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理解 ECMAScript 规范（一）

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发布于 2020 年 2 月 3 日，标签 ECMAScript 理解 ECMAScript

全集

在这篇文章中，我们会从规范中找一个简单的功能，并试着理解其中的符号。让我们开始吧！

前言 #

即使你了解 JavaScript ，阅读它的语言规范 ECMAScript Language specification, or the ECMAScript spec for short 可能也是令人望而生畏的。至少这是我第一次开始阅读时的感受。

让我们以一个具体例子作为开始，然后通过规范去理解它。下面的代码演示了 Object.prototype.hasOwnProperty 的使用：

const o = { foo: 1 };o.hasOwnProperty('foo'); // trueo.hasOwnProperty('bar'); // false

在这个例子中，o 并没有一个 hasOwnProperty 属性，所以我们通过原型链寻找。我们发现它在 o 的原型对象，也就是 Object.prototype 上。

为了描述 Object.prototype.hasOwnProperty 是怎样生效的，规范使用了类似伪代码的说明：

Object.prototype.hasOwnProperty(V)

当用参数 V 调用 hasOwnProperty 方法时，以下步骤将会执行：

  1. 令 P 为 ? ToPropertyKey(V)；
  2. 令 O 为 ? ToObject(this value)；
  3. 返回 ? HasOwnProperty(O, P)。

以及

HasOwnProperty(O, P)

抽象操作 HasOwnProperty 被用于确定是否一个对象拥有一个带有特定键的属性。会返回一个布尔值。这个操作以参数 O 和 P 调用，O 是对象，P 是属性键。这个抽象操作执行以下步骤：

  1. 断言： Type(O) 为 Object；
  2. 断言： IsPropertyKey(P) 为 true；
  3. 令 desc 为 ? O.[[GetOwnProperty]](P)；
  4. 若 desc 为 undefined， 返回 false；
  5. 返回 true。

但是什么是“抽象操作”呢？在 [[ ]] 中的又是什么东西？为什么在函数前面有一个 ? ？断言又是什么意思？

让我们找出答案吧！

语言类型和规范类型 #

让我们以一些看起来很眼熟的东西作为开始。 规范使用了一些值例如 undefined, true, 和 false, 我们早已从 JavaScript 中了解它们了。它们都是 语言值, 即规范定义的 语言类型 的值。

规范内部也使用了语言值，举个例子，一个内部的数据类型可能包含一个值是 true 和 false 的字段。与此相反，JavaScript 引擎内部通常不会使用语言值。例如：如果 JavaScript 引擎是用 C++写的，它通常会使用 C++的 true 和 false （而不是其 JavaScript 的 true 和 false 的内部表示形式）。

除了语言类型之外，规范还使用了 规范类型，规范类型是只存在在规范中的类型，而不在 JavaScript 语言中。JavaScript 引擎不需要（但完全可以）去实现它们。在这篇文章中，我们将会去了解规范类型记录（和它的子类型完成记录）。

抽象操作 #

抽象操作 是定义在 ECMAScript 规范中的函数；定义它们的目的是为了更简洁的书写规范。JavaScript 引擎内部不需要将它们作为单独的函数来实现。这些函数不能直接被 JavaScript 调用。

内部槽位和内部方法 #

内部槽位 和 内部方法 使用包含在 [[ ]] 中的名称。

内部槽位是 JavaScript 对象或者规范类型的数据成员。它们被用来存储对象的状态。内部方法是 JavaScript 对象的成员方法。

例如，每个 JavaScript 都有一个内部槽位 [[Prototype]] 和内部方法 [[GetOwnProperty]]。

内部槽位和方法是无法从 JavaScript 进行访问的。比如，你不能访问 o.[[Prototype]] 或者调用 o.[[GetOwnProperty]]() 。为了自己内部的的使用，JavaScript 引擎可以实现此功能，但是没有必要。

有时候内部方法委托给相似名称的抽象操作，例如普通对象的 [[GetOwnProperty]]:

[[GetOwnProperty]](P)

当 O 的内部方法 [[GetOwnProperty]] 被属性键 P 调用时, 将会执行以下步骤：

  1. 返回 ! OrdinaryGetOwnProperty(O, P)。

（我们将在下一章中了解感叹号的含义。）

OrdinaryGetOwnProperty 不是内部方法，因为它不与任何对象相关联；相反的，它将所操作的对象作为一个参数传递。

OrdinaryGetOwnProperty 被叫做 “ordinary”（普通） 是因为它只操作普通对象。ECMAScript 对象可以是普通对象 或者 异质对象。普通对象必须对一组被称为 基本内部方法 的方法具有默认行为。如果一个对象偏离了默认行为，那它就是异质对象。

最著名的异质对象就是 Array，因为它的 length 属性表现出了非默认的行为：设置 length 属性可能会从 Array 删除元素。

基本内部方法在此处列举 。

完成记录 #

问号和感叹号又是什么意思呢？为了理解它们，我们需要去浏览 完成记录!

完成记录是一种规范类型（仅为了规范目的而定义）。JavaScript 引擎不需要有一个相关的内部数据类型。

完成记录是一种记录 —— 有一组固定的命名字段的数据类型。一个完成记录包含三个字段：

名字

描述

[[Type]]

normal, break, continue, return, 或 throw 其中之一。除了 normal 之外的其它类型被称为 硬性完成。

[[Value]]

完成时生成的值，例如函数的返回值或者异常（如果有异常抛出）。

[[Target]]

用于定向控制转移（与本文无关）。

每个抽象操作会隐式返回一个完成记录。即使抽象操作看起来像是会返回一个基本数据类型比如布尔值，这个值也是会被包裹在一个 normal 类型的完成记录里面（见 隐式完成值）。

注 1 ：规范在这一方面也不是完全一致的；有一些辅助函数会返回裸值，并且其返回值按原样使用，而不需要从完成记录里提取值。这在上下文中通常是很清楚的。

注 2 ：规范编辑正在考虑更加显式地处理完成记录。

如果一个算法抛出异常，那意味着返回了一个 [[Type]] 为 throw， [[Value]] 为异常对象的完成记录。在这里，我们先忽略 break, continue 和 return 。

ReturnIfAbrupt(argument) 表示执行以下步骤：

  1. 若 argument 为硬性完成，返回 argument；
  2. 设置 argument 为 argument.[[Value]]。

也就是说，我们会检查一个完成记录，如果是硬性完成，则立即返回。否则，我们将会从完成记录中取值。

ReturnIfAbrupt 可能看起来像是一个函数调用，但其实不然。它导致了 ReturnIfAbrupt() 生成位置的函数的返回，而不是 ReturnIfAbrupt() 函数本身。这种行为更像是 C 语言中的宏。

ReturnIfAbrupt 可以像这样使用：

  1. 令 obj 为 Foo()；(obj 是一个完成记录。)
  2. ReturnIfAbrupt(obj)。
  3. Bar(obj)。 (如果我们到了这一步， obj 已经是一个从完成记录里面提取的值了。)

现在该说到问号了: ? Foo() 等价于 ReturnIfAbrupt(Foo())。 使用简写是实用的: 我们不需要每一次都显式地编写错误处理代码。

类似地， 令 val 为 ! Foo() 等价于:

  1. 令 val 为 Foo();
  2. 断言： val 不是一个硬性完成;
  3. 设 val 为 val.[[Value]];

知道了这些之后，我们可以像这样重写 Object.prototype.hasOwnProperty ：

Object.prototype.hasOwnProperty(V)

  1. 令 P 为 ToPropertyKey(V)；
  2. 若 P 是一个硬性完成，返回 P。
  3. 设 P 为 P.[[Value]]；
  4. 令 O 为 ToObject(this value)；
  5. 若 O 是一个硬性完成。返回 O。
  6. 设 O 为 O.[[Value]]；
  7. 令 temp 为 HasOwnProperty(O, P)；
  8. 若 temp 是硬性完成，返回 temp；
  9. 令 temp 为 temp.[[Value]]；
  10. 返回 NormalCompletion(temp)。

我们也可以像这样重写 HasOwnProperty ：

HasOwnProperty(O, P)

  1. 断言： Type(O) 为 Object；
  2. 断言： IsPropertyKey(P) 为 true；
  3. 令 desc 为 O.[[GetOwnProperty]](P)；
  4. 若 desc 不是一个硬性完成，返回 desc。
  5. 设 desc 为 desc.[[Value]]；
  6. 若 desc 为 undefined, 返回 NormalCompletion(false)；
  7. 返回 NormalCompletion(true)。

我们也可以重写 [[GetOwnProperty]] 内部方法且不带感叹号：

O.[[GetOwnProperty]]

  1. 令 temp 为 OrdinaryGetOwnProperty(O, P)；
  2. 断言： temp 是一个硬性完成；
  3. 令 temp 为 temp.[[Value]]；
  4. 返回 NormalCompletion(temp)。

这里我们假设 temp 是一个新的临时变量，它不与其它任何变量产生冲突。

我们还使用了这个知识：当返回语句返回的不是完成记录时，返回值会被隐式地包裹在一个 NormalCompletion 中。

拓展知识: Return ? Foo() #

规范使用了 Return ? Foo() ，为什么这里要写问号呢？

Return ? Foo() 展开写是:

  1. 令 temp 为 Foo()；
  2. 若 temp 是硬性完成，返回 temp；
  3. 设 temp 为 temp.[[Value]]；
  4. 返回 NormalCompletion(temp)。

这和 Return Foo() 是一样的；它在硬性完成和正常完成中表现出一样的行为。

Return ? Foo() 仅仅只用于编辑，来使得 Foo 更显式地返回一个完成记录。

断言 #

断言在规范中断言了算法的不变条件。它们是为了明确起见而添加的， 但是并不要求实现它们，也就是说，实现并不要求检查这些条件。

继续 #

抽象操作委托给其它抽象操作（见下图），但是基于这篇文章我们应该能够弄清楚它们做了什么。我们会遇到属性操作符，这是另一种规范类型。

函数调用图从 Object.prototype.hasOwnProperty 开始

小结 #

我们通读了一个简单的方法 Object.prototype.hasOwnProperty ，和它所调用的抽象操作 。熟悉了与错误处理有关的简写 ? 和 ! 。我们也了解了 语言类型, 规范类型, 内部槽位, 和 内部方法。

相关链接 #

如何阅读 ECMAScript 规范: 此教程从一个稍微不同的角度涵盖了这篇文章中的大部分素材。

转载自:https://juejin.cn/post/7199440953400016951
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