用时,new.target为undefined值）
function MyAtom() {
    return Object.create(new.target && new.target.prototype || null);
}

// 示例1
atom = new MyAtom;
// 示例2
atom = MyAtom();

使用类来创建原子的一个特例

在上述方法4中，由于声明了extends null，因此类MyClass必须拥有一个自己的构造方法。但事实上在JavaScript中，extends null所表达的含义是：

因为有extends声明，所以默认的constructor()将总是调用父类super()来创建实例（亦即是所谓“this引用总是由祖先类创建的”）；但是，
由于extends null意味着父类为null，因此“调用父类super()”失败。

这是类MyClass不能使用默认的constructor()——而“通常”必须由用户代码来实现构造方法的原因。然而JavaScript只是在静态语法分析时才通过extends null来识别父类，真正在运行期时，它是通过方法的内部槽([[HomeObject]])来动态查找super的。——由于该内部槽指向类MyClass（或类的原型属性MyClass.prototype），因此所谓的super其实就是如下的运算值：

// for static class methods
_super = Object.getPrototypeOf(MyClass)

// for instance methods
_super = Object.getPrototypeOf(MyClass.prototype)

既然如此，我们就可以通过如下的代码来声明一个“可以创建原子”的类。例如：

// 方法7
Atom = Object.setPrototypeOf(class extends null {}, Object)
atom = new Atom;

在这个方法中，实际上Atom指向类表达式，并且重置了它的原型：

// （如下等价于方法7的第一行代码）
Atom = class extends null {};
Object.setPrototypeOf(Atom.prototype, null);
Object.setPrototypeOf(Atom, Object);

其中extends null决定了Atom.prototype的原型指向一个null值，而setPrototypeOf(...)决定了当new Atom()时，对象实际上是由Object()——这个super来创建的。因此，当new Atom时，实际发生的操作是：

// （如下等价于方法7的第二行代码）
_this = new Object(); // call super()
Object.setPrototypeOf(_this, Atom.prototype); // prototype is null
atom = _this;

所以方法7是一种能够“利用JavaScript原生构造器”来创建原子的技巧。比如最简单的获得一个Arguments()构造器的方法其实是这样：

let Arguments = Object.setPrototypeOf(class extends Object {}, Array);

这样得到的对象将与JavaScript内置在函数调用中创建的argument完全一致：

let arguments = new Arguments(1,2,3); // more paraments

不过在ES6中arguments也实现了迭代器界面，因此需要一行额外的代码来处理之：

// for ES6
Arguments.prototype[Symbol.iterator] = [][Symbol.iterator];

NOTE(2018.08.28)：由于arguments并不是原子对象，因此对类Arguments()的写法略作修改，突出了设置Array作为原型（来替换父类构造器）的用法。thanks for hebaby @github

其它

1. 关于映射类

在Metameta(@aimingoo/metameta)中，可以使用Meta.from()来得到一个映射类，这与上面的方法7是相同的方式：

// 方法8（in metameta）
MyAtomObject = Meta.from(Object);
atom = new MyAtomObject;

有趣的是，这样得到的“MyAtomObject类”（在Metameta中称为Objext类）将继承所有来自Object.xxx的类方法，例如Object.keys()等。这些方法在元系统中也是可以直接使用的。例如：

// (in metameta)
Objext = Meta.from(Object);
Objext.keys(new Objext);

2. 关于`extends new.target`

上面在方法4中提到extends null相当于将MyClass.prototype的原型设为null，——在方法7中也使用了这一技巧——因此事实上在Metameta(@aimingoo/metameta)中实现MetaMeta()时，采用的extends new.target也就相当于：

// class MyClass extends new.target ...
Object.setPrototypeOf(MyClass.prototype, new.target)

这一技巧用在类的constructor()方法中，返回一个新的类（类声明的表达式）。

创建原子

使用类来创建原子的一个特例

其它

1. 关于映射类

2. 关于extends new.target

2. 关于`extends new.target`