面试题：TypeScript中Symbol与元编程及反射的结合应用

Question

在TypeScript的元编程和反射场景下，Symbol起着重要作用。请描述一个具体场景，比如使用装饰器和反射来增强类的功能，在此场景中合理运用Symbol，详细说明设计思路、代码结构以及Symbol在其中如何确保唯一性和安全性。

Answer 1

设计思路

1. 装饰器的作用：通过装饰器为类添加额外功能，比如日志记录、权限检查等。
2. 反射的运用：利用反射机制在运行时获取类的元数据，以便动态操作类的属性和方法。
3. Symbol的作用：使用Symbol确保装饰器和反射相关的元数据具有唯一性和安全性，防止命名冲突。

代码结构

1. 定义Symbol：

const metadataKey = Symbol('metadata');

2. 创建装饰器：

function log(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
    const originalMethod = descriptor.value;
    descriptor.value = function(...args: any[]) {
        console.log(`Calling method ${propertyKey} with arguments:`, args);
        const result = originalMethod.apply(this, args);
        console.log(`Method ${propertyKey} returned:`, result);
        return result;
    };
    return descriptor;
}

3. 使用装饰器并结合反射：

class MyClass {
    @log
    myMethod(a: number, b: number) {
        return a + b;
    }
}

function getMetadata(target: any) {
    return Reflect.getMetadata(metadataKey, target);
}

Reflect.defineMetadata(metadataKey, 'Some metadata', MyClass);
console.log(getMetadata(MyClass));

Symbol确保唯一性和安全性

1. 唯一性：由于Symbol是唯一的，每次创建新的Symbol即使描述相同，也是不同的值。例如const s1 = Symbol('test'); const s2 = Symbol('test'); s1!== s2。这确保了在元编程和反射场景下，不同模块或库使用相同描述创建的Symbol不会冲突，比如不同装饰器使用相同名字的元数据键，使用Symbol可避免此问题。
2. 安全性：Symbol不能通过常规属性名访问方式（如obj.property）获取，只能通过Reflect相关操作访问，如Reflect.getMetadata(symbol, target)。这增加了元数据的安全性，防止意外或恶意的属性访问和修改，保护了类的内部元数据结构。