JavaScript对象模型-执行模型(笔记)

JavaScript对象模型-执行模型

数据类型
基本数据类型
基本数据类型是JS语言最底层的实现。
简单数值类型: 有Undefined, Null, Boolean, Number和String。注意，描述中的英文单词在这里仅指数据类型的名称，并不特指JS的全局对象Nan, Boolean, Number, String等，它们在概念上的区别是比较大的。

对象: 一个无序属性的集合，这些属性的值为简单数值类型、对象或者函数。同上，这里的对象并不特指全局对象Object。
函数: 函数是对象的一种，实现上内部属性[[Class]]值为"Function"，表明它是函数类型，除了对象的内部属性方法外，还有[[Construct]]、[[Call]]、[[Scope]]等内部属性。函数作为函数调用与构造器(使用new关键字创建实例对象)的处理机制不一样(Function对象除外)，内部方法[[Construct]]用于实现作为构造器的逻辑，方法[[Call]]实现作为函数调用的逻辑。同上，这里的函数并不特指全局对象Function。
函数在JS这个Prototype语言中可以看作是面向对象语言的类，可以用它来构造对象实例。既然函数可以看作是类，所以每一个函数可以看作是一种扩展数据类型。

内置数据类型(内置对象)
Function: 函数类型的用户接口。
Object: 对象类型的用户接口。
Boolean, Number, String: 分别为这三种简单数值类型的对象包装器，对象包装在概念上有点类似C#中的Box/Unbox。
Date, Array, RegExp: 可以把它们看作是几种内置的扩展数据类型。

首先，Function, Object, Boolean, Number, String, Date, Array, RegExp等都是JavaScript语言的内置对象，它们都可以看作是函数的派生类型，例如Number instanceof Function为true，Number instanceof Object为true。在这个意义上，可以将它们跟用户定义的函数等同看待。
其次，它们各自可以代表一种数据类型，由JS引擎用native code或内置的JS代码实现，是暴露给开发者对这些内置数据类型进行操作的接口。在这个意义上，它们都是一种抽象的概念，后面隐藏了具体的实现机制。
在每一个提到Number, Function等单词的地方，应该迅速的在思维中将它们实例化为上面的两种情况之一。

数据类型实现模型描述
    
Build-in *** data structure: 指JS内部用于实现***类型的数据结构，这些结构我们基本上无法直接操作。
Build-in *** object: 指JS内置的Number, String, Boolean等这些对象，这是JS将内部实现的数据类型暴露给开发者使用的接口。
Build-in *** constructor: 指JS内置的一些构造器，用来构造相应类型的对象实例。它们被包装成函数对象暴露出来，例如我们可以使用下面的方法访问到这些函数对象:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
//access the build-in number constructor
var number = new Number(123);
var numConstructor1 = number.constructor; //or
var numConstructor2 = new Object(123).constructor;
//both numConstructor1 and numConstructor2 are the build-in Number constructor
numConstructor1 == numConstructor2 //result: true
//access the build-in object constructor
var objConstructor1 = {}.constructor; //or
var objConstructor2 = new Object().constructor;
//both objConstructor1 and objConstructor2 are the build-in Object constructor
objConstructor1==objConstructor2 //result: true

具体实现上，上图中横向之间可能也存在关联，例如对于build-in data structure和constructor，Function、 Date、 Array、 RegExp等都可以继承Object的结构而实现，但这是具体实现相关的事情了。

关于简单数值类型的对象化
这是一个细微的地方，下面描述对于Boolean, String和Number这三种简单数值类型都适用，以Number为例说明。
JS规范要求: 使用var num1=123;这样的代码，直接返回基本数据类型，就是说返回的对象不是派生自Number和Object类型，用num1 instanceof Object测试为false；使用new关键字创建则返回Number类型，例如var num2=new Number(123); num2 instanceof Number为true。
将Number当作函数调用，返回结果会转换成简单数值类型。下面是测试代码:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
var num1 = new Number(123); //num1 derived from Number & Object
num1 instanceof Number //result: true
num1 instanceof Object //result: true
//convert the num1 from Number type to primitive type, so it's no longer an instance of Number or Object
num1 = Number(num1); 
num1 instanceof Number //result: false
num1 instanceof Object //result: false
var num2 = 123; //num2 is a primitive type
num2 instanceof Number //result: false
num2 instanceof Object //result: false

虽然我们得到了一个简单数值类型，但它看起来仍然是一个JS Object对象，具有Object以及相应类型的所有属性和方法，使用上基本没有差别，唯一不同之处是instanceof的测试结果。

Prototype继承
Prototype
每个对象都有一个[[Prototype]]的内部属性，它的值为null或者另外一个对象。函数对象都有一个显示的prototype属性，它并不是内部[[Prototype]]属性。不同的JS引擎实现者可以将内部[[Prototype]]属性命名为任何名字，并且设置它的可见性，只在JS引擎内部使用。虽然无法在JS代码中访问到内部[[Prototype]](FireFox中可以，名字为__proto__因为Mozilla将它公开了)，但可以使用对象的isPrototypeOf()方法进行测试，注意这个方法会在整个Prototype链上进行判断。
使用obj.propName访问一个对象的属性时，按照下面的步骤进行处理(假设obj的内部[[Prototype]]属性名为__proto__):
1. 如果obj存在propName属性，返回属性的值，否则
2. 如果obj.__proto__为null，返回undefined，否则
3. 返回obj.__proto__.propName  //会去找"父类"的属性和方法,直到顶端
调用对象的方法跟访问属性搜索过程一样，因为方法的函数对象就是对象的一个属性值。
提示: 上面步骤中隐含了一个递归过程，步骤3中obj.__proto__是另外一个对象，同样将采用1, 2, 3这样的步骤来搜索propName属性。

例如下图所示，object1将具备属性prop1, prop2, prop3以及方法fn1, fn2, fn3。图中虚线箭头表示prototype链。
    
这就是基于Prototype的继承和共享。其中object1的方法fn2来自object2，概念上即object2重写了object3的方法fn2。
JavaScript对象应当都通过prototype链关联起来，最顶层是Object，即对象都派生自Object类型。

类似C++等面向对象语言用类(被抽象了的类型)来承载方法，用对象(实例化对象)承载属性，Prototype语言只用实例化的对象来承载方法和属性。本质区别是前者基于内存结构的描述来实现继承，后者基于具体的内存块实现。

对象创建过程
JS中只有函数对象具备类的概念，因此要创建一个对象，必须使用函数对象。函数对象内部有[[Construct]]方法和[[Call]]方法，[[Construct]]用于构造对象，[[Call]]用于函数调用，只有使用new操作符时才触发[[Construct]]逻辑。
var obj=new Object(); 是使用内置的Object这个函数对象创建实例化对象obj。var obj={};和var obj=[];这种代码将由JS引擎触发Object和Array的构造过程。function fn(){}; var myObj=new fn();是使用用户定义的类型创建实例化对象。

new Fn(args)的创建过程如下(即函数对象的[[Construct]]方法处理逻辑，对象的创建过程)。另外函数对象本身的创建过程(指定义函数或者用Function创建一个函数对象等方式)虽然也使用了下面的处理逻辑，但有特殊的地方，后面再描述。
1. 创建一个build-in object对象obj并初始化
2. 如果Fn.prototype是Object类型，则将obj的内部[[Prototype]]设置为Fn.prototype，否则obj的[[Prototype]]将为其初始化值(即Object.prototype)

3. 将obj作为this，使用args参数调用Fn的内部[[Call]]方法
    3.1 内部[[Call]]方法创建当前执行上下文
    3.2 调用F的函数体
    3.3 销毁当前的执行上下文
    3.4 返回F函数体的返回值，如果F的函数体没有返回值则返回undefined
4. 如果[[Call]]的返回值是Object类型，则返回这个值，否则返回obj
注意步骤2中， prototype指对象显示的prototype属性，而[[Prototype]]则代表对象内部Prototype属性(隐式的)。
构成对象Prototype链的是内部隐式的[[Prototype]]，而并非对象显示的prototype属性。显示的prototype只有在函数对象上才有意义，从上面的创建过程可以看到，函数的prototype被赋给派生对象隐式[[Prototype]]属性，这样根据Prototype规则，派生对象和函数的prototype对象之间才存在属性、方法的继承/共享关系。
//--创建对象时用内置prototype来产生继承效果,内置prototype被赋的值是函数对象的显式prototype,这个显式的prototype的值是什么?
用代码来做一些验证:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function fn(){}
//the value of implicit [[Prototype]] property of those objects derived from fn will be assigned to fn.prototype
fn.prototype={ attr1:"aaa", attr2:"bbb"};
var obj=new fn();
document.write(obj.attr1 + "<br />"); //result: aaa
document.write(obj.attr2 + "<br />"); //result: bbb
document.write(obj instanceof fn); //result: true
document.write("<br />");
//I change the prototype of fn here, so by the algorithm of Prototype the obj is no longer the instance of fn,
//but this won't affect the obj and its [[Prototype]] property, and the obj still has attr1 and attr2 properties
fn.prototype={};   //修改了fn的显式prototype
document.write(obj.attr1 + "<br />"); //result: aaa
document.write(obj.attr2 + "<br />"); //result: bbb
document.write(obj instanceof fn); //result: false  //obj不是fn的实例

关于创建过程返回值的验证:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function fn(){
    //according to step 4 described above, 
    //the new fn() operation will return the object { attr1: 111, attr2: 222 }, it's not an instance of fn!
    return { attr1: 111, attr2: 222 };
}
fn.prototype={ attr1:"aaa", attr2:"bbb"};
var obj=new fn();
document.write(obj.attr1 + "<br />"); //result: 111
document.write(obj.attr2 + "<br />"); //result: 222
document.write(obj instanceof fn); //result: false

做个练习
经过上面的理解应，请写出下面这幅图的实现代码。图中CF是一个函数，Cfp是CF的prototype对象，cf1, cf2, cf3, cf4, cf5都是CF的实例对象。虚线箭头表示隐式Prototype关系，实线箭头表示显示prototype关系。
    

//创建新对象时,内置prototype被赋成[对象定义]的现式prototype,这个显式的prototype(cfp)到底是什么?为什么不给内置prototype赋[对象定义]得内置prototype?

供参考的实现方案:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function CF(q1, q2){
    this.q1=q1;
    this.q2=q2;
}
CF.P1="P1 in CF"; 
CF.P2="P2 in CF";
function Cfp(){
    this.CFP1="CFP1 in Cfp";
}

alert(CF.prototype);//result: [object Object]
CF.prototype=new Cfp();

alert(CF.prototype)//result: [object Object]   //这是什么情况,不是应该是Cfp么...

var cf1=new CF("aaa", "bbb");
document.write(cf1.CFP1 + "<br />"); //result: CFP1 in Cfp
document.write(cf1.q1 + "<br />"); //result: aaa
document.write(cf1.q2 + "<br />"); //result: bbb

//定义实例的类(cf,原来应为object)的父类被修改为cfp,所以cf的实例可以访问到新的父类cfp的属性(cfp1)