翻译本文的目的是尝试给出ECMAScript规范中核心术语的译法,供同好品评。

原文链接:https://v8.dev/blog/understanding-ecmascript-part-1

前言

即便你懂JavaScript,阅读其规范也会让人畏缩。

让我们从一个具体的例子开始,然后通过规范去理解它。下面的代码演示了Object.prototype.hasOwnProperty的用法:

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

o并没有一个叫hasOwnProperty的属性,因此要沿原型链向上查找。于是,在o的原型Object.prototype上找到了它。

为描述Object.prototype.property的工作原理,规范使用了类似伪代码的说明:

Object.prototype.hasOwnProperty(V)

在以参数V调用hasOwnProperty方法时,将执行以下步骤:

  1. P? ToPropertyKey(V)
  2. O? ToObject(this值)
  3. 返回? HasOwnProperty(O, P)

以及

HasOwnProperty(O, P)

抽象操作HasOwnProperty用于确定对象是否有一个以指定属性为键的自有属性。返回布尔值。这个操作以参数OP调用,其中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)Object
  2. 断言:IsPropertyKey(P)true
  3. desc? O.[[GetOwnProperty]](P)
  4. descundefined,返回false
  5. 返回true

什么是“抽象操作”?[[]]里面的东西表示什么?为什么把一个?放在函数前面?“断言”又是什么意思?

语言类型与规范类型

规范使用了undefinedtruefalse这些我们在JavaScript中已经知道的值。这些都是语言值,即规范中定义的语言类型的值。

规范内部也使用语言值,比如某个内部数据类型的字段可能包含truefalse。相对而言,JavaScript引擎通常不会在内部使用语言值。例如,如果JavaScript引擎是用C++写的,那通常会使用C++的truefalse,而这并不是JavaScript语言值truefalse的内部表示。

除了语言类型,规范也有自己的规范类型。规范类型是只存在于规范中的类型,JavaScript语言中不存在。JavaScript引擎不需要(但完全可以)实现它们。本文将介绍规范类型记录(Record)及其子类型完成记录(Completion Record)。

抽象操作

抽象操作是ECMAScript规范定义的函数,定义它们的目的是为了让规范更简洁。JavaScript引擎不必在内部实现这些函数。这些函数不能直接在JavaScript中调用。

内部栏位及内部方法

内部栏位(slot)和内部方法包含在[[]]中。

内部栏位是JavaScript对象或规范类型的数据成员,用于存储对象的状态。内部方法是JavaScript对象的内部成员函数。

比如,每个JavaScript对象都有一个内部栏位[[Prototype]]和一个内部方法[[GetOwnProperty]]

内部栏位和内部方法不能在JavaScript中使用。换句话说,不能访问o.[[Prototype]]或调用o.[[GetOwnProperty]]()。JavaScript引擎可以为了内部使用实现它们,但不是必需的。

有时候内部方法也会委托到名字类似的抽象操作,比如普通对象(ordinary object)的[[GetOwnProperty]]

[[GetOwnProperty]](P)

在以属性键P调用内部方法[[GetOwnProperty]]时,将执行以下步骤:

  1. 返回! OrdinaryGetOwnProperty(O, P)

(下一篇文章会介绍这里的叹号表示什么意思。)

OrdinaryGetOwnProperty不是内部方法,因为它不与任何对象关联,而是以接收参数的形式取得要操作的对象。

OrdinaryGetOwnProperty前面的“ordinary”(普通)表示它只操作普通对象。ECMAScript对象要么是普通对象(ordinary),要么是异质对象(exotic)。普通对象必须具有一组被称为基本内部方法(essential internal methods)的方法所定义的默认行为。如果某个对象修改了默认行为(即覆盖或重写了一个或多个基本内部方法。——译者注),那它就是异质对象。

大家最熟悉的Array就是异质对象,因为其length属性的行为与默认行为不同:设置数组的length属性可能会从数组中删除元素。

这里给出了所有基本内部方法(普通对象11个,函数对象2个。——译者注)。

完成记录

前面例子中出现的问号和叹号表示什么意思?要理解它们,需要先理解完成记录(Completion Record)!

完成记录是一种规范类型(只在规范中使用)。JavaScript引擎不需要实现对应的内部数据类型。

完成记录是一种记录类型(Record),而记录具有一组固定的命名字段。完成记录具有以下3个字段。

名字说明
[[Type]]值为normalbreakcontinuereturnthrow中的一个。
其中,normal表示正常完成(normal completion),所有其他值表示突然完成(abrupt completion)
[[Value]]完成发生时产生的值,比如函数返回的值或抛出的异常
[[Target]]用于定向转移控制(本文不讨论)

所有抽象操作都会隐式返回一个完成记录。即便一个抽象操作看起来返回简单类型(如Boolean)的值,这个值也会被隐式包装在一个normal类型(正常完成)的完成记录中返回(参见隐式完成值)。

注1:规范本身在这方面也不是完全一致。有一些辅助函数会返回裸值,而这些值将直接被使用,无需从完成记录中提取。不过这种情况在上下文中通常能够一目了然。

注2:规范编辑也在致力于更显式地处理完成记录。

如果某个算法抛出异常,则意味着返回的完成记录的[[Type]]为throw[[Value]]为异常对象。我们这里不讨论breakcontinuereturn类型(规范中没有相应的例子,因为这几种类型不能跨函数。——译者注)。

ReturnIfAbrupt(argument)表示执行如下步骤:

  1. argument为突然完成,返回argument
  2. argumentargument.[[Value]]

换句话说,对于完成记录,如果是突然完成,则立即返回;如果是正常完成,则提取完成记录的值。

ReturnIfAbrupt看起来虽然像函数调用,但它不是。ReturnIfAbrup会导致它所在位置的函数返回,而不是ReturnIfAbrupt本身返回。ReturnIfAbrupt有点像C语言中的宏。

ReturnIfAbrupt可以这样用:

  1. objFoo();(obj是一个完成记录。)
  2. ReturnIfAbrupt(obj)
  3. Bar(obj)。(如果到了这一步,obj已经变成了从完成记录中提取出来的值。)

现在该说到问号了:? Foo()等价于ReturnIfAbrupt(Foo())。显然,使用简写(?)可以省去每次都明确写出错误处理代码的麻烦。

类似地,“令val! Foo()”等价于:

  1. valFoo();(val是一个完成记录。)
  2. 断言:val非突然完成;
  3. valval.[[Value]]

(换句话说,叹号表示从正常完成记录中提取值。——译者注 )

知道了这些之后,就可以把前面的Object.prototype.hasOwnProperty以完整但冗余的形式重写如下:

Object.prototype.hasOwnProperty(V)

  1. PToPropertyKey(V)
  2. P为突然完成,返回P
  3. PP.[[Value]]
  4. OToObject(this值)
  5. O为突然完成,返回O
  6. OO.[[Value]]
  7. tempHasOwnProperty(O, P)
  8. temp为突然完成,返回temp
  9. temptemp.[[Value]]
  10. 返回NormalCompletion(temp)

把抽象操作HasOwnProperty()重写如下:

HasOwnProperty(O, P)

  1. 断言:Type(O)Object
  2. 断言:IsPropertyKey(P)true
  3. descO.[[GetOwnProperty]](P)
  4. desc为突然完成,返回desc
  5. descdesc.[[Value]]
  6. descundefined,返回NormalCompletion(false)
  7. 返回NormalCompletion(true)

进而把内部方法O.[[GetOwnProperty]]以不带叹号的形式重写如下:

O.[[GetOwnProperty]]

  1. tempOrdinaryGetOwnProperty(O, P)
  2. 断言:temp非突然完成;
  3. temptemp.[[Value]]
  4. 返回NormalCompletion(temp)

这里假设temp是个新的临时变量,不与任何其他变量冲突。

这里也用到了前面说的当返回语句返回非完成记录时,实际上返回值将被隐式包装在一个NormalCompletion中。

扩展学习:返回? Foo()

规范中使用“返回? Foo()”这种写法,为什么还要加个问号呢?

“返回? Foo()”扩展后是:

  1. tempFoo()
  2. temp为突然完成,返回temp
  3. temptemp.[[Value]]
  4. 返回NormalCompletion(temp)

这跟“返回Foo()”完全一样:如果是突然完成,返回突然完成记录;如果是正常完成,返回正常完成记录。

写成“返回Foo()”只是为了编辑方便,为了更明确地表示返回的Foo()是一个完成记录。

断言

规范中的“断言”提示算法中不变的条件。添加这些“断言”是为了明确起见,不要求实现。换句话说,实现不需要检查这些条件。

挑战

抽象操作也会委托给其他抽象操作(见下图),但根据本文的介绍,大家应该能推断出这些操作最终干了什么事。这里面会碰到属性描述符(Property Descriptor),也是一种规范类型。

获取属性描述符

小结

我们通过规范看到了一个简单的方法Object.prototype.hasOwnProperty和它调用的抽象操作,知道了?!与错误处理有关,也了解了语言类型规范类型内部栏位内部方法

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