23.读懂 ECMAScript 规格
读懂规格
读懂 ECMAScript 规格
概述
规格文件是计算机语言的官方标准,详细描述语法规则和实现方法。
一般来说,没有必要阅读规格,除非你要写编译器。因为规格写得非常抽象和精炼,又缺乏实例,不容易理解,而且对于解决实际的应用问题,帮助不大。但是,如果你遇到疑难的语法问题,实在找不到答案,这时可以去查看规格文件,了解语言标准是怎么说的。规格是解决问题的“最后一招”。
这对 JavaScript 语言很有必要。因为它的使用场景复杂,语法规则不统一,例外很多,各种运行环境的行为不一致,导致奇怪的语法问题层出不穷,任何语法书都不可能囊括所有情况。查看规格,不失为一种解决语法问题的最可靠、最权威的终极方法。
本章介绍如何读懂 ECMAScript 6 的规格文件。
ECMAScript 6 的规格,可以在 ECMA 国际标准组织的官方网站(www.ecma-international.org/ecma-262/6.0/)免费下载和在线阅读。
这个规格文件相当庞大,一共有 26 章,A4 打印的话,足足有 545 页。它的特点就是规定得非常细致,每一个语法行为、每一个函数的实现都做了详尽的清晰的描述。基本上,编译器作者只要把每一步翻译成代码就可以了。这很大程度上,保证了所有 ES6 实现都有一致的行为。
ECMAScript 6 规格的 26 章之中,第 1 章到第 3 章是对文件本身的介绍,与语言关系不大。第 4 章是对这门语言总体设计的描述,有兴趣的读者可以读一下。第 5 章到第 8 章是语言宏观层面的描述。第 5 章是规格的名词解释和写法的介绍,第 6 章介绍数据类型,第 7 章介绍语言内部用到的抽象操作,第 8 章介绍代码如何运行。第 9 章到第 26 章介绍具体的语法。
对于一般用户来说,除了第 4 章,其他章节都涉及某一方面的细节,不用通读,只要在用到的时候,查阅相关章节即可。下面通过一些例子,介绍如何使用这份规格。
相等运算符
相等运算符(==
)是一个很让人头痛的运算符,它的语法行为多变,不符合直觉。这个小节就看看规格怎么规定它的行为。
请看下面这个表达式,请问它的值是多少。
0 == null
如果你不确定答案,或者想知道语言内部怎么处理,就可以去查看规格,7.2.12 小节是对相等运算符(==
)的描述。
规格对每一种语法行为的描述,都分成两部分:先是总体的行为描述,然后是实现的算法细节。相等运算符的总体描述,只有一句话。
“The comparison x == y
, where x
and y
are values, produces true
or false
.”
上面这句话的意思是,相等运算符用于比较两个值,返回true
或false
。
下面是算法细节。
- ReturnIfAbrupt(x).
- ReturnIfAbrupt(y).
- If
Type(x)
is the same as Type(y)
, then
Return the result of performing Strict Equality Comparison x === y
.
- If
x
is null
and y
is undefined
, return true
.
- If
x
is undefined
and y
is null
, return true
.
- If
Type(x)
is Number and Type(y)
is String,
return the result of the comparison x == ToNumber(y)
.
- If
Type(x)
is String and Type(y)
is Number,
return the result of the comparison ToNumber(x) == y
.
- If
Type(x)
is Boolean, return the result of the comparison ToNumber(x) == y
.
- If
Type(y)
is Boolean, return the result of the comparison x == ToNumber(y)
.
- If
Type(x)
is either String, Number, or Symbol and Type(y)
is Object, then
return the result of the comparison x == ToPrimitive(y)
.
- If
Type(x)
is Object and Type(y)
is either String, Number, or Symbol, then
return the result of the comparison ToPrimitive(x) == y
.
- Return
false
.
上面这段算法,一共有 12 步,翻译如下。
- 如果
x
不是正常值(比如抛出一个错误),中断执行。
- 如果
y
不是正常值,中断执行。
- 如果
Type(x)
与Type(y)
相同,执行严格相等运算x === y
。
- 如果
x
是null
,y
是undefined
,返回true
。
- 如果
x
是undefined
,y
是null
,返回true
。
- 如果
Type(x)
是数值,Type(y)
是字符串,返回x == ToNumber(y)
的结果。
- 如果
Type(x)
是字符串,Type(y)
是数值,返回ToNumber(x) == y
的结果。
- 如果
Type(x)
是布尔值,返回ToNumber(x) == y
的结果。
- 如果
Type(y)
是布尔值,返回x == ToNumber(y)
的结果。
- 如果
Type(x)
是字符串或数值或Symbol
值,Type(y)
是对象,返回x == ToPrimitive(y)
的结果。
- 如果
Type(x)
是对象,Type(y)
是字符串或数值或Symbol
值,返回ToPrimitive(x) == y
的结果。
- 返回
false
。
由于0
的类型是数值,null
的类型是 Null(这是规格4.3.13 小节的规定,是内部 Type 运算的结果,跟typeof
运算符无关)。因此上面的前 11 步都得不到结果,要到第 12 步才能得到false
。
0 == null // false
数组的空位
下面再看另一个例子。
const a1 = [undefined, undefined, undefined];
const a2 = [, , ,];
a1.length // 3
a2.length // 3
a1[0] // undefined
a2[0] // undefined
a1[0] === a2[0] // true
上面代码中,数组a1
的成员是三个undefined
,数组a2
的成员是三个空位。这两个数组很相似,长度都是 3,每个位置的成员读取出来都是undefined
。
但是,它们实际上存在重大差异。
0 in a1 // true
0 in a2 // false
a1.hasOwnProperty(0) // true
a2.hasOwnProperty(0) // false
Object.keys(a1) // ["0", "1", "2"]
Object.keys(a2) // []
a1.map(n => 1) // [1, 1, 1]
a2.map(n => 1) // [, , ,]
上面代码一共列出了四种运算,数组a1
和a2
的结果都不一样。前三种运算(in
运算符、数组的hasOwnProperty
方法、Object.keys
方法)都说明,数组a2
取不到属性名。最后一种运算(数组的map
方法)说明,数组a2
没有发生遍历。
为什么a1
与a2
成员的行为不一致?数组的成员是undefined
或空位,到底有什么不同?
规格的12.2.5 小节《数组的初始化》给出了答案。
“Array elements may be elided at the beginning, middle or end of the element list. Whenever a comma in the element list is not preceded by an AssignmentExpression (i.e., a comma at the beginning or after another comma), the missing array element contributes to the length of the Array and increases the index of subsequent elements. Elided array elements are not defined. If an element is elided at the end of an array, that element does not contribute to the length of the Array.”
翻译如下。
"数组成员可以省略。只要逗号前面没有任何表达式,数组的length
属性就会加 1,并且相应增加其后成员的位置索引。被省略的成员不会被定义。如果被省略的成员是数组最后一个成员,则不会导致数组length
属性增加。”
上面的规格说得很清楚,数组的空位会反映在length
属性,也就是说空位有自己的位置,但是这个位置的值是未定义,即这个值是不存在的。如果一定要读取,结果就是undefined
(因为undefined
在 JavaScript 语言中表示不存在)。
这就解释了为什么in
运算符、数组的hasOwnProperty
方法、Object.keys
方法,都取不到空位的属性名。因为这个属性名根本就不存在,规格里面没说要为空位分配属性名(位置索引),只说要为下一个元素的位置索引加 1。
至于为什么数组的map
方法会跳过空位,请看下一节。
数组的 map 方法
规格的22.1.3.15 小节定义了数组的map
方法。该小节先是总体描述map
方法的行为,里面没有提到数组空位。
后面的算法描述是这样的。
- Let
O
be ToObject(this value)
.
ReturnIfAbrupt(O)
.
- Let
len
be ToLength(Get(O, "length"))
.
ReturnIfAbrupt(len)
.
- If
IsCallable(callbackfn)
is false
, throw a TypeError exception.
- If
thisArg
was supplied, let T
be thisArg
; else let T
be undefined
.
- Let
A
be ArraySpeciesCreate(O, len)
.
ReturnIfAbrupt(A)
.
- Let
k
be 0.
- Repeat, while
k
< len
a. Let Pk
be ToString(k)
.
b. Let kPresent
be HasProperty(O, Pk)
.
c. ReturnIfAbrupt(kPresent)
.
d. If kPresent
is true
, then
d-1. Let kValue
be Get(O, Pk)
.
d-2. ReturnIfAbrupt(kValue)
.
d-3. Let mappedValue
be Call(callbackfn, T, «kValue, k, O»)
.
d-4. ReturnIfAbrupt(mappedValue)
.
d-5. Let status
be CreateDataPropertyOrThrow (A, Pk, mappedValue)
.
d-6. ReturnIfAbrupt(status)
.
e. Increase k
by 1.
- Return
A
.
翻译如下。
- 得到当前数组的
this
对象
- 如果报错就返回
- 求出当前数组的
length
属性
- 如果报错就返回
- 如果 map 方法的参数
callbackfn
不可执行,就报错
- 如果 map 方法的参数之中,指定了
this
,就让T
等于该参数,否则T
为undefined
- 生成一个新的数组
A
,跟当前数组的length
属性保持一致
- 如果报错就返回
- 设定
k
等于 0
- 只要
k
小于当前数组的length
属性,就重复下面步骤
a. 设定Pk
等于ToString(k)
,即将K
转为字符串
b. 设定kPresent
等于HasProperty(O, Pk)
,即求当前数组有没有指定属性
c. 如果报错就返回
d. 如果kPresent
等于true
,则进行下面步骤
d-1. 设定kValue
等于Get(O, Pk)
,取出当前数组的指定属性
d-2. 如果报错就返回
d-3. 设定mappedValue
等于Call(callbackfn, T, «kValue, k, O»)
,即执行回调函数
d-4. 如果报错就返回
d-5. 设定status
等于CreateDataPropertyOrThrow (A, Pk, mappedValue)
,即将回调函数的值放入A
数组的指定位置
d-6. 如果报错就返回
e. k
增加 1
- 返回
A
仔细查看上面的算法,可以发现,当处理一个全是空位的数组时,前面步骤都没有问题。进入第 10 步的 b 时,kpresent
会报错,因为空位对应的属性名,对于数组来说是不存在的,因此就会返回,不会进行后面的步骤。
const arr = [, , ,];
arr.map(n => {
console.log(n);
return 1;
}) // [, , ,]
上面代码中,arr
是一个全是空位的数组,map
方法遍历成员时,发现是空位,就直接跳过,不会进入回调函数。因此,回调函数里面的console.log
语句根本不会执行,整个map
方法返回一个全是空位的新数组。
V8 引擎对map
方法的实现如下,可以看到跟规格的算法描述完全一致。
function ArrayMap(f, receiver) {
CHECK_OBJECT_COERCIBLE(this, "Array.prototype.map");
// Pull out the length so that modifications to the length in the
// loop will not affect the looping and side effects are visible.
var array = TO_OBJECT(this);
var length = TO_LENGTH_OR_UINT32(array.length);
return InnerArrayMap(f, receiver, array, length);
}
function InnerArrayMap(f, receiver, array, length) {
if (!IS_CALLABLE(f)) throw MakeTypeError(kCalledNonCallable, f);
var accumulator = new InternalArray(length);
var is_array = IS_ARRAY(array);
var stepping = DEBUG_IS_STEPPING(f);
for (var i = 0; i < length; i++) {
if (HAS_INDEX(array, i, is_array)) {
var element = array[i];
// Prepare break slots for debugger step in.
if (stepping) %DebugPrepareStepInIfStepping(f);
accumulator[i] = %_Call(f, receiver, element, i, array);
}
}
var result = new GlobalArray();
%MoveArrayContents(accumulator, result);
return result;
}
读懂 ECMAScript 规格
概述
规格文件是计算机语言的官方标准,详细描述语法规则和实现方法。
一般来说,没有必要阅读规格,除非你要写编译器。因为规格写得非常抽象和精炼,又缺乏实例,不容易理解,而且对于解决实际的应用问题,帮助不大。但是,如果你遇到疑难的语法问题,实在找不到答案,这时可以去查看规格文件,了解语言标准是怎么说的。规格是解决问题的“最后一招”。
这对 JavaScript 语言很有必要。因为它的使用场景复杂,语法规则不统一,例外很多,各种运行环境的行为不一致,导致奇怪的语法问题层出不穷,任何语法书都不可能囊括所有情况。查看规格,不失为一种解决语法问题的最可靠、最权威的终极方法。
本章介绍如何读懂 ECMAScript 6 的规格文件。
ECMAScript 6 的规格,可以在 ECMA 国际标准组织的官方网站(www.ecma-international.org/ecma-262/6.0/)免费下载和在线阅读。
这个规格文件相当庞大,一共有 26 章,A4 打印的话,足足有 545 页。它的特点就是规定得非常细致,每一个语法行为、每一个函数的实现都做了详尽的清晰的描述。基本上,编译器作者只要把每一步翻译成代码就可以了。这很大程度上,保证了所有 ES6 实现都有一致的行为。
ECMAScript 6 规格的 26 章之中,第 1 章到第 3 章是对文件本身的介绍,与语言关系不大。第 4 章是对这门语言总体设计的描述,有兴趣的读者可以读一下。第 5 章到第 8 章是语言宏观层面的描述。第 5 章是规格的名词解释和写法的介绍,第 6 章介绍数据类型,第 7 章介绍语言内部用到的抽象操作,第 8 章介绍代码如何运行。第 9 章到第 26 章介绍具体的语法。
对于一般用户来说,除了第 4 章,其他章节都涉及某一方面的细节,不用通读,只要在用到的时候,查阅相关章节即可。下面通过一些例子,介绍如何使用这份规格。
相等运算符
相等运算符(==
)是一个很让人头痛的运算符,它的语法行为多变,不符合直觉。这个小节就看看规格怎么规定它的行为。
请看下面这个表达式,请问它的值是多少。
0 == null
如果你不确定答案,或者想知道语言内部怎么处理,就可以去查看规格,7.2.12 小节是对相等运算符(==
)的描述。
规格对每一种语法行为的描述,都分成两部分:先是总体的行为描述,然后是实现的算法细节。相等运算符的总体描述,只有一句话。
“The comparison
x == y
, wherex
andy
are values, producestrue
orfalse
.”
上面这句话的意思是,相等运算符用于比较两个值,返回true
或false
。
下面是算法细节。
- ReturnIfAbrupt(x).
- ReturnIfAbrupt(y).
- If
Type(x)
is the same asType(y)
, then
Return the result of performing Strict Equality Comparisonx === y
.- If
x
isnull
andy
isundefined
, returntrue
.- If
x
isundefined
andy
isnull
, returntrue
.- If
Type(x)
is Number andType(y)
is String,
return the result of the comparisonx == ToNumber(y)
.- If
Type(x)
is String andType(y)
is Number,
return the result of the comparisonToNumber(x) == y
.- If
Type(x)
is Boolean, return the result of the comparisonToNumber(x) == y
.- If
Type(y)
is Boolean, return the result of the comparisonx == ToNumber(y)
.- If
Type(x)
is either String, Number, or Symbol andType(y)
is Object, then
return the result of the comparisonx == ToPrimitive(y)
.- If
Type(x)
is Object andType(y)
is either String, Number, or Symbol, then
return the result of the comparisonToPrimitive(x) == y
.- Return
false
.
上面这段算法,一共有 12 步,翻译如下。
- 如果
x
不是正常值(比如抛出一个错误),中断执行。- 如果
y
不是正常值,中断执行。- 如果
Type(x)
与Type(y)
相同,执行严格相等运算x === y
。- 如果
x
是null
,y
是undefined
,返回true
。- 如果
x
是undefined
,y
是null
,返回true
。- 如果
Type(x)
是数值,Type(y)
是字符串,返回x == ToNumber(y)
的结果。- 如果
Type(x)
是字符串,Type(y)
是数值,返回ToNumber(x) == y
的结果。- 如果
Type(x)
是布尔值,返回ToNumber(x) == y
的结果。- 如果
Type(y)
是布尔值,返回x == ToNumber(y)
的结果。- 如果
Type(x)
是字符串或数值或Symbol
值,Type(y)
是对象,返回x == ToPrimitive(y)
的结果。- 如果
Type(x)
是对象,Type(y)
是字符串或数值或Symbol
值,返回ToPrimitive(x) == y
的结果。- 返回
false
。
由于0
的类型是数值,null
的类型是 Null(这是规格4.3.13 小节的规定,是内部 Type 运算的结果,跟typeof
运算符无关)。因此上面的前 11 步都得不到结果,要到第 12 步才能得到false
。
0 == null // false
数组的空位
下面再看另一个例子。
const a1 = [undefined, undefined, undefined];
const a2 = [, , ,];
a1.length // 3
a2.length // 3
a1[0] // undefined
a2[0] // undefined
a1[0] === a2[0] // true
上面代码中,数组a1
的成员是三个undefined
,数组a2
的成员是三个空位。这两个数组很相似,长度都是 3,每个位置的成员读取出来都是undefined
。
但是,它们实际上存在重大差异。
0 in a1 // true
0 in a2 // false
a1.hasOwnProperty(0) // true
a2.hasOwnProperty(0) // false
Object.keys(a1) // ["0", "1", "2"]
Object.keys(a2) // []
a1.map(n => 1) // [1, 1, 1]
a2.map(n => 1) // [, , ,]
上面代码一共列出了四种运算,数组a1
和a2
的结果都不一样。前三种运算(in
运算符、数组的hasOwnProperty
方法、Object.keys
方法)都说明,数组a2
取不到属性名。最后一种运算(数组的map
方法)说明,数组a2
没有发生遍历。
为什么a1
与a2
成员的行为不一致?数组的成员是undefined
或空位,到底有什么不同?
规格的12.2.5 小节《数组的初始化》给出了答案。
“Array elements may be elided at the beginning, middle or end of the element list. Whenever a comma in the element list is not preceded by an AssignmentExpression (i.e., a comma at the beginning or after another comma), the missing array element contributes to the length of the Array and increases the index of subsequent elements. Elided array elements are not defined. If an element is elided at the end of an array, that element does not contribute to the length of the Array.”
翻译如下。
"数组成员可以省略。只要逗号前面没有任何表达式,数组的
length
属性就会加 1,并且相应增加其后成员的位置索引。被省略的成员不会被定义。如果被省略的成员是数组最后一个成员,则不会导致数组length
属性增加。”
上面的规格说得很清楚,数组的空位会反映在length
属性,也就是说空位有自己的位置,但是这个位置的值是未定义,即这个值是不存在的。如果一定要读取,结果就是undefined
(因为undefined
在 JavaScript 语言中表示不存在)。
这就解释了为什么in
运算符、数组的hasOwnProperty
方法、Object.keys
方法,都取不到空位的属性名。因为这个属性名根本就不存在,规格里面没说要为空位分配属性名(位置索引),只说要为下一个元素的位置索引加 1。
至于为什么数组的map
方法会跳过空位,请看下一节。
数组的 map 方法
规格的22.1.3.15 小节定义了数组的map
方法。该小节先是总体描述map
方法的行为,里面没有提到数组空位。
后面的算法描述是这样的。
- Let
O
beToObject(this value)
.ReturnIfAbrupt(O)
.- Let
len
beToLength(Get(O, "length"))
.ReturnIfAbrupt(len)
.- If
IsCallable(callbackfn)
isfalse
, throw a TypeError exception.- If
thisArg
was supplied, letT
bethisArg
; else letT
beundefined
.- Let
A
beArraySpeciesCreate(O, len)
.ReturnIfAbrupt(A)
.- Let
k
be 0.- Repeat, while
k
<len
a. LetPk
beToString(k)
.
b. LetkPresent
beHasProperty(O, Pk)
.
c.ReturnIfAbrupt(kPresent)
.
d. IfkPresent
istrue
, then
d-1. LetkValue
beGet(O, Pk)
.
d-2.ReturnIfAbrupt(kValue)
.
d-3. LetmappedValue
beCall(callbackfn, T, «kValue, k, O»)
.
d-4.ReturnIfAbrupt(mappedValue)
.
d-5. Letstatus
beCreateDataPropertyOrThrow (A, Pk, mappedValue)
.
d-6.ReturnIfAbrupt(status)
.
e. Increasek
by 1.- Return
A
.
翻译如下。
- 得到当前数组的
this
对象- 如果报错就返回
- 求出当前数组的
length
属性- 如果报错就返回
- 如果 map 方法的参数
callbackfn
不可执行,就报错- 如果 map 方法的参数之中,指定了
this
,就让T
等于该参数,否则T
为undefined
- 生成一个新的数组
A
,跟当前数组的length
属性保持一致- 如果报错就返回
- 设定
k
等于 0- 只要
k
小于当前数组的length
属性,就重复下面步骤
a. 设定Pk
等于ToString(k)
,即将K
转为字符串
b. 设定kPresent
等于HasProperty(O, Pk)
,即求当前数组有没有指定属性
c. 如果报错就返回
d. 如果kPresent
等于true
,则进行下面步骤
d-1. 设定kValue
等于Get(O, Pk)
,取出当前数组的指定属性
d-2. 如果报错就返回
d-3. 设定mappedValue
等于Call(callbackfn, T, «kValue, k, O»)
,即执行回调函数
d-4. 如果报错就返回
d-5. 设定status
等于CreateDataPropertyOrThrow (A, Pk, mappedValue)
,即将回调函数的值放入A
数组的指定位置
d-6. 如果报错就返回
e.k
增加 1- 返回
A
仔细查看上面的算法,可以发现,当处理一个全是空位的数组时,前面步骤都没有问题。进入第 10 步的 b 时,kpresent
会报错,因为空位对应的属性名,对于数组来说是不存在的,因此就会返回,不会进行后面的步骤。
const arr = [, , ,];
arr.map(n => {
console.log(n);
return 1;
}) // [, , ,]
上面代码中,arr
是一个全是空位的数组,map
方法遍历成员时,发现是空位,就直接跳过,不会进入回调函数。因此,回调函数里面的console.log
语句根本不会执行,整个map
方法返回一个全是空位的新数组。
V8 引擎对map
方法的实现如下,可以看到跟规格的算法描述完全一致。
function ArrayMap(f, receiver) {
CHECK_OBJECT_COERCIBLE(this, "Array.prototype.map");
// Pull out the length so that modifications to the length in the
// loop will not affect the looping and side effects are visible.
var array = TO_OBJECT(this);
var length = TO_LENGTH_OR_UINT32(array.length);
return InnerArrayMap(f, receiver, array, length);
}
function InnerArrayMap(f, receiver, array, length) {
if (!IS_CALLABLE(f)) throw MakeTypeError(kCalledNonCallable, f);
var accumulator = new InternalArray(length);
var is_array = IS_ARRAY(array);
var stepping = DEBUG_IS_STEPPING(f);
for (var i = 0; i < length; i++) {
if (HAS_INDEX(array, i, is_array)) {
var element = array[i];
// Prepare break slots for debugger step in.
if (stepping) %DebugPrepareStepInIfStepping(f);
accumulator[i] = %_Call(f, receiver, element, i, array);
}
}
var result = new GlobalArray();
%MoveArrayContents(accumulator, result);
return result;
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分支是在稳定版本出现bug的情况下,通过分支技术,在保证稳定版本稳定的情况,修改稳定版本的(差异下载的,速度极快,不同于SVN等技术,会将所有的代码下载到本地)副本,通过合并,解决冲突,最后回归到稳定 ...