JavaScript如何监测数组的变化

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前言

之前介绍defineProperty的时候说到，其只能监测对象的变化，并不能监测数组的变化。

本文致力于说清楚怎么实现监测数组的变化。

核心思路：找到改变原数组的方法，然后对这些方法进行劫持处理。

上面这句话，是重中之重，务必读三遍，记住了，再往下走。

改变原数组，常用到的方法有push pop shift unshift reverse sort splice。

换言之，这些方法是改变数组的入口。

在数组实例和数组原型之间，加一个新的原型

直接修改Array.prototype，是极其危险的。

换一个思路，复制已有的数组原型，然后修改其中的方法，但这里因为原型上的方法不可枚举，自然也就没法复制。

于是再换一个思路，在数组和数组的原型之间，插入一个原型，形成原型链，数组 => 新原型 => 数组的原型，可以在新原型上增加同名的方法就可以了。

先借助伪代码理解：

// 伪代码
let arr = [];
arr.__proto__ = newPrototype;
newPrototype.__proto__ = Array.prototype;
// 然后可以在新原型上添加同名的方法就可以了
newPrototype.push = xxx;

转换成真实的代码如下，核心使用了Object.create，

// Object.create返回一个新对象，而来新对象的__proto__就是传进去的参数。
let newPrototype = Object.create(Array.prototype);
// 然后可以在新原型上添加同名的方法就可以了
newPrototype.push = xxx;

// 需要监测的数组，绑定新的原型就可以了
let arr = [];
arr.__proto__ = newPrototype;

以 push 为例，劫持 push

就是在新原型上重新写一个 push 的方法，里面执行老的 push，但除此之外还可以做点别的事。

let newPrototype = Object.create(Array.prototype);

// 在新原型上添加同名push
newPrototype.push = function(...args) {
  // 语义化this
  let curArr = this;
  console.log("使用了push");
  // 最后还是会执行原始的push
  return Array.prototype.push.call(curArr, ...args);
};

// 需要监测的数组，绑定新的原型就可以了
let arr = [];
arr.__proto__ = newPrototype;

// 执行push的时候，就会打印了
arr.push(1);

然后其他的方法也是类似的，试着写写其他的方法

劫持其他的方法

将其他方法也一起写了，因为逻辑一样，直接遍历即可。

let newPrototype = Object.create(Array.prototype);

let methods = ["push", "pop", "shift", "unshift", "reverse", "sort", "splice"];

methods.forEach(method => {
  newPrototype[method] = function(...args) {
    console.log(`使用了${method}`);
    return Array.prototype[method].call(this, ...args);
  };
});

// 需要监测的数组，绑定新的原型就可以了
let arr = [];
arr.__proto__ = newPrototype;

// 执行的时候，就会打印了
arr.push(1);
arr.pop();

数组里有数组项的话，也是需要监测的

这里数组里可能也是有数组的，需要遍历数组的每项，如果是数组的话依然需要指向新的原型。

嗯，对，用到递归了。

let newPrototype = Object.create(Array.prototype);

let methods = ["push", "pop", "shift", "unshift", "reverse", "sort", "splice"];

methods.forEach(method => {
  newPrototype[method] = function(...args) {
    console.log(`使用了${method}`);
    return Array.prototype[method].call(this, ...args);
  };
});

function observeArr(arr) {
  // 既是条件限制，也是递归的终止条件
  if (!Array.isArray(arr)) {
    return;
  }
  // 整个数组指向新的原型
  arr.__proto__ = newPrototype;
  // 数组的每项，如果是数组，也指向新的原型。
  arr.forEach(observeArr);
}
// 需要监测的数组，绑定新的原型就可以了
let arr = [[1, 2, 3]];
observeArr(arr);

// 执行的时候，就会打印了
arr[0].push(1);
arr[1].pop();

数组新添加的项，如果是数组也需要指向新的原型

能添加元素的方法：push unshift splice。

找到新加的元素，然后是数组的也同样指向新的原型

let newPrototype = Object.create(Array.prototype);

let methods = ["push", "pop", "shift", "unshift", "reverse", "sort", "splice"];

methods.forEach(method => {
  newPrototype[method] = function(...args) {
    console.log(`使用了${method}`);
    let inserted;
    switch (method) {
      case "push":
      case "unshift":
        inserted = args;
        break;
      case "splice":
        inserted = args.slice(2);
        break;
      default:
        break;
    }
    inserted && observeArr(inserted);
    return Array.prototype[method].call(this, ...args);
  };
});

function observeArr(arr) {
  // 即是条件限制，也是递归的终止条件
  if (!Array.isArray(arr)) {
    return;
  }
  // 整个数组指向新的原型
  arr.__proto__ = newPrototype;
  // 数组的每项，如果是数组，也指向新的原型。
  arr.forEach(observeArr);
}
// 这里可以导出去，方便别的文件使用
export default observeArr;
// 需要监测的数组，绑定新的原型就可以了
let arr = [];
observeArr(arr);
let addItem = [1, 2, 3];
arr.push(addItem);
// 执行的时候，就会打印了
addItem.push(1);
addItem.pop();

综合使用 defineProperty 监测对象和数组

现在已经有了监测对象的方法，也有了监测数组的方法，将两个综合起来，就能监测数组里面的对象，对象里面的数组了。

将监测数组和监测对象的的可以单独写成一个文件，方便之后使用。

这里为了方便直接运行代码，直接放在一块了。

/**
 * observeArr的部分
 **/
// 生成新的原型
let newPrototype = Object.create(Array.prototype);

let methods = ["push", "pop", "shift", "unshift", "reverse", "sort", "splice"];
// 在新原型上面添加以上方法，实现劫持
methods.forEach(method => {
  newPrototype[method] = function(...args) {
    console.log(`使用了${method}`);
    let inserted;
    switch (method) {
      case "push":
      case "unshift":
        inserted = args;
        break;
      case "splice":
        inserted = args.slice(2);
        break;
      default:
        break;
    }
    inserted && observeArr(inserted);
    return Array.prototype[method].call(this, ...args);
  };
});

function observeArr(arr) {
  // 新加！！！是对象的话，需要用对象
  if (Object.prototype.toString.call(arr) === "[object Object]") {
    observeObj(arr);
    return;
  }

  if (Array.isArray(arr)) {
    // 整个数组指向新的原型
    arr.__proto__ = newPrototype;
    // 数组的每项，如果是数组，也指向新的原型。
    arr.forEach(observeArr);
  }

  // 不是对象或者数组的，什么都不做
}

/**
 * observeObj的部分
 **/
function observeObj(obj) {
  // 加上参数限制，必须是对象才有劫持，也是递归的终止条件
  if (typeof obj !== "object" || obj == null) {
    return;
  }
  // 新加！！！数组交给数组处理
  if (Array.isArray(obj)) {
    observeArr(obj);
    return;
  }
  // 是对象的话 才开始递归
  for (let key in obj) {
    // 直接使用 obj.hasOwnProperty会提示不规范
    if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
      observeKey(obj, key);
      // 这里劫持该属性的属性值，如果不是对象直接返回，不影响
      observeObj(obj[key]);
    }
  }
  return obj;
}
function observeKey(obj, key) {
  let value = obj[key];
  Object.defineProperty(obj, key, {
    get() {
      console.log("读取属性", value);
      return value;
    },
    set(newValue) {
      console.log("设置属性", newValue);
      value = newValue;
    }
  });
}

/**
 * demo试试
 **/
let data = { a: 1, b: [1, 2, { c: 2 }] };
observeObj(data);
data.a = 2;
data.b.push([2, 3]);

let arr = [{ a: "数组里的对象" }, 3, 4];
observeArr(arr);
arr[0].a = 3;