JavaScript ECMA-262-3中變量對象的用法

這篇文章主要講解了JavaScript ECMA-262-3中變量對象的用法，內容清晰明了，對此有興趣的小伙伴可以學習一下，相信大家閱讀完之后會有幫助。

介紹

我們在創建應用程序的時候，總免不了要聲明變量和函數。那么，當我們需要使用這些東西的時候，解釋器(interpreter)是怎么樣、從哪里找到我們的數據(函數，變量)的，這個過程究竟發生了什么呢？

大部分ECMAScript程序員應該都知道變量與 執行上下文 密切相關：

var a = 10; // variable of the global context
 
(function () {
 var b = 20; // local variable of the function context
})();
 
alert(a); // 10
alert(b); // "b" is not defined

同樣，很多程序員也知道，基于當前版本的規范，獨立作用域只能通過“函數(function)”代碼類型的執行上下文創建。那么，想對于C/C++舉例來說，ECMAScript里， for 循環并不能創建一個局部的上下文。(譯者注：就是局部作用域)：

for (var k in {a: 1, b: 2}) {
 alert(k);
}
 
alert(k); // variable "k" still in scope even the loop is finished

下面我們具體來看一看，當我們聲明數據時候的內部細節。

數據聲明

如果變量與執行上下文相關，那么它自己應該知道它的數據存儲在哪里和如何訪問。這種機制被稱作 變量對象(variable object).

變量對象 (縮寫為VO)就是與執行上下文相關的對象(譯者注：這個“對象”的意思就是指某個東西)，它存儲下列內容：

• 變量 (var, VariableDeclaration);
• 函數聲明 (FunctionDeclaration, 縮寫為FD);
• 以及函數的形參

以上均在上下文中聲明。

簡單舉例如下，一個變量對象完全有可能用正常的ECMAScript對象的形式來表現：

VO = {};

正如我們之前所說, VO就是執行上下文的屬性(property)：

activeExecutionContext = {
 VO: {
 // context data (var, FD, function arguments)
 }
};

只有全局上下文的變量對象允許通過VO的屬性名稱間接訪問(因為在全局上下文里，全局對象自身就是變量對象，稍后會詳細介紹)。在其它上下文中是不可能直接訪問到VO的，因為變量對象完全是實現機制內部的事情。

當我們聲明一個變量或一個函數的時候，同時還用變量的名稱和值，在VO里創建了一個新的屬性。

例如：

var a = 10;

function test(x) {
 var b = 20;
};

test(30);

對應的變量對象是：

// Variable object of the global context
VO(globalContext) = {
 a: 10,
 test: 
};

// Variable object of the "test" function context
VO(test functionContext) = {
 x: 30,
 b: 20
};

在具體實現層面(和在規范中)變量對象只是一個抽象的事物。(譯者注：這句話翻譯的總感覺不太順溜，歡迎您提供更好的譯文。)從本質上說，在不同的具體執行上下文中，VO的名稱和初始結構都不同。

不同執行上下文中的變量對象

對于所有類型的執行上下文來說，變量對象的一些操作(如變量初始化)和行為都是共通的。從這個角度來看，把變量對象作為抽象的基本事物來理解更容易。而在函數上下文里同樣可以通過變量對象定義一些相關的額外細節。

下面，我們詳細展開探討；

全局上下文中的變量對象

這里有必要先給全局對象(Global object)一個明確的定義：

全局對象(Global object) 是在進入任何執行上下文之前就已經創建的對象；這個對象只存在一份，它的屬性在程序中任何地方都可以訪問，全局對象的生命周期終止于程序退出那一刻。

初始創建階段，全局對象通過Math,String,Date,parseInt等屬性初始化，同樣也可以附加其它對象作為屬性，其中包括可以引用全局對象自身的對象。例如，在DOM中，全局對象的window屬性就是引用全局對象自身的屬性(當然，并不是所有的具體實現都是這樣)：

global = {
 Math: <...>,
 String: <...>
 ...
 ...
 window: global
};

因為全局對象是不能通過名稱直接訪問的，所以當訪問全局對象的屬性時，通常忽略前綴。盡管如此，通過全局上下文的this還是有可能直接訪問到全局對象的，同樣也可以通過引用自身的屬性來訪問，例如，DOM中的window。綜上所述，代碼可以簡寫為:

String(10); // means global.String(10);

// with prefixes
window.a = 10; // === global.window.a = 10 === global.a = 10;
this.b = 20; // global.b = 20;

因此，全局上下文中的變量對象就是全局對象自身(global object itself):

VO(globalContext) === global;

準確理解“全局上下文中的變量對象就是全局對象自身”是非常必要的，基于這個事實，在全局上下文中聲明一個變量時，我們才能夠通過全局對象的屬性間接訪問到這個變量(例如，當事先未知變量名時)：

var a = new String('test');

alert(a); // directly, is found in VO(globalContext): "test"

alert(window['a']); // indirectly via global === VO(globalContext): "test"
alert(a === this.a); // true

var aKey = 'a';
alert(window[aKey]); // indirectly, with dynamic property name: "test" 

函數上下文中的變量對象

在函數執行上下文中，VO是不能直接訪問的，此時由激活對象(activation object,縮寫為AO)扮演VO的角色。

VO(functionContext) === AO;

激活對象 是在進入函數上下文時刻被創建的，它通過函數的arguments屬性初始化。grguments屬性的值是Arguments object：

AO = {
 arguments: <ArgO>
};

Arguments objects 是函數上下文里的激活對象中的內部對象，它包括下列屬性：

• callee — 指向當前函數的引用；
• length — 真正傳遞的參數的個數；
• properties-indexes (字符串類型的整數) 屬性的值就是函數的參數值(按參數列表從左到右排列)。 properties-indexes內部元素的個數等于arguments.length. properties-indexes 的值和實際傳遞進來的參數之間是共享的。(譯者注：共享與不共享的區別可以對比理解為引用傳遞與值傳遞的區別)

例如：

function foo(x, y, z) {

 alert(arguments.length); // 2 – quantity of passed arguments
 alert(arguments.callee === foo); // true

 alert(x === arguments[0]); // true
 alert(x); // 10

 arguments[0] = 20;
 alert(x); // 20

 x = 30;
 alert(arguments[0]); // 30

 // however, for not passed argument z,
 // related index-property of the arguments
 // object is not shared

 z = 40;
 alert(arguments[2]); // undefined

 arguments[2] = 50;
 alert(z); // 40

}

foo(10, 20); 

最后一個例子的場景，在當前版本的Google Chrome瀏覽器里有一個bug  — 即使沒有傳遞參數z，z和arguments[2]仍然是共享的。(譯者注：我試驗了一下，在Chrome Ver4.1.249.1059版本，該bug仍然存在)

分階段處理上下文代碼

現在我們終于觸及到本文的核心內容。執行上下文的代碼被分成兩個基本的階段來處理：

• 進入執行上下文；
• 執行代碼；

變量對象的變化與這兩個階段緊密相關。

進入執行上下文

當進入執行上下文(代碼執行之前)時，VO已被下列屬性填充滿(這些都已經在前文描述過)：

• 函數的所有形式參數(如果我們是在函數執行上下文中)

  — 變量對象的一個屬性，這個屬性由一個形式參數的名稱和值組成；如果沒有對應傳遞實際參數，那么這個屬性就由形式參數的名稱和undefined值組成；

• 所有函數聲明(FunctionDeclaration, FD)  

  —變量對象的一個屬性，這個屬性由一個函數對象(function-object)的名稱和值組成；如果變量對象已經存在相同名稱的屬性，則完全替換這個屬性。

• 所有變量聲明(var, VariableDeclaration)  

  —變量對象的一個屬性，這個屬性由變量名稱和undefined值組成；如果變量名稱跟已經聲明的形式參數或函數相同，則變量聲明不會干擾已經存在的這類屬性。

讓我們看一個例子：

function test(a, b) {
 var c = 10;
 function d() {}
 var e = function _e() {};
 (function x() {});
}

test(10); // call 

當進入“test”函數的上下文時(傳遞參數10)，AO如下：

AO(test) = {
 a: 10,
 b: undefined,
 c: undefined,
 d: <reference to FunctionDeclaration "d">
 e: undefined
};

注意，AO里并不包含函數“x”。這是因為“x” 是一個函數表達式(FunctionExpression, 縮寫為 FE) 而不是函數聲明，函數表達式不會影響VO(譯者注：這里的VO指的就是AO)。 不管怎樣，函數“_e” 同樣也是函數表達式，但是就像我們下面將看到的那樣，因為它分配給了變量 “e”，所以它變成可以通過名稱“e”來訪問。 FunctionDeclaration 與 FunctionExpression 的不同，將在 Chapter 5. Functions進行詳細的探討。

這之后，將進入處理上下文代碼的第二個階段 — 執行代碼。

執行代碼

這一刻，AO/VO 已經被屬性(不過，并不是所有的屬性都有值，大部分屬性的值還是系統默認的初始值undefined )填滿。

還是前面那個例子, AO/VO 在代碼解釋期間被修改如下：

AO['c'] = 10;
AO['e'] = <reference to FunctionExpression "_e">;

再次注意，因為FunctionExpression“_e”保存到了已聲明的變量“e”上，所以它仍然存在于內存中(譯者注：就是還在AO/VO中的意思)。而FunctionExpression。未保存的函數表達式只有在它自己的定義或遞歸中才能被調用。 “x” 并不存在于AO/VO中。即，如果我們想嘗試調用“x”函數，不管在函數定義之前還是之后，都會出現一個錯誤“x is not defined”

另一個經典例子：

alert(x); // function

var x = 10;
alert(x); // 10

x = 20;

function x() {};

alert(x); // 20 

為什么第一個alert “x” 的返回值是function，而且它還是在“x” 聲明之前訪問的“x” 的？為什么不是10或20呢？因為，根據規范 — 當進入上下文時，往VO里填入函數聲明；在相同的階段，還有一個變量聲明“x”，那么正如我們在上一個階段所說，變量聲明在順序上跟在函數聲明和形式參數聲明之后，而且，在這個階段(譯者注：這個階段是指進入執行上下文階段)，變量聲明不會干擾VO中已經存在的同名函數聲明或形式參數聲明，因此，在進入上下文時，VO的結構如下：

VO = {};
 
VO['x'] = <reference to FunctionDeclaration "x">
 
// found var x = 10;
// if function "x" would not be already defined
// then "x" be undefined, but in our case
// variable declaration does not disturb
// the value of the function with the same name
 
VO['x'] = <the value is not disturbed, still function>

隨后在執行代碼階段，VO做如下修改：

VO['x'] = 10;
VO['x'] = 20; 

我們可以在第二、三個alert看到這個效果。

在下面的例子里我們可以再次看到，變量是在進入上下文階段放入VO中的。(因為，雖然else部分代碼永遠不會執行，但是不管怎樣，變量“b”仍然存在于VO中。)(譯者注：變量b雖然存在于VO中，但是變量b的值永遠是undefined)

if (true) {
 var a = 1;
} else {
 var b = 2;
}

alert(a); // 1
alert(b); // undefined, but not "b is not defined" 

關于變量

通常，各類文章和JavaScript相關的書籍都聲稱：“不管是使用var關鍵字(在全局上下文)還是不使用var關鍵字(在任何地方)，都可以聲明一個變量”。請記住，這絕對是謠傳：

任何時候，變量只能通過使用var關鍵字才能聲明。

那么像下面這樣分配：

 a = 10; 

這僅是給全局對象創建了一個新屬性(但是它不是變量)。“不是變量”的意思并不是說它不能被改變，而是指它不符合ECMAScript規范中的變量概念，所以它“不是變量”(它之所以能成為全局對象的屬性，完全是因為VO(globalContext) === global，大家還記得這個吧？)。

讓我們通過下面的實例看看具體的區別吧：

alert(a); // undefined
alert(b); // "b" is not defined

b = 10;
var a = 20; 

所有根源仍然是VO和它的修改階段(進入上下文 階段和執行代碼 階段)：

進入上下文階段：

VO = {
 a: undefined
}; 

我們可以看到，因為“b”不是一個變量，所以在這個階段根本就沒有“b”，“b”將只在執行代碼階段才會出現(但是在我們這個例子里，還沒有到那就已經出錯了)。

讓我們改變一下例子代碼：

alert(a); // undefined, we know why

b = 10;
alert(b); // 10, created at code execution

var a = 20;
alert(a); // 20, modified at code execution 

關于變量，還有一個重要的知識點。變量相對于簡單屬性來說，變量有一個特性(attribute)：{DontDelete},這個特性的含義就是不同通過delete操作符直接刪除變量屬性。

a = 10;
alert(window.a); // 10

alert(delete a); // true

alert(window.a); // undefined

var b = 20;
alert(window.b); // 20

alert(delete b); // false

alert(window.b); // still 20 

但是，在eval上下文，這個規則并不起作用，因為在這個上下文里，變量沒有{DontDelete}特性。

eval('var a = 10;');
alert(window.a); // 10

alert(delete a); // true

alert(window.a); // undefined

使用一些調試工具(例如：Firebug)的控制臺測試該實例時，請注意，Firebug同樣是使用eval來執行控制臺里你的代碼。因此，變量屬性同樣沒有{DontDelete}特性，可以被刪除。

特殊實現: __parent__ 屬性

前面已經提到過，按標準規范，激活對象是不可能被直接訪問到的。但是，一些具體實現并沒有完全遵守這個規定，例如SpiderMonkey和Rhino；在這些具體實現中，函數有一個特殊的屬性 __parent__，通過這個屬性可以直接引用到函數已經創建的激活對象或全局變量對象。

例如 (SpiderMonkey, Rhino)：

var global = this;
var a = 10;

function foo() {}

alert(foo.__parent__); // global

var VO = foo.__parent__;

alert(VO.a); // 10
alert(VO === global); // true 

在上面的例子中我們可以看到，函數foo是在全局上下文中創建的，所以屬性__parent__ 指向全局上下文的變量對象，即全局對象。(譯者注：還記得這個吧：VO(globalContext) === global)

然而，在SpiderMonkey中用同樣的方式訪問激活對象是不可能的：在不同版本的SpiderMonkey中，內部函數的__parent__ 有時指向null ，有時指向全局對象。

在Rhino中，用同樣的方式訪問激活對象是完全可以的。

例如 (Rhino)：

var global = this;
var x = 10;

(function foo() {

 var y = 20;

 // the activation object of the "foo" context
 var AO = (function () {}).__parent__;

 print(AO.y); // 20

 // __parent__ of the current activation
 // object is already the global object,
 // i.e. the special chain of variable objects is formed,
 // so-called, a scope chain
 print(AO.__parent__ === global); // true

 print(AO.__parent__.x); // 10

})(); 

看完上述內容，是不是對JavaScript ECMA-262-3中變量對象的用法有進一步的了解，如果還想學習更多內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道。