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JavaScript 语句执行机制涉及的一种基础类型:Completion 类型。

Completion 类型

Completion Record 用于描述异常、跳出等语句执行过程 Completion Record 表示一个 语句执行完之后的结果,它有三个字段:

  • [[type]] 表示完成的类型,有 break continue return throw 和 normal 几种类型;
  • [[value]] 表示语句的返回值,如果语句没有,则是 empty;
  • [[target]] 表示语句的目标,通常是一个 JavaScript 标签

语句分类

image.png

普通的语句

在 JavaScript 中,我们把不带控制能力的语句称为普通语句。普通语句有下面几种。

  • 声明类语句 var 声明 const 声明 let 声明 函数声明 类声明
  • 表达式语句
  • 空语句
  • debugger 语句

这些语句在执行时,从前到后顺次执行(我们这里先忽略 var 和函数声明的预处理机制) ,没有任何分支或者重复执行逻辑。

普通语句执行后,会得到 [[type]] 为 normal 的 Completion Record,JavaScript 引擎 遇到这样的 Completion Record,会继续执行下一条语句。

语句块

语句块就是拿大括号括起来的一组语句,它是一种语句的复合结构,可以嵌套。

//在一个 block 中,如果每一个语句都是 normal 类型,那么它会顺次执行。
{
  var i = 1; // normal, empty, empty
  i ++; // normal, 1, empty
  console.log(i) //normal, undefined, empty
} // normal, undefined, empty

{
  var i = 1; // normal, empty, empty
  return i; // return, 1, empty
  i ++;
  console.log(i)
} // return, 1, empty

在 block 中插入了一条 return 语句,产生了一个非 normal 记录,那么整个 block 会成 为非 normal。这个结构就保证了非 normal 的完成类型可以穿透复杂的语句嵌套结构,产 生控制效果。

控制型语句

控制类语句分成两部分,一类是对其内部造成影响,如 if、switch、while/for、try。

另一类是对外部造成影响如 break、continue、return、throw,这两类语句的配合,会产 生控制代码执行顺序和执行逻辑的效果,这也是我们编程的主要工作。 img

function foo(){
  try{
    return 0;
  } catch(err) {

  } finally {
    return 1;
  }
}

console.log(foo()); //1

因为 finally 中的内容必须保证执行,所以 try/catch 执行完毕,即使得到的结果是非 normal 型的完成记录,也必须要执行 finally。

而当 finally 执行也得到了非 normal 记录,则会使 finally 中的记录作为整个 try 结 构的结果。

带标签的语句

JavaScript 语句是可以加标签的,在语句前加冒号即可:

outer: while(true) {
    inner: while(true) {
        break outer;
    }
}
console.log("finished")

//我这个是不行的,会报错Uncaught SyntaxError: Undefined label 'out',得研究研究
let array1 = [1,2,3]
out:array1.forEach(item=>{
    console.log(item)
    if(item === 2){
        break out;
    }
)}

大部分时候,这个东西类似于注释,没有任何用处。唯一有作用的时候是:与完成记录类型 中的 target 相配合,用于跳出多层循环。

break/continue 语句如果后跟了关键字,会产生带 target 的完成记录。一旦完成记录带 了 target,那么只有拥有对应 label 的循环语句会消费它。

with 语句(糟粕,了解即可)

with 语句是个非常巧妙的设计,但它把 JavaScript 的变量引用关系变得不可分析,所 以一般都认为这种语句都属于糟粕。

let o = {a:1, b:2}
with(o){
    console.log(a, b);
}

with 语句把对象的属性在它内部的作用域内变成变量。

表达式语句

PrimaryExpression 主要表达式

表达式的原子项:Primary Expression,它是表达式的最小单位,它所涉及的语法结构也 是优先级最高的。 Primary Expression 包含了各种“直接量”,直接量就是直接用某种语 法写出来的具有特定类型的值。
基本类型的直接量

"abc";
123;
null;
true;
false;

除这些之外,JavaScript 还能够直接量的形式定义对象,针对函数、类、数组、正则表达 式等特殊对象类型,JavaScript 提供了语法层面的支持。

({});
(function(){});
(class{ });
[];
/abc/g;

需要注意,在语法层面,function、{ 和 class 开头的表达式语句与声明语句有语法冲突 ,所以,我们要想使用这样的表达式,必须加上括号来回避语法冲突。

Primary Expression 还可以是 this 或者变量,在语法上,把变量称作“标识符引用”。

this;
myVar;

任何表达式加上圆括号,都被认为是 Primary Expression,这个机制使得圆括号成为改 变运算优先顺序的手段

(a + b);

MemberExpression 成员表达式

Member Expression 通常是用于访问对象成员的。它有几种形式:

a.b;
a["b"];
new.target;
super.b;

前面两种用法都很好理解,就是用标识符的属性访问和用字符串的属性访问。而 new.target 是个新加入的语法,用于判断函数是否是被 new 调用,super 则是构造函数中 ,用于访问父类的属性的语法。

从名字就可以看出,Member Expression 最初设计是为了属性访问的,不过从语法结构需要 ,以下两种在 JavaScript 标准中当做 Member Expression:

f`a${b}c`;

这是一个是带函数的模板,这个带函数名的模板表示把模板的各个部分算好后传递给一个函 数。

另一个是带参数列表的 new 运算,注意,不带参数列表的 new 运算优先级更低,不属于 Member Expression。

NewExpression NEW 表达式

Member Expression 加上 new 就是 New Expression(当然,不加 new 也可以构成 New Expression,JavaScript 中默认独立的高优先级表达式都可以构成低优先级表达式)。

new new Cls(1);

CallExpression 函数调用表达式

除了 New Expression,Member Expression 还能构成 Call Expression。它的基本形式 是 Member Expression 后加一个括号里的参数列表,或者我们可以用上 super 关键字代 替 Member Expression。

a.b(c);
super();

这看起来很简单,但是它有一些变体。比如:

a.b(c)(d)(e);
a.b(c)[3];
a.b(c).d;
a.b(c)`xyz`;

这些变体的形态,跟 Member Expression 几乎是一一对应的。实际上,我们可以理解为 ,Member Expression 中的某一子结构具有函数调用,那么整个表达式就成为了一个 Call Expression。

而 Call Expression 就失去了比 New Expression 优先级高的特性,这是一个主要的区分 。

LeftHandSideExpression 左值表达式

接下来,我们需要理解一个概念:New Expression 和 Call Expression 统称 LeftHandSideExpression,左值表达式。

我们直观地讲,左值表达式就是可以放到等号左边的表达式。JavaScript 语法则是下面这 样。

a() = b;

这样的用法其实是符合语法的,只是,原生的 JavaScript 函数,返回的值都不能被赋值。 因此多数时候,我们看到的赋值将会是 Call Expression 的其它形式,如:

a().c = b;

另外,根据 JavaScript 运行时的设计,不排除某些宿主会提供返回引用类型的函数,这时 候,赋值就是有效的了。

AssignmentExpression 赋值表达式

AssignmentExpression 赋值表达式也有多种形态,最基本的当然是使用等号赋值:a = b

a = b

这里需要理解的一个稍微复杂的概念是,这个等号是可以嵌套的:

a = (b = (c = d))

这样的连续赋值,是右结合的,它等价于下面这种:

a = (b = (c = d))

也就是说,先把 d 的结果赋值给 c,再把整个表达式的结果赋值给 b,再赋值给 a。

赋值表达式的使用,还可以结合一些运算符,例如:

a += b;
相当于
a = a + b;

能有这样用的运算符有下面这几种:
*=、/=、%=、+=、-=、<<=、>>=、>>>=、&=、^=、|=、**=

Expression 表达式

赋值表达式可以构成 Expression 表达式的一部分。在 JavaScript 中,表达式就是用逗号 运算符连接的赋值表达式。

在 JavaScript 中,比赋值运算优先级更低的就是逗号运算符了。我们可以把逗号可以理解 为一种小型的分号。

a = b, b = 1, null;

逗号分隔的表达式会顺次执行,就像不同的表达式语句一样。“整个表达式的结果”就是“最 后一个逗号后的表达式结果”。比如我们文中的例子,整个“a = b, b = 1, null;”表达式的 结果就是“,”后面的 null。

更新表达式 UpdateExpression

左值表达式搭配 ++ -- 运算符,可以形成更新表达式。

-- a;
++ a;
a --
a ++

更新表达式会改变一个左值表达式的值。分为前后自增,前后自减一共四种。

我们要注意一下,这里在 ES2018 中,跟早期版本有所不同,前后自增自减运算被放到了同 一优先级。

一元运算表达式 UnaryExpression

更新表达式搭配一元运算符,可以形成一元运算表达式,我们看下例子:

delete a.b;
void a;
typeof a;
- a;
~ a;
! a;
await a;

它的特点就是一个更新表达式搭配了一个一元运算符。

乘方表达式 ExponentiationExpression

乘方表达式也是由更新表达式构成的。它使用**号。

++i ** 30
2 ** 30 //正确
-2 ** 30 //报错

-2 这样的一元运算表达式,是不可以放入乘方表达式的,如果需要表达类似的逻辑,必须 加括号。

这里我们需要注意一下结合性,** 运算是右结合的,这跟其它正常的运算符(也就是左 结合运算符)都不一样。

4 ** 3 ** 2
等同于
4 ** (3 ** 2)

乘法表达式 MultiplicativeExpression

到这里,我们进入了比较熟悉的表达式类型,乘方表达式可以构成乘法表达式,用乘号或 者除号、取余符号连接就可以了,我们看看例子:

x * 2;

乘法表达式有三种运算符:

*
/
%

它们分别表示乘、除和取余。它们的优先级是一样的,所以统一放在乘法运算表达式中。

加法表达式 AdditiveExpression

加法表达式是由乘法表达式用加号或者减号连接构成的。我们看下例子:

a + b * c

加法表达式有加号和减号两种运算符。

+
-

这就是我们小学学的加法和减法的意思了。不过要注意,加号还能表示字符串连接,这也比 较符合一般的直觉。

移位表达式 ShiftExpression

移位表达式由加法表达式构成,移位是一种位运算,分成三种:

<< 向左移位
>> 向右移位
>>> 无符号向右移位

移位运算把操作数看做二进制表示的整数,然后移动特定位数。所以左移 n 位相当于乘以 2 的 n 次方,右移 n 位相当于除以 2 取整 n 次。

普通移位会保持正负数。无符号移位会把减号视为符号位 1,同时参与移位:

-1 >>> 1

这个会得到 2147483647,也就是 2 的 31 次方,跟负数的二进制表示法相关,这里就不详 细讲解了。

在 JavaScript 中,二进制操作整数并不能提高性能,移位运算这里也仅仅作为一种数学运 算存在,这些运算存在的意义也仅仅是照顾 C 系语言用户的习惯了。

关系表达式 RelationalExpression

移位表达式可以构成关系表达式,这里的关系表达式就是大于、小于、大于等于、小于等 于等运算符号连接,统称为关系运算。

<=
>=
<
>
instanceof
in

需要注意,这里的 <= 和 >= 关系运算,完全是针对数字的,所以 <= 并不等价于 < 或 ==。例如:

null <= undefined
//false
null == undefined
//true

请你务必不要用数学上的定义去理解这些运算符。

相等表达式 EqualityExpression

在语法上,相等表达式是由关系表达式用相等比较运算符(如 ==)连接构成的。所以我 们可以像下面这段代码一样使用,而不需要加括号。

a instanceof "object" == true

相等表达式由四种运算符和关系表达式构成,我们来看一下运算符:

  • ==
  • !=
  • ===
  • !==

类型不同的变量比较时==运算只有三条规则:

  • undefined 与 null 相等;
  • 字符串和 bool 都转为数字再比较;
  • 对象转换成 primitive 类型再比较。

这样我们就可以理解一些不太符合直觉的例子了,比如:

false == '0' true
true == 'true' false
[] == 0 true
[] == false true
new Boolean('false') == false false

这里不太符合直觉的有两点:

  • 一个是即使字符串与 boolean 比较,也都要转换成数字;
  • 另一个是对象如果转换成了 primitive 类型跟等号另一边类型恰好相同,则不需要转换 成数字。

此外,== 的行为也经常跟 if 的行为(转换为 boolean)混淆。总之,我建议,仅在确认 == 发生在 Number 和 String 类型之间时使用,比如:

document.getElementsByTagName('input')[0].value == 100

在这个例子中,等号左边必然是 string,右边的直接量必然是 number,这样使用 == 就没 有问题了。

位运算表达式

位运算表达式含有三种:

  • 按位与表达式 BitwiseANDExpression
  • 按位异或表达式 BitwiseANDExpression
  • 按位或表达式 BitwiseORExpression。

按位与表达式由按位与运算符(&)连接按位异或表达式构成,按位与表达式把操作数视为 二进制整数,然后把两个操作数按位做与运算。

按位异或表达式由按位异或运算符(^)连接按位与表达式构成,按位异或表达式把操作数 视为二进制整数,然后把两个操作数按位做异或运算。异或两位相同时得 0,两位不同时得 1。

异或运算有个特征,那就是两次异或运算相当于取消。所以有一个异或运算的小技巧,就是 用异或运算来交换两个整数的值。

let a = 102, b = 324;

a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;

console.log(a, b);

按位或表达式由按位或运算符(|)连接相等表达式构成,按位或表达式把操作数视为二进 制整数,然后把两个操作数按位做或运算。

按位或运算常常被用在一种叫做 Bitmask 的技术上。Bitmask 相当于使用一个整数来当做 多个布尔型变量,现在已经不太提倡了。不过一些比较老的 API 还是会这样设计,比如我 们在 DOM 课程中,提到过的 Iterator API,我们看下例子:

var iterator = document.createNodeIterator(document.body, NodeFilter.SHOW_TEXT | NodeFilter.SHOW_COMMENT, null, false);
var node;
while(node = iterator.nextNode())
{
    console.log(node);
}

这里的第二个参数就是使用了 Bitmask 技术,所以必须配合位运算表达式才能方便地传参 。

逻辑与表达式和逻辑或表达式

逻辑与表达式由按位或表达式经过逻辑与运算符连接构成,逻辑或表达式则由逻辑与表达 式经逻辑或运算符连接构成这里需要注意的是,这两种表达式都不会做类型转换,所以尽 管是逻辑运算,但是最终的结果可能是其它类型。

false || 1;  //1
false && undefined; //undefined

另外还有一点,就是逻辑表达式具有短路的特性,例如:

true || foo();

这里的 foo 将不会被执行,这种中断后面表达式执行的特性就叫做短路。

条件表达式 ConditionalExpression

条件表达式由逻辑或表达式和条件运算符构成,条件运算符又称三目运算符,它有三个部 分,由两个运算符?和:配合使用。

condition ? branch1 : branch2

这里需要注意,条件表达式也像逻辑表达式一样,可能忽略后面表达式的计算。这一点跟 C 语言的条件表达式是不一样的。

条件表达式实际上就是 JavaScript 中的右值表达式了 RightHandSideExpression,是可以 放到赋值运算后面的表达式。