JavaScript深刻之從ECMAScript規範解讀this

JavaScript深刻系列第六篇，本篇咱們追根溯源，從 ECMAScript5 規範解讀 this 在函數調用時究竟是如何肯定的。

前言

在《JavaScript深刻之執行上下文棧》中講到，當JavaScript代碼執行一段可執行代碼(executable code)時，會建立對應的執行上下文(execution context)。

對於每一個執行上下文，都有三個重要屬性

• 變量對象(Variable object，VO)

• 做用域鏈(Scope chain)

• this

今天重點講講 this，然而很差講。

……

由於咱們要從 ECMASciript5 規範開始講起。

先奉上 ECMAScript 5.1 規範地址：

英文版：http://es5.github.io/#x15.1

中文版：http://yanhaijing.com/es5/#115

讓咱們開始瞭解規範吧！

Types

首先是第 8 章 Types：

Types are further subclassified into ECMAScript language types and specification types.

An ECMAScript language type corresponds to values that are directly manipulated by an ECMAScript programmer using the ECMAScript language. The ECMAScript language types are Undefined, Null, Boolean, String, Number, and Object.

A specification type corresponds to meta-values that are used within algorithms to describe the semantics of ECMAScript language constructs and ECMAScript language types. The specification types are Reference, List, Completion, Property Descriptor, Property Identifier, Lexical Environment, and Environment Record.

咱們簡單的翻譯一下：

ECMAScript 的類型分爲語言類型和規範類型。

ECMAScript 語言類型是開發者直接使用 ECMAScript 能夠操做的。其實就是咱們常說的Undefined, Null, Boolean, String, Number, 和 Object。

而規範類型至關於 meta-values，是用來用算法描述 ECMAScript 語言結構和 ECMAScript 語言類型的。規範類型包括：Reference, List, Completion, Property Descriptor, Property Identifier, Lexical Environment, 和 Environment Record。

沒懂？不要緊，咱們只要知道在 ECMAScript 規範中還有一種只存在於規範中的類型，它們的做用是用來描述語言底層行爲邏輯。

今天咱們要講的重點是即是其中的 Reference 類型。它與 this 的指向有着密切的關聯。

Reference

那什麼又是 Reference ？

讓咱們看 8.7 章 The Reference Specification Type：

The Reference type is used to explain the behaviour of such operators as delete, typeof, and the assignment operators.

因此 Reference 類型就是用來解釋諸如 delete、typeof 以及賦值等操做行爲的。

抄襲尤雨溪大大的話，就是：

這裏的 Reference 是一個 Specification Type，也就是 「只存在於規範裏的抽象類型」。它們是爲了更好地描述語言的底層行爲邏輯才存在的，但並不存在於實際的 js 代碼中。

再看接下來的這段具體介紹 Reference 的內容：

A Reference is a resolved name binding.

A Reference consists of three components, the base value, the referenced name and the Boolean valued strict reference flag.

The base value is either undefined, an Object, a Boolean, a String, a Number, or an environment record (10.2.1).

A base value of undefined indicates that the reference could not be resolved to a binding. The referenced name is a String.

這段講述了 Reference 的構成，由三個組成部分，分別是：

• base value

• referenced name

• strict reference

但是這些究竟是什麼呢？

咱們簡單的理解的話：

base value 就是屬性所在的對象或者就是 EnvironmentRecord，它的值只多是 undefined, an Object, a Boolean, a String, a Number, or an environment record 其中的一種。

referenced name 就是屬性的名稱。

舉個例子：

var foo = 1;

// 對應的Reference是：
var fooReference = {
    base: EnvironmentRecord,
    name: 'foo',
    strict: false
};

再舉個例子：

var foo = {
    bar: function () {
        return this;
    }
};
 
foo.bar(); // foo

// bar對應的Reference是：
var BarReference = {
    base: foo,
    propertyName: 'bar',
    strict: false
};

並且規範中還提供了獲取 Reference 組成部分的方法，好比 GetBase 和 IsPropertyReference。

這兩個方法很簡單，簡單看一看：

1.GetBase

GetBase(V). Returns the base value component of the reference V.

返回 reference 的 base value。

2.IsPropertyReference

IsPropertyReference(V). Returns true if either the base value is an object or HasPrimitiveBase(V) is true; otherwise returns false.

簡單的理解：若是 base value 是一個對象，就返回true。

GetValue

除此以外，緊接着在 8.7.1 章規範中就講了一個用於從 Reference 類型獲取對應值的方法： GetValue。

簡單模擬 GetValue 的使用：

var foo = 1;

var fooReference = {
    base: EnvironmentRecord,
    name: 'foo',
    strict: false
};

GetValue(fooReference) // 1;

GetValue 返回對象屬性真正的值，可是要注意：

調用 GetValue，返回的將是具體的值，而再也不是一個 Reference

這個很重要，這個很重要，這個很重要。

如何肯定this的值

關於 Reference 講了那麼多，爲何要講 Reference 呢？到底 Reference 跟本文的主題 this 有哪些關聯呢？若是你能耐心看完以前的內容，如下開始進入高能階段：

看規範 11.2.3 Function Calls：

這裏講了當函數調用的時候，如何肯定 this 的取值。

只看第一步、第六步、第七步：

1.Let ref be the result of evaluating MemberExpression.

6.If Type(ref) is Reference, then

a.If IsPropertyReference(ref) is true, then

      i.Let thisValue be GetBase(ref).

  b.Else, the base of ref is an Environment Record

      i.Let thisValue be the result of calling the ImplicitThisValue concrete method of GetBase(ref).

7.Else, Type(ref) is not Reference.

a. Let thisValue be undefined.

讓咱們描述一下：

1.計算 MemberExpression 的結果賦值給 ref

2.判斷 ref 是否是一個 Reference 類型

2.1 若是 ref 是 Reference，而且 IsPropertyReference(ref) 是 true, 那麼 this 的值爲 GetBase(ref)

2.2 若是 ref 是 Reference，而且 base value 值是 Environment Record, 那麼this的值爲 ImplicitThisValue(ref)

2.3 若是 ref 不是 Reference，那麼 this 的值爲 undefined

具體分析

讓咱們一步一步看：

1. 計算 MemberExpression 的結果賦值給 ref

什麼是 MemberExpression？看規範 11.2 Left-Hand-Side Expressions：

MemberExpression :

• PrimaryExpression // 原始表達式 能夠參見《JavaScript權威指南第四章》

• FunctionExpression // 函數定義表達式

• MemberExpression [ Expression ] // 屬性訪問表達式

• MemberExpression . IdentifierName // 屬性訪問表達式

• new MemberExpression Arguments // 對象建立表達式

舉個例子：

function foo() {
    console.log(this)
}

foo(); // MemberExpression 是 foo

function foo() {
    return function() {
        console.log(this)
    }
}

foo()(); // MemberExpression 是 foo()

var foo = {
    bar: function () {
        return this;
    }
}

foo.bar(); // MemberExpression 是 foo.bar

因此簡單理解 MemberExpression 其實就是()左邊的部分。

2.判斷 ref 是否是一個 Reference 類型。

關鍵就在於看規範是如何處理各類 MemberExpression，返回的結果是否是一個Reference類型。

舉最後一個例子：

var value = 1;

var foo = {
  value: 2,
  bar: function () {
    return this.value;
  }
}

//示例1
console.log(foo.bar());
//示例2
console.log((foo.bar)());
//示例3
console.log((foo.bar = foo.bar)());
//示例4
console.log((false || foo.bar)());
//示例5
console.log((foo.bar, foo.bar)());

foo.bar()

在示例 1 中，MemberExpression 計算的結果是 foo.bar，那麼 foo.bar 是否是一個 Reference 呢？

查看規範 11.2.1 Property Accessors，這裏展現了一個計算的過程，什麼都無論了，就看最後一步：

Return a value of type Reference whose base value is baseValue and whose referenced name is propertyNameString, and whose strict mode flag is strict.

咱們得知該表達式返回了一個 Reference 類型！

根據以前的內容，咱們知道該值爲：

var Reference = {
  base: foo,
  name: 'bar',
  strict: false
};

接下來按照 2.1 的判斷流程走：

2.1 若是 ref 是 Reference，而且 IsPropertyReference(ref) 是 true, 那麼 this 的值爲 GetBase(ref)

該值是 Reference 類型，那麼 IsPropertyReference(ref) 的結果是多少呢？

前面咱們已經鋪墊了 IsPropertyReference 方法，若是 base value 是一個對象，結果返回 true。

base value 爲 foo，是一個對象，因此 IsPropertyReference(ref) 結果爲 true。

這個時候咱們就能夠肯定 this 的值了：

this = GetBase(ref)，

GetBase 也已經鋪墊了，得到 base value 值，這個例子中就是foo，因此 this 的值就是 foo ，示例1的結果就是 2！

唉呀媽呀，爲了證實 this 指向foo，真是累死我了！可是知道了原理，剩下的就更快了。

(foo.bar)()

看示例2：

console.log((foo.bar)());

foo.bar 被 () 包住，查看規範 11.1.6 The Grouping Operator

直接看結果部分：

Return the result of evaluating Expression. This may be of type Reference.

NOTE This algorithm does not apply GetValue to the result of evaluating Expression.

實際上 () 並無對 MemberExpression 進行計算，因此其實跟示例 1 的結果是同樣的。

(foo.bar = foo.bar)()

看示例3，有賦值操做符，查看規範 11.13.1 Simple Assignment ( = ):

計算的第三步：

3.Let rval be GetValue(rref).

由於使用了 GetValue，因此返回的值不是 Reference 類型，

按照以前講的判斷邏輯：

2.3 若是 ref 不是Reference，那麼 this 的值爲 undefined

this 爲 undefined，非嚴格模式下，this 的值爲 undefined 的時候，其值會被隱式轉換爲全局對象。

(false || foo.bar)()

看示例4，邏輯與算法，查看規範 11.11 Binary Logical Operators：

計算第二步：

2.Let lval be GetValue(lref).

由於使用了 GetValue，因此返回的不是 Reference 類型，this 爲 undefined

(foo.bar, foo.bar)()

看示例5，逗號操做符，查看規範11.14 Comma Operator ( , )

計算第二步：

2.Call GetValue(lref).

由於使用了 GetValue，因此返回的不是 Reference 類型，this 爲 undefined

揭曉結果

因此最後一個例子的結果是：

var value = 1;

var foo = {
  value: 2,
  bar: function () {
    return this.value;
  }
}

//示例1
console.log(foo.bar()); // 2
//示例2
console.log((foo.bar)()); // 2
//示例3
console.log((foo.bar = foo.bar)()); // 1
//示例4
console.log((false || foo.bar)()); // 1
//示例5
console.log((foo.bar, foo.bar)()); // 1

注意：以上是在非嚴格模式下的結果，嚴格模式下由於 this 返回 undefined，因此示例 3 會報錯。

補充

最最後，忘記了一個最最普通的狀況：

function foo() {
    console.log(this)
}

foo();

MemberExpression 是 foo，解析標識符，查看規範 10.3.1 Identifier Resolution，會返回一個 Reference 類型的值：

var fooReference = {
    base: EnvironmentRecord,
    name: 'foo',
    strict: false
};

接下來進行判斷：

2.1 若是 ref 是 Reference，而且 IsPropertyReference(ref) 是 true, 那麼 this 的值爲 GetBase(ref)

由於 base value 是 EnvironmentRecord，並非一個 Object 類型，還記得前面講過的 base value 的取值可能嗎？ 只多是 undefined, an Object, a Boolean, a String, a Number, 和 an environment record 中的一種。

IsPropertyReference(ref) 的結果爲 false，進入下個判斷：

2.2 若是 ref 是 Reference，而且 base value 值是 Environment Record, 那麼this的值爲 ImplicitThisValue(ref)

base value 正是 Environment Record，因此會調用 ImplicitThisValue(ref)

查看規範 10.2.1.1.6，ImplicitThisValue 方法的介紹：該函數始終返回 undefined。

因此最後 this 的值就是 undefined。

多說一句

儘管咱們能夠簡單的理解 this 爲調用函數的對象，若是是這樣的話，如何解釋下面這個例子呢？

var value = 1;

var foo = {
  value: 2,
  bar: function () {
    return this.value;
  }
}
console.log((false || foo.bar)()); // 1

此外，又如何肯定調用函數的對象是誰呢？在寫文章之初，我就面臨着這些問題，最後仍是放棄從多個情形下給你們講解 this 指向的思路，而是追根溯源的從 ECMASciript 規範講解 this 的指向，儘管從這個角度寫起來和讀起來都比較吃力，可是一旦多讀幾遍，明白原理，絕對會給你一個全新的視角看待 this 。而你也就能明白，儘管 foo() 和 (foo.bar = foo.bar)() 最後結果都指向了 undefined，可是二者從規範的角度上卻有着本質的區別。

此篇講解執行上下文的 this，即使不是很理解此篇的內容，依然不影響你們瞭解執行上下文這個主題下其餘的內容。因此，依然能夠安心的看下一篇文章。

下一篇文章

《JavaScript深刻之執行上下文》

深刻系列

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JavaScript深刻系列預計寫十五篇左右，旨在幫你們捋順JavaScript底層知識，重點講解如原型、做用域、執行上下文、變量對象、this、閉包、按值傳遞、call、apply、bind、new、繼承等難點概念。

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