从规范看ECMAScript（二）：数据类型

本篇来讲一下ES里的数据类型。

数据类型

ES里的数据类型分两种。

一种是语言类型，就是我们平常写的12,'xccurate',undefined等等类型。

一种是规范类型，是用来描述ECMAScript语言结构和ECMAScript语言类型的值，例如引用Reference，列表List等等。

先来看看基本的语言类型吧。

语言类型

ES的语言类型有七种：

• Undefined类型：只有一个值：undefined。
• Null类型：只有一个值：null。
• Boolean类型：有两个值：true和false。
• String类型：是零个或多个16位无符号整数值的所有有序序列的集合，最大长度为2^53 -1个元素。它的严格定义就不深究了，想了解的看🔗。
• Symbol类型：每个值都是独一无二的，例如Symbol('s1mple')。规范中定义了一些内置的Symbol值🔗。
• Number类型：一共18437736874454810627个值，包括NaN、+Infinity、-Infinity。详细定义看🔗。
• Object类型：例如：let a = {} 。这就得好好说说了，见下方。

Object类型

对象是属性property的集合。

属性使用键值对来标识，属性的键的值可以为String类型（可以为空''）或Symbol类型。

属性分为两种：

• 数据属性data property：将键值与一个ES语言值和一组布尔属性相关联。
• 访问器属性accessor property：将键值与一个或两个访问器函数和一组布尔属性相关联。访问器函数用于存储或检索与属性关联的ECMAScript语言值。

所有对象都是属性的逻辑集合。但是有很多种对象在访问和操作其属性的语义上有所不同。

普通对象(Ordinary objects)是最常见的对象形式，具有默认对象语义。

怪异对象(exotic object)是其属性语义与默认语义不同的任何形式的对象。

属性的特性

特性attribute用来定义和解释对象属性的状态。

其中数据属性的特性有：[[Value]]、[[Writable]]、[[Enumerable]]、[[Configurable]]。

访问器属性的特性有：[[Get]]、[[Set]]、[[Enumerable]]、[[Configurable]]。

它们的意义也不多说了，随便一查都有，不是重点。

对象的内部方法与内部插槽

内部方法 Object Internal：其算法制定了对象的实际语义。不是ES语言的一部分，由规范定义，仅用于说明。内部方法是多态的，不同的对象可能会执行不同的算法。

内部插槽 Internal Slots：是给算法使用的内部状态。不是对象属性，不继承。其值可能为规范类型或者语言类型。（为了方便理解，其实可以把它看作内部属性，不对开发者可见。而且内部插槽这个名字实在太别扭了😂，下文就叫做内部属性了。）

这两个都是规范定义的用来描述ES对象行为的东西，可以简单的理解为对象的函数和属性。

**内部方法和内部属性均用双方括号标识：[[xxxxx]]**

这个表格🔗总结了对象的必要的内部方法，每个对象都必须有其算法，然而却不一定相同。

简略说一下有什么：

[[GetPrototypeOf]]、[[SetPrototypeOf]]：获取和设置对象的原型prototype。

[[IsExtensible]]：决定是否可以向此对象添加其他属性。

[[PreventExtensions]]：决定是否可以将新属性添加到此对象。// 这个跟上面那个有什么区别还不太清楚

[[GetOwnProperty]]、[[DefineOwnProperty]]：获取和设置对象（名称为参数的）属性的属性描述符。

[[HasProperty]]：判断对象是否有自己的或继承的（名称为参数的）属性。

[[Get]]、[[Set]]：获取和设置（名称为参数的）属性的值。

[[Delete]]：删除对象（名称为参数的）属性。

[[OwnPropertyKeys]]：返回对象自身的属性的列表。

上篇说过，函数是可调用对象。所以其具有额外的内部方法：[[Call]]。而构造函数具有额外的内部方法：[[Construct]]。

也就是说函数执行时最终调用的就是函数对象的[[Call]]方法，构造函数构造对象时，执行的是构造函数的[[Construct]]方法。

它们的的实际语义到时候再仔细分析。

接下来一小节🔗讲的是这些基本内部方法不变的行为。例如返回类型的规定，等等。这些规则是所有对象必须遵守的，尽管其算法有可能不同。这些边边角角不用开发者操心，就不详述了。

内在对象

内在对象 Intrinsic Objects是规范中的算法要引用到的内置对象。像Array、String、Object及其原型等等。

详细见表🔗，就先不列举了，等到用到的时候再说。

多说一句，这组内置对象是每个领域Realm中有一组。什么是领域呢，例如一个页面中的iframe中的Array对象与该页面中的Array对象就不一样，它们就是两个领域的。

规范类型

规范类型是在规范中使用的，用来描述ES语义的、无法在规范外使用类型。

List和Record类型

List类型用来解释函数参数列表的执行。List类型的值是包含单个值的列表元素的简单有序序列。

其实可以简单理解为ES的数组，但是写规范的时候还不存在ES的数组类型，只好用List来描述像数组这样的类型。例如，«1,2»定义了一个List值，它具有两个元素，每个元素被初始化为一个特定的值。 一个新的空列表可以表示为«»。

（在上篇提到的ES解释器engine262中List实现就是用数组来实现的。）

Record类型用于描述规范算法中的数据聚合。Record类型值由一个或多个命名字段组成。 每个字段的值都是ECMAScript值或由与Record类型相关联的名称表示的抽象值。 字段名称始终用双括号括起来，例如[[value]]。

这个就像是ES里的对象了，使用也很像：R.[[Field2]]是名为[[Field2]]的R的字段的缩写。

（在engine262里Record就是用对象来实现的。）

Set 和 Relation类型

Set类型用于解释内存模型中使用的无序元素集合，其中没有元素出现超过一次。元素可以添加到集合中，也可以从集合中移除。集合可以合并、交叉或从彼此中减去。

Relation类型用于解释Set上的约束。

// 这两个我还没遇到过，不太懂就不说了😂。

Completion Record 类型

Completion Record类型用来解释值和控制流的运行时传播。

ECMAScript规范中的每个运行时语义都显式或隐式返回一个报告其结果的完成Completion Record。

（这个定义读起来就很拗口，不过不是很重要，简单理解一下就行。）

Completion Record是一个Record，所以就可以用对象来描述它，它有三个字段：

Completion Record = {
  [[type]] // Completion的类型，有 normal, break, continue, return, throw 5种类型
  [[value]] // 返回的值为ES语言值或空，仅当当[[type]] 为 normal,return, throw时有值
  [[target]] // 定向控制转移的目标label，为string或空，仅当[[type]] 为break, continue时有值
}

[[type]]为normal时返回的Completion Record称作normal completion。其余的都称为abrupt completion。

在规范的各种抽象操作（也叫算法）中会有这样的返回 Return Infinity，这就是隐式返回了一个Completion Record，相当于 Return NormalCompletion("Infinity")。

规范在算法中经常有 ? Call(exoticToPrim, input, « hint »)这样以 ?开头的语句，它的意思如下：

让res为执行Call(exoticToPrim, input, « hint »)抽象操作的结果。

上面说过，每个运行时语义都显示或隐式的返回一个Completion Record，所以

如果res为abrupt completion，返回res。

如果res为Completion Record， res = res.[[value]]。

你还会看到 ! ToString(key)这样前缀为 !的语句，它的意思如下：

让res为ToString(key)

断言res不是abrupt completion

如果res为Completion Record， res.[[value]] = res。

这两个不一样哦，注意看最后的赋值语句。

在阅读规范时，可暂时忽略其实际意义。

Reference类型

Reference类型用来解释诸如delete，typeof，赋值运算符，super关键字和其他语言特征等运算符的行为。

（在我看来，就是LHS，为了解决谁在哪里这样的问题）

一个Reference是解析的名称或属性绑定。Reference由三个组件组成：

{
  BaseValue // 值为：undefined,Object,Boolean,String,Symbol,Number, Environment Record. 
  ReferencedName // String或Symbol值。
  StrictReference // 布尔值，标识是否为严格模式
}

base值为undefined时表示无法解析该引用。

还有Super Reference， 用于表示使用super关键字表达的名称绑定。有个额外的 thisValue组件，其base值永远不会为Environment Record。

举个栗子：

let a = {
  b: 'test'
}

其中，查找b时就会得到一个Reference类型，其值为：

{
  BaseValue: a,
  ReferencedName: b,
  StrictReference: false
}

规范还规定了对于它的一些抽象操作，例如GetBase、GetReferencedName、IsStrictReference等等。

简单说下吧：

• GetBase ( V )：V是一个Reference。获取V的base组件。

• GetReferencedName ( V )：V是一个Reference。获取V的name组件。

• IsStrictReference ( V )：V是一个Reference。获取V的strict组件。

• HasPrimitiveBase ( V )：V是一个Reference。用来判断V的base组件的值是否是这几个原始值Boolean,String,Symbol,Number。

• IsPropertyReference ( V )：V是一个Reference。用来判断V是否是属性Reference，即其base值为Object或者HasPrimitiveBase ( V )为true。

• IsUnresolvableReference ( V )：V是一个Reference。用来判断是否是无法解析的Reference，即base值为undefined。

• IsSuperReference ( V )：V是一个Reference。就是判断V是不是Super Reference，即有没有thisValue 组件。

• GetValue ( V )：

  如果V不是Reference，就直接返回V

  是Reference，

  ​ 是无法解析的Reference，就抛出ReferenceError 错误。（就是平常遇到的变量未定义错误啦 Uncaught ReferenceError: a is not defined）

  ​ 是属性Reference，

  ​ 如果是base原始值Boolean,String,Symbol,Number，

  ​ 就让base = ToObject(base)。⭕1（以后有红圈的地方就是有批注的地方，圈起来，重点😂）

  ​ 返回 base.[[Get]](GetReferencedName(V), GetThisValue(V))。

  ​ 那么Reference一定为 Environment Record，

  ​ 返回 base.GetBindingValue(GetReferencedName(V), IsStrictReference(V))。

  ⭕1：这个地方就是为什么string、number不是对象却能够使用 String、Number对象上的方法的原因了。

  比如使用 'SOMEBODY'.toLocaleLowerCase()时要先进行LHS查询找到 'SOMEBODY'.toLocaleLowerCase是什么，才能执行函数。此时的Reference就是：

  {
    BaseValue: 'SOMEBODY',
    ReferencedName: toLocaleLowerCase,
    StrictReference: false
  }
  

  判断 'SOMEBODY'是原始值，就进行ToObject，这个操作会将其变成一个String对象，再获取toLocaleLowerCase方法。

  当Reference为 Environment Record时，由于Environment Record还没讲，不说太多，大概就是获取Environment Record绑定值。

• PutValue ( V, W )：

  如果V不是Reference，抛出ReferenceError 。

  如果无法解析Reference，

  ​ 如果是严格模式，抛出ReferenceError 。

  ​ 否则，⭕2

  ​ 获取全局对象GlobalObject，

  ​ 执行 Set(globalObj, GetReferencedName(V), W, false)操作，返回其结果。

  如果是属性Reference，

  ​ 如果是base原始值Boolean,String,Symbol,Number，就ToObjet。

  ​ 执行 base.[[Set]](GetReferencedName(V), W, GetThisValue(V))操作，

  ​ 如果返回值为false，且为严格模式，抛出ReferenceError 。

  ​ 那么一定是Environment Record，

  ​ 执行 base.SetMutableBinding(GetReferencedName(V), W, IsStrictReference(V))。返回其结果。

  ⭕2：这个地方就是平常我们没声明变量直接进行赋值操作 a = 1时的算法，会在全局对象上新建一个属性，并赋给其值。

  当Reference为 Environment Record时，大概进行的操作就是在类型为Environment Record 的base上创建一个可变绑定，并赋值。

• GetThisValue ( V )：当为SuperReference时返回thisValue 组件的值。

• InitializeReferencedBinding ( V, W )：此时base为Environment Record，执行 InitializeBinding(GetReferencedName(V), W)操作，就是初始化绑定。

总算讲完了，Reference类型算是比较重要的一种规范类型了，理解ES运行时语义绕不开它，所以讲了很多，不像Completion Record类型，没讲太多，一方面对于理解语义无关紧要，一方面是我也不太懂😂。

Property Descriptor类型

属性描述符类型，用来解释对象属性的特性的操作，其值为Record类型，分为数据属性描述符和访问器属性描述符。

它的抽象操作我就不多说了，自己了解下就行了🔗。

Lexical Environment 类型 Environment Record类型

这两个是大部头，按下不表，下面有一节专门介绍，主要是用来描述ES里作用域，标识符绑定等等。

额外说一句，我看到现在很多教程里都还在用活动对象（Activation Object）来解释作用域、闭包时，还纳闷怎么没在规范里看到，后来一搜才发现，AO、VO是ES3规范里的东西，打ES5后就再也没这俩词了。。

Data Blocks

用来描述字节大小（8位）数值的不同且可变的序列。暂时我也不懂，就先不说了😂。

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这篇就先结束到这吧，本来打算把下章抽象操作也讲完的，一写下来发现有点长，就下篇讲吧。下篇主要是类型测试、类型转换，还有对象上的基本操作。

最后如果对大家有用的话，求关注、star，github 仓库🔗。🙏🙏