再谈js对象数据结构底层实现原理-object array map set
再谈js对象数据结构底层实现原理-object array map set
如果有java基础的同学，可以回顾下《再谈Java数据结构—分析底层实现与应用注意事项》：java把内存分两种：一种是栈内存，另一种是堆内存。基本类型(即int,short,long,byte,float,double,boolean,char)在栈区分配空间，所有的对象都在堆(Heap)中分配空间。按照这思路来谈下JavaScript。
最新的 ECMAScript 标准定义了 7 种数据类型:
- 6 种原始类型-基本数据类型(按值访问)
- Null (js中的数据在底层是以二进制存储，如果前三位为0，那么就会判定为object，而null的所有都为0)
- Undefined
- 基本包装类型(自动创建的基本包装类型的对象—非Boolean,Number, String内置函数new出来的，对象只存代码的执行瞬间）
- Number(基于 IEEE 754 标准的双精度 64 位二进制格式的值——数字、±Infinity、NaN）
- String
- Boolean
- Symbol (ECMAScript 6 新定义，实例是唯一且不可改变的)
- 引用类型： Object(包括Object/Array/RegExp/Date/null)
任何一个JavaScript的标识、常量、变量和参数都只是unfined, null, bool, number, string,symbol，object 和 function类型中的一种，也就typeof返回值表明的类型。——推荐阅读《细说 JavaScript 七种数据类型》
js基本类型数据都是直接按值存储在栈中的(Undefined、Null、不是new出来的布尔、数字和字符串)，每种类型的数据占用的内存空间的大小是确定的，并由系统自动分配和自动释放。这样带来的好处就是，内存可以及时得到回收，相对于堆来说 ，更加容易管理内存空间。java的基本数据类型共有8种，即int,short,long,byte,float,double,boolean,char(注意，并没有String的基本类型 )
js引用类型数据被存储于堆中 (如对象、数组、函数等，它们是通过拷贝和new出来的）。其实，说存储于堆中，也不太准确，因为，引用类型的数据的地址指针是存储于栈中的，当我们想要访问引用类型的值的时候，需要先从栈中获得对象的地址指针，然后，在通过地址指针找到堆中的所需要的数据。这个后讲，首先我们要搞清楚
数据在内存中的存储结构，也就是物理结构，分为两种：顺序存储结构和链式存储结构。
- 顺序存储结构：是把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。数组就是顺序存储结构的典型代表。
- 链式存储结构：是把数据元素存放在内存中的任意存储单元里，也就是可以把数据存放在内存的各个位置。这些数据在内存中的地址可以是连续的，也可以是不连续的。链表就是顺序存储结构的典型代表。
和顺序存储结构不同的是，链式存储结构的数据元素之间是通过指针来连接的，我们可以通使用指针来找到某个数据元素的位置，然后对这个数据元素进行一些操作。
数组和队列都可以实现栈和链表。
打个比方说一下顺序存储结构和链式存储结构的区别：
比如去银行取钱，顺序存储结构就相当于，所有的客户按照先来后到的顺序有序的的坐在大厅的椅子上（注意：是有顺序的坐着哦）。
而链式存储结构相当于，所有的客户只要一到银行，大堂经理就给他们每人一个号码，然后他们可以随便坐在哪个椅子上（随便坐，不需要按照什么顺序坐），只需要等待工作人员广播叫号即可。
而每个客户手里的号码就相当于指针，当前的指针指向下一个存储空间，这样，所有不连续的空间就可以被有顺序的按照线性连接在一起了。
什么是堆（heap）、栈（stack）
各种语言在处理堆栈的原理上都大同小异。
- 堆是动态分配内存，内存大小不一，也不会自动释放
- 栈是自动分配相对固定大小的内存空间，并由系统自动释放。栈先进后出(LIFO，last in first out），队列后进先出(FIFO，first in first out)。
- 数组数据结构是由相同类型的元素（element）的集合所组成的数据结构，分配一块连续的内存来存储。利用元素的索引（index）可以计算出该元素对应的存储地址。数组寻址容易，插入和删除困难的问题，而链表增删容易，查找困难。栈可以用数组或链表实现(c艹、java等基本功)。
- 集合表示一组互不相同的元素（不重复的元素）。
- 字典存储的是[键，值]对，其中键名是用来查询特定元素的。
经典的数据结构大概就那么几种，list、stack、queue、linkedList、dictionary、hash、set、tree、graph......
JavaScript数据结构
es5自带的：array、object
es6自带的：set map、weakset weakmap （强引用、弱引用，Set 和 Map 数据结构，）
es未有的：dictionary list linkedlist doublelinkedlist quene hash stack
在JavaScript中不管多么复杂的数据和代码，都可以组织成object形式的对象
js里面的object类型在C/C++/Java等语言是没有这种数据类型(C是“万物之母”，C里面没有的)，就得通过某种方式实现，究竟是如何实现其的？这个问题最先看了《从Chrome源码看JS Object的实现》,然后再回顾之前看的《JavaScript 对象属性底层原理》，在根据再谈系列一贯的文风总
对象大多数时候表现为Dictionary：如：{a：'foo'，b：'bar'}
- 存储结构可以是数组也可以是HashMap
- 具有额外的辅助信息(存储在描述符数组中)——数组索引属性
数组索引属性(元素):
如：数组['foo'，'bar']有两个数组索引属性：0，值为'foo'; 1，值为'bar'。
- 存储结构通常为简单的数组结构。但某些情况下也会切换到Hash结构以节省内存。
- 可以使用键来推断它们在属性数组中的位置
数组索引属性和命名属性存储在两个单独的数据结构中：
V8里面所有的数据类型的根父类都是Object，Object派生HeapObject，提供存储基本功能，往下的JSReceiver用于原型查找，再往下的JSObject就是JS里面的Object，Array/Function/Date等继承于JSObject。左边的FixedArray是实际存储数据的地方。推荐看原文《从Chrome源码看JS Object的实现》
在创建一个JSObject之前，会先把读到的Object的文本属性序列化成constant_properties，如下的data：
var data = {
name: "yin",
age: 18,
"-school-": "high school"
};会被序列成：
../../v8/src/runtime/http://runtime-literals.cc 72 constant_properties:
0xdf9ed2aed19: [FixedArray]
– length: 6
[0]: 0x1b5ec69833d1 [1]: 0xdf9ed2aec51 [2]: 0xdf9ed2aec71 [3]: 18
[4]: 0xdf9ed2aec91 [5]: 0xdf9ed2aecb1它是一个FixedArray，FixedArray是V8实现的一个类似于数组的类，它表示一段连续的内存。
那么，这个连续内存，又如何还原成 JSON 结构对象呢?
FixedArray主要用于表示数据的存储位置，在它上面还有一个Map，这个Map用于表示数据的结构。这里的Map并不是哈希的意思，更接近于地图的意义，用来操作FixedArray表示的这段内存，并且可以通过index用descriptors迅速地取出key-value
for (int index = 0; index get(index + 0));
Handle value(constant_properties->get(index + 1));
Handle name = Handle::cast(key);
JSObject::SetOwnPropertyIgnoreAttributes(boilerplate, name, value, NONE);
}
// Most object types in the V8 JavaScript are described in this file.
//
// Inheritance hierarchy:
// - Object
// - Smi (immediate small integer)
// - HeapObject (superclass for everything allocated in the heap)
// - JSReceiver (suitable for property access)
// - JSObject
// - JSArray
// - JSArrayBuffer
// - JSArrayBufferView
// - JSTypedArray
// - JSDataView
// - JSBoundFunction
// - JSCollection
// - JSSet
// - JSMap
// - JSStringIterator
// - JSSetIterator
// - JSMapIterator
// - JSWeakCollection
// - JSWeakMap
// - JSWeakSet
// - JSRegExp
// - JSFunction
// - JSGeneratorObject
// - JSGlobalObject
// - JSGlobalProxy
// - JSValue
// - JSDate
// - JSMessageObject
// - JSModuleNamespace
// - JSV8BreakIterator // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSCollator // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSDateTimeFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSListFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSLocale // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSNumberFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSPluralRules // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSRelativeTimeFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSSegmentIterator // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - JSSegmenter // If V8_INTL_SUPPORT enabled.
// - WasmExceptionObject
// - WasmGlobalObject
// - WasmInstanceObject
// - WasmMemoryObject
// - WasmModuleObject
// - WasmTableObject
// - JSProxy
// - FixedArrayBase
// - ByteArray
// - BytecodeArray
// - FixedArray
// - FrameArray
// - HashTable
// - Dictionary
// - StringTable
// - StringSet
// - CompilationCacheTable
// - MapCache
// - OrderedHashTable
// - OrderedHashSet
// - OrderedHashMap
// - FeedbackMetadata
// - TemplateList
// - TransitionArray
// - ScopeInfo
// - ModuleInfo
// - ScriptContextTable
// - ClosureFeedbackCellArray
// - FixedDoubleArray
// - Name
// - String
// - SeqString
// - SeqOneByteString
// - SeqTwoByteString
// - SlicedString
// - ConsString
// - ThinString
// - ExternalString
// - ExternalOneByteString
// - ExternalTwoByteString
// - InternalizedString
// - SeqInternalizedString
// - SeqOneByteInternalizedString
// - SeqTwoByteInternalizedString
// - ConsInternalizedString
// - ExternalInternalizedString
// - ExternalOneByteInternalizedString
// - ExternalTwoByteInternalizedString
// - Symbol
// - Context
// - NativeContext
// - HeapNumber
// - BigInt
// - Cell
// - DescriptorArray
// - PropertyCell
// - PropertyArray
// - Code
// - AbstractCode, a wrapper around Code or BytecodeArray
// - Map
// - Oddball
// - Foreign
// - SmallOrderedHashTable
// - SmallOrderedHashMap
// - SmallOrderedHashSet
// - SharedFunctionInfo
// - Struct
// - AccessorInfo
// - AsmWasmData
// - PromiseReaction
// - PromiseCapability
// - AccessorPair
// - AccessCheckInfo
// - InterceptorInfo
// - CallHandlerInfo
// - EnumCache
// - TemplateInfo
// - FunctionTemplateInfo
// - ObjectTemplateInfo
// - Script
// - DebugInfo
// - BreakPoint
// - BreakPointInfo
// - StackFrameInfo
// - StackTraceFrame
// - SourcePositionTableWithFrameCache
// - CodeCache
// - PrototypeInfo
// - Microtask
// - CallbackTask
// - CallableTask
// - PromiseReactionJobTask
// - PromiseFulfillReactionJobTask
// - PromiseRejectReactionJobTask
// - PromiseResolveThenableJobTask
// - Module
// - ModuleInfoEntry
// - FeedbackCell
// - FeedbackVector
// - PreparseData
// - UncompiledData
// - UncompiledDataWithoutPreparseData
// - UncompiledDataWithPreparseData
//
// Formats of Object::ptr_:
// Smi: [31 bit signed int] 0
// HeapObject: [32 bit direct pointer] (4 byte aligned) | 01每个 heap object 都有个 map 来记录相关信息。
// All heap objects have a Map that describes their structure.
// A Map contains information about:
// - Size information about the object
// - How to iterate over an object (for garbage collection)
//
// Map layout:
// +---------------+---------------------------------------------+
// | _ Type _ | _ Description _ |
// +---------------+---------------------------------------------+
// | TaggedPointer | map - Always a pointer to the MetaMap root |
// +---------------+---------------------------------------------+
// | Int | The first int field |
// `---+----------+---------------------------------------------+
// | Byte | [instance_size] |
// +----------+---------------------------------------------+
// | Byte | If Map for a primitive type: |
// | | native context index for constructor fn |
// | | If Map for an Object type: |
// | | inobject properties start offset in words |
// +----------+---------------------------------------------+
// | Byte | [used_or_unused_instance_size_in_words] |
// | | For JSObject in fast mode this byte encodes |
// | | the size of the object that includes only |
// | | the used property fields or the slack size |
// | | in properties backing store. |
// +----------+---------------------------------------------+
// | Byte | [visitor_id] |
// +----+----------+---------------------------------------------+
// | Int | The second int field |
// `---+----------+---------------------------------------------+
// | Short | [instance_type] |
// +----------+---------------------------------------------+
// | Byte | [bit_field] |
// | | - has_non_instance_prototype (bit 0) |
// | | - is_callable (bit 1) |
// | | - has_named_interceptor (bit 2) |
// | | - has_indexed_interceptor (bit 3) |
// | | - is_undetectable (bit 4) |
// | | - is_access_check_needed (bit 5) |
// | | - is_constructor (bit 6) |
// | | - has_prototype_slot (bit 7) |
// +----------+---------------------------------------------+
// | Byte | [bit_field2] |
// | | - is_extensible (bit 0) |
// | | - is_prototype_map (bit 1) |
// | | - is_in_retained_map_list (bit 2) |
// | | - elements_kind (bits 3..7) |
// +----+----------+---------------------------------------------+
// | Int | [bit_field3] |
// | | - enum_length (bit 0..9) |
// | | - number_of_own_descriptors (bit 10..19) |
// | | - is_dictionary_map (bit 20) |
// | | - owns_descriptors (bit 21) |
// | | - has_hidden_prototype (bit 22) |
// | | - is_deprecated (bit 23) |
// | | - is_unstable (bit 24) |
// | | - is_migration_target (bit 25) |
// | | - is_immutable_proto (bit 26) |
// | | - new_target_is_base (bit 27) |
// | | - may_have_interesting_symbols (bit 28) |
// | | - construction_counter (bit 29..31) |
// | | |
// +*************************************************************+
// | Int | On systems with 64bit pointer types, there |
// | | is an unused 32bits after bit_field3 |
// +*************************************************************+
// | TaggedPointer | [prototype] |
// +---------------+---------------------------------------------+
// | TaggedPointer | [constructor_or_backpointer] |
// +---------------+---------------------------------------------+
// | TaggedPointer | If Map is a prototype map: |
// | | [prototype_info] |
// | | Else: |
// | | [raw_transitions] |
// +---------------+---------------------------------------------+
// | TaggedPointer | [instance_descriptors] |
// +*************************************************************+
// ! TaggedPointer ! [layout_descriptors] !
// ! ! Field is only present if compile-time flag !
// ! ! FLAG_unbox_double_fields is enabled !
// ! ! (basically on 64 bit architectures) !
// +*************************************************************+
// | TaggedPointer | [dependent_code] |
// +---------------+---------------------------------------------+原文链接：https://www.zhoulujun.cn/html/webfront/ECMAScript/js/2016_0219_7607.html
文有不妥之前，请源站留言告知，本人将及时修正，拜谢
参考文章：
基本数据结构形象解释 https://blog.csdn.net/qq_23864697/article/details/79727950
数据结构与算法 - 图的邻接表 （思想以及实现方式）www.cnblogs.com/cmusketeer/p/10331450.html
谁说前端就不需要学习数据结构了？来我们浅谈一下js的数据结构 https://www.jianshu.com/p/5e0e8d183102
JavaScript: new关键字创建对象底层原理 https://www.jianshu.com/p/265144a810b7
数据结构和算法 https://www.cnblogs.com/wsnb/p/5172431.html