ES6学习☞Module语法

在ES6之前,模块加载方案,最主要的有CommonJS和AMD两种。前者用于服务器,后者用于浏览器。ES6实现了模块功能,而且实现的相当简单,完全可以取代CommonJS和AMD规范,成为浏览器和服务器通用的模块解决方案。
ES6模块的设计思想是尽量的静态化,使得编译时就能确定模块的依赖关系,以及输入和输出的变量。CommonJS和AMD模块,都只能在运行时确定这些东西。比如,CommonJS模块就是对象,输入时必须查找对象属性。

// CommonJS模块
let { stat, exists, readFile } = require('fs');
// 等同于
let _fs = require('fs');
let stat = _fs.stat;
let exists = _fs.exists;
let readfile = _fs.readfile;

上面代码的实质是整体加载fs模块(即加载fs的所有方法),生成一个对象(_fs),然后再从这个对象上面读取3个方法。这种加载称为“运行时加载”,因为只有运行时才能得到这个对象,导致完全没办法在编译时做“静态优化”。
ES6模块不是对象,而是通过export命令显式指定输出的代码,再通过import命令输入。

// ES6模块
import { stat, exists, readFile } from 'fs';

上面代码的实质是从fs模块加载3个方法,其他方法不加载。这种加载称为“编译时加载”或者静态加载,即ES6可以在编译时就完成模块加载,效率要比CommonJS模块的加载方式高。当然,这也导致了没法引用ES6模块本身,因为它不是对象。
由于ES6模块是编译时加载,使得静态分析成为可能。有了它,就能进一步拓宽JavaScript 的语法,比如引入宏(macro)和类型检验(type system)这些只能靠静态分析实现的功能。
除了静态加载带来的各种好处,ES6模块还有以下好处。

  • 不再需要UMD模块格式了,将来服务器和浏览器都会支持ES6模块格式。目前,通过各种工具库,其实已经做到了这一点。
  • 将来浏览器的新API就能用模块格式提供,不再必须做成全局变量或者navigator对象的属性。
  • 不再需要对象作为命名空间(比如Math对象),未来这些功能可以通过模块提供。

export

模块功能主要由两个命令构成:exportimportexport命令用于规定模块的对外接口。import命令用于输入其他模块提供的功能。
一个模块就是一个独立的文件。该文件内部的所有变量外部无法获取。如果你希望外部能够读取模块内部的某个变量,就必须使用export关键字输出该变量。

//profile.js
export var firstName='zhang';
export var year=2000;
//另一种写法
var firstName='zhang';
var year=2000;
export {firstName,year};

上面代码在export命令后面,使用大括号指定所要输出的一组变量。
export命令除了可以输出变量,还可以输出函数或类。

export function multiply(x,y) {
  return x * y;
};

通常情况下,export输出的变量就是本来的名字,但是可以使用as关键字重命名。

function v1() { ... }
function v2() { ... }

export {
  v1 as streamV1,
  v2 as streamV2,
  v2 as streamLatestVersion
};

重命名后,v2可以用不同的名字输出两次。
需要特别注意的是,export命令规定的是对外的接口,必须与模块内部的变量建立一一对应关系。

// 报错
export 1;
// 报错
var m = 1;
export m;

上面两种写法都会报错,因为没有提供对外的接口。第一种写法直接输出1,第二种写法通过变量m,还是直接输出1。1只是一个值,不是接口。正确的写法是下面这样。

// 写法一
export var m = 1;
// 写法二
var m = 1;
export {m};
// 写法三
var n = 1;
export {n as m};

上面三种写法都是正确的,规定了对外的接口m。其他脚本可以通过这个接口,取到值1。它们的实质是,在接口名与模块内部变量之间,建立了一一对应的关系。
同样的,functionclass的输出,也必须遵守这样的写法。

// 报错
function f() {}
export f;
// 正确
export function f() {};
// 正确
function f() {}
export {f};

另外,export语句输出的接口,与其对应的值是动态绑定关系,即通过该接口,可以取到模块内部实时的值。这一点与CommonJS规范完全不同。CommonJS模块输出的是值的缓存,不存在动态更新。

export var foo = 'bar';
setTimeout(() => foo = 'baz', 500);

最后,export命令可以出现在模块的任何位置,只要处于模块顶层就可以。如果处于块级作用域内,就会报错,import命令也是如此。这是因为处于条件代码块之中,就没法做静态优化了,违背了ES6 模块的设计初衷。

function foo() {
  export default 'bar' // SyntaxError
}
foo()

import

使用export命令定义了模块的对外接口以后,其他JS文件就可以通过import命令加载这个模块。

// main.js
import {firstName,year} from './profile.js';
function setName(element) {
  element.textContent=firstName+' '+year;
}

import命令接受一对大括号,里面指定要从其他模块导入的变量名。大括号里面的变量名,必须与被导入模块对外接口的名称相同。
如果想为输入的变量重新取一个名字,import命令要使用as关键字,将输入的变量重命名。

import { lastName as surname } from './profile.js';

import命令输入的变量都是只读的,因为它的本质是输入接口。也就是说,不允许在加载模块的脚本里面,改写接口。

import {a} from './xxx.js'
a = {}; // Syntax Error : 'a' is read-only;

上面代码中,脚本加载了变量a,对其重新赋值就会报错,因为a是一个只读的接口。但是,如果a是一个对象,改写a的属性是允许的。

import {a} from './xxx.js'
a.foo = 'hello'; // 合法操作

import后面的from指定模块文件的位置,可以是相对路径,也可以是绝对路径,.js后缀可以省略。如果只是模块名,不带有路径,那么必须有配置文件,告诉JS引擎该模块的位置。

import {myMethod} from 'util';

注意,import命令具有提升效果,会提升到整个模块的头部,首先执行。

foo();
import { foo } from 'my_module';

上面的代码不会报错,因为import的执行早于foo的调用。这种行为的本质是,import命令是编译阶段执行的,在代码运行之前。
由于import是静态执行,所以不能使用表达式和变量,这些只有在运行时才能得到结果的语法结构。

// 报错
import { 'f' + 'oo' } from 'my_module';
// 报错
let module = 'my_module';
import { foo } from module;
// 报错
if (x === 1) {
  import { foo } from 'module1';
} else {
  import { foo } from 'module2';
}

最后,import语句会执行所加载的模块,因此可以有下面的写法。

import 'lodash';

上面代码仅仅执行lodash模块,但是不输入任何值。
如果多次重复执行同一句import语句,那么只会执行一次,而不会执行多次。

import 'lodash';
import 'lodash';

import { foo } from 'my_module';
import { bar } from 'my_module';
// 等同于
import { foo, bar } from 'my_module';

目前阶段,通过Babel转码,CommonJS模块的require命令和ES6模块的import命令,可以写在同一个模块里面,但是最好不要这样做。因为import在静态解析阶段执行,所以它是一个模块之中最早执行的。

模块的整体加载

除了指定加载某个输出值,还可以使用整体加载,即用星号(*)指定一个对象,所有输出值都加载在这个对象上面。

// circle.js
export function area(radius) {
  return Math.PI * radius * radius;
}
export function circumference(radius) {
  return 2 * Math.PI * radius;
}

现在,加载这个模块。

// main.js
import { area, circumference } from './circle';
console.log('圆面积:'+area(4));
console.log('圆周长:'+circumference(14));

上面写法是逐一指定要加载的方法,整体加载的写法如下。

import * as circle from './circle';
console.log('圆面积:' + circle.area(4));
console.log('圆周长:' + circle.circumference(14));

注意,模块整体加载所在的那个对象(上例是circle),应该是可以静态分析的,所以不允许运行时改变。下面的写法都是不允许的。

import * as circle from './circle';
// 下面两行都是不允许的
circle.foo = 'hello';
circle.area = function () {};

export default命令

使用import命令的时候,用户需要知道所要加载的变量名或函数名,否则无法加载。为了给用户提供方便,就要用到export default命令,为模块指定默认输出。

// export-default.js
export default function () {
  console.log('foo');
}

上面代码是一个模块文件export-default.js,它的默认输出是一个函数。
其他模块加载该模块时,import命令可以为该匿名函数指定任意名字。

// import-default.js
import customName from './export-default';
customName(); // 'foo'

上面代码的import命令,可以用任意名称指向export-default.js输出的方法,这时就不需要知道原模块输出的函数名。需要注意的是,这时import命令后面,不使用大括号。
export default命令用在非匿名函数前,也是可以的。

// export-default.js
export default function foo() {
  console.log('foo');
}
// 或者写成
function foo() {
  console.log('foo');
}
export default foo;

上面代码中,foo函数的函数名foo,在模块外部是无效的。加载的时候,视同匿名函数加载。
下面比较一下默认输出和正常输出。

// 第一组
export default function crc32() { // 输出
  // ...
}
import crc32 from 'crc32'; // 输入
// 第二组
export function crc32() { // 输出
  // ...
};
import {crc32} from 'crc32'; // 输入

上面代码的两组写法,第一组是使用export default时,对应的import语句不需要使用大括号;第二组是不使用export default时,对应的import语句需要使用大括号。
export default命令用于指定模块的默认输出。显然,一个模块只能有一个默认输出,因此export default命令只能使用一次。所以,import命令后面才不用加大括号,因为只可能唯一对应export default命令。
本质上,export default就是输出一个叫做default的变量或方法,然后系统允许你为它取任意名字。所以,下面的写法是有效的。

// modules.js
function add(x, y) {
  return x * y;
}
export {add as default};
// 等同于
// export default add;

// app.js
import { default as foo } from 'modules';
// 等同于
// import foo from 'modules';

正是因为export default命令其实只是输出一个叫做default的变量,所以它后面不能跟变量声明语句。

// 正确
export var a = 1;
// 正确
var a = 1;
export default a;
// 错误
export default var a = 1;

上面代码中,export default a的含义是将变量a的值赋给变量default。所以,最后一种写法会报错。
同样地,因为export default命令的本质是将后面的值,赋给default变量,所以可以直接将一个值写在export default之后。

// 正确
export default 42;
// 报错
export 42;

有了export default命令,输入模块时就非常直观了,以输入lodash模块为例。

import _ from 'lodash';

如果想在一条import语句中,同时输入默认方法和其他接口,可以写成下面这样。

import _,{each,each as forEach} from 'lodash';

对应上面代码的export语句如下。

export default function (obj) {
  // ···
}
export function each(obj, iterator, context) {
  // ···
}
export { each as forEach };

export default也可以用来输出类。

// MyClass.js
export default class { ... }
// main.js
import MyClass from 'MyClass';
let o = new MyClass();

export与import的复合写法

如果在一个模块之中,先输入后输出同一个模块,import语句可以与export语句写在一起。

export { foo, bar } from 'my_module';
// 可以简单理解为
import { foo, bar } from 'my_module';
export { foo, bar };

上面代码中,exportimport语句可以结合在一起,写成一行。但需要注意的是,写成一行以后,foobar实际上并没有被导入当前模块,只是相当于对外转发了这两个接口,导致当前模块不能直接使用foobar
模块的接口改名和整体输出,也可以采用这种写法。

// 接口改名
export { foo as myFoo } from 'my_module';
// 整体输出
export * from 'my_module';
默认接口的写法如下。
export { default } from 'foo';

具名接口改为默认接口的写法如下。

export { es6 as default } from './someModule';
// 等同于
import { es6 } from './someModule';
export default es6;

同样地,默认接口也可以改名为具名接口。

export { default as es6 } from './someModule';

下面三种import语句,没有对应的复合写法。

import * as someIdentifier from "someModule";
import someIdentifier from "someModule";
import someIdentifier, { namedIdentifier } from "someModule";

为了做到形式的对称,现在有提案,提出补上这三种复合写法。

export * as someIdentifier from "someModule";
export someIdentifier from "someModule";
export someIdentifier, { namedIdentifier } from "someModule";

模块的继承

模块之间也可以继承。
假设有一个circleplus模块,继承了circle模块。

// circleplus.js
export * from 'circle';
export var e = 2.71828182846;
export default function(x) {
  return Math.exp(x);
}

上面代码中的export *,表示再输出circle模块的所有属性和方法。注意,export *命令会忽略circle模块的default方法。然后,上面代码又输出了自定义的e变量和默认方法。
这时,也可以将circle的属性或方法,改名后再输出。

// circleplus.js
export { area as circleArea } from 'circle';

上面代码表示,只输出circle模块的area方法,且将其改名为circleArea
加载上面模块的写法如下。

// main.js
import * as math from 'circleplus';
import exp from 'circleplus';
console.log(exp(math.e));

上面代码中的import exp表示,将circleplus模块的默认方法加载为exp方法。

跨模块常量

const声明的常量只在当前代码块有效。如果想设置跨模块的常量(即跨多个文件),或者说一个值要被多个模块共享,可以采用下面的写法。

// constants.js 模块
export const A = 1;
export const B = 3;
export const C = 4;
// test1.js 模块
import * as constants from './constants';
console.log(constants.A); // 1
console.log(constants.B); // 3
// test2.js 模块
import {A, B} from './constants';
console.log(A); // 1
console.log(B); // 3

如果要使用的常量非常多,可以建一个专门的constants目录,将各种常量写在不同的文件里面,保存在该目录下。

// constants/db.js
export const db = {
  url: 'http://my.couchdbserver.local:5984',
  admin_username: 'admin',
  admin_password: 'admin password'
};
// constants/user.js
export const users = ['root', 'admin', 'staff', 'ceo', 'chief', 'moderator'];

然后,将这些文件输出的常量,合并在index.js里面。

// constants/index.js
export {db} from './db';
export {users} from './users';

使用的时候,直接加载index.js就可以了。

// script.js
import {db, users} from './index';

import()

import命令会被JS引擎静态分析,先于模块内的其他语句执行。所以,下面的代码会报错。

// 报错
if (x === 2) {
  import MyModual from './myModual';
}

上面代码中,引擎处理import语句是在编译时,这时不会去分析或执行if语句,所以import语句放在if代码块之中毫无意义,因此会报句法错误,而不是执行时错误。也就是说,importexport命令只能在模块的顶层,不能在代码块之中。
这样的设计,固然有利于编译器提高效率,但也导致无法在运行时加载模块。在语法上,条件加载就不可能实现。如果import命令要取代Node的require方法,这就形成了一个障碍。因为require是运行时加载模块,import命令无法取代require的动态加载功能。

const path = './' + fileName;
const myModual = require(path);

上面的语句就是动态加载,require到底加载哪一个模块,只有运行时才知道。import命令做不到这一点。
因此,有一个提案,建议引入import()函数,完成动态加载。

import(specifier)

上面代码中,import函数的参数specifier,指定所要加载的模块的位置。import命令能够接受什么参数,import()函数就能接受什么参数,两者区别主要是后者为动态加载。
import()返回一个Promise对象。下面是一个例子。

const main = document.querySelector('main');
import(`./section-modules/${someVariable}.js`)
  .then(module => {
    module.loadPageInto(main);
  })
  .catch(err => {
    main.textContent = err.message;
  });

import()函数可以用在任何地方,不仅仅是模块,非模块的脚本也可以使用。它是运行时执行,也就是说,什么时候运行到这一句,就会加载指定的模块。另外,import()函数与所加载的模块没有静态连接关系,这点也是与import语句不相同。import()类似于 Node 的require方法,区别主要是前者是异步加载,后者是同步加载。

适用场合

下面是import()的一些适用场合。

1.按需加载。

import()可以在需要的时候,再加载某个模块。

button.addEventListener('click', event => {
  import('./dialogBox.js')
  .then(dialogBox => {
    dialogBox.open();
  })
  .catch(error => {
    /* Error handling */
  })
});

上面代码中,import()方法放在click事件的监听函数之中,只有用户点击了按钮,才会加载这个模块。

2.条件加载

import()可以放在if代码块,根据不同的情况,加载不同的模块。

if (condition) {
  import('moduleA').then(...);
} else {
  import('moduleB').then(...);
}
3.动态的模块路径

import()允许模块路径动态生成。

import(f()).then(...);

上面代码中,根据函数f的返回结果,加载不同的模块。

注意点

import()加载模块成功以后,这个模块会作为一个对象,当作then方法的参数。因此,可以使用对象解构赋值的语法,获取输出接口。

import('./myModule.js')
.then(({export1, export2}) => {
  // ...·
});

上面代码中,export1export2都是myModule.js的输出接口,可以解构获得。
如果模块有default输出接口,可以用参数直接获得。

import('./myModule.js')
.then(myModule => {
  console.log(myModule.default);
});

上面的代码也可以使用具名输入的形式。

import('./myModule.js')
.then(({default: theDefault}) => {
  console.log(theDefault);
});

如果想同时加载多个模块,可以采用下面的写法。

Promise.all([
  import('./module1.js'),
  import('./module2.js'),
  import('./module3.js'),
])
.then(([module1, module2, module3]) => {
   ···
});

import()也可以用在async函数之中。

async function main() {
  const myModule = await import('./myModule.js');
  const {export1, export2} = await import('./myModule.js');
  const [module1, module2, module3] =
    await Promise.all([
      import('./module1.js'),
      import('./module2.js'),
      import('./module3.js'),
    ]);
}
main();
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