Типы и структуры данных JavaScript

Динамическая типизация

JavaScript является слабо типизированным или динамическим языком. Это значит, что вам не нужно определять тип переменной заранее. Тип определится автоматически во время выполнения программы. Также это значит, что вы можете использовать одну переменную для хранения данных различных типов:

var foo = 42; // сейчас foo типа Number
foo = "bar"; // а теперь foo типа String
foo = true; // foo становится типа Boolean

Типы данных

Стандарт ECMAScript определяет 8 типов:

• 6 типов данных являющихся примитивами:

  • Undefined (Неопределённый тип) : typeof instance === "undefined"
  • Boolean (Булев, Логический тип) : typeof instance === "boolean"
  • Number (Число) : typeof instance === "number"
  • String (Строка) : typeof instance === "string"
  • BigInt : typeof instance === "bigint"
  • Symbol (в ECMAScript 6) : typeof instance === "symbol"

• Null (Null тип ) : typeof instance === "object". Специальный примитив, используемый не только для данных но и в качестве указателя на финальную точку в Цепочке Прототипов;

• Object (Объект) : typeof instance === "object". Простая структура, используемая не только для хранения данных, но и для создания других структур, где любая структура создаётся с использованием ключевого слова new: new Object, new Array, new Map, new Set, new WeakMap, new WeakSet, new Date и множество других структур;

И здесь нам необходимо сделать предостережение относительно использования оператора typeof для определения типа структур, т.к. все структуры будут возвращать "object" при его использовании, так как назначение typeof — проверка типа данных, но не структур. Если проверить тип структуры всё же необходимо, то в этом случае желательно использовать оператор instanceof, так как именно он отвечает на вопрос о том, какой конструктор был использован для создания структуры.

Стоит отметить два особых случая работы оператора typeof: возврат "object" для значения null и "function" для функций: первое принято считать ошибкой языка, сохраненной ради обратной совместимости, второе является условностью, удобной для проверки на принадлежность значения категории функций, где функция - это особый, "вызываемый", объект.

Примитивные значения

Все типы данных в JavaScript, кроме объектов, являются иммутабельными (значения не могут быть модифицированы, а только перезаписаны новым полным значением). Например, в отличии от C, где строку можно посимвольно корректировать, в JavaScript строки пересоздаются только полностью. Значения таких типов называются «примитивными значениями».

Булевый тип данных

Булевый тип представляет логическую сущность и имеет два значения: true (истина) и false (ложь). Смотрите Boolean и Boolean для получения подробностей.

Null

Этот тип данных имеет всего одно значение: null. Смотрите null и Null для получения подробностей.

Undefined

Переменная, которой не было присвоено значение, будет иметь значение undefined. Смотрите undefined и undefined для получения подробностей.

Числа

В соответствии со стандартом ECMAScript, существует только один числовой тип, который представляет собой 64-битное число двойной точности согласно стандарту IEEE 754. Другими словами, специального типа для целых чисел в JavaScript нет. Это означает, что при числовых операциях вы можете получить неточное (округлённое) значение. В дополнение к возможности представлять числа с плавающей запятой, есть несколько символических значений: +Infinity (положительная бесконечность), -Infinity (отрицательная бесконечность), и NaN (не число).

Для получения самого большого или самого меньшего доступного значения в пределах +/-Infinity, можно использовать константы Number.MAX_VALUE или Number.MIN_VALUE. А начиная с ECMAScript 2015, вы также можете проверить, находится ли число в безопасном для целых чисел диапазоне, используя метод Number.isSafeInteger(), либо константы Number.MAX_SAFE_INTEGER и Number.MIN_SAFE_INTEGER. За пределами этого диапазона операции с целыми числами будут небезопасными, и возвращать приближённые значения.

Ноль в JavaScript имеет два представления: -0 и +0. («0» это синоним +0). На практике это имеет малозаметный эффект. Например, выражение +0 === -0 является истинным. Однако, это может проявиться при делении на ноль:

> 42 / +0
Infinity
> 42 / -0
-Infinity

Хотя число в большинстве случаев представляет только своё значение, JavaScript предоставляет несколько бинарных операций. Они могут использоваться для того, чтобы представлять число как несколько булевых значений, с помощью битовой маски. Это считается плохой практикой, так как JavaScript предлагает другие способы представления булевых значений (например, массив элементов с булевыми значениями или объект, содержащий набор булевых свойств). Кроме того, битовые маски часто делают код более трудным для чтения, понимания и дальнейшей поддержки. Эта техника может быть необходима в условиях технических ограничений, таких как объём локального хранилища данных, или в такой экстремальной ситуации, когда каждый бит передаваемый по сети на счету. Данный подход следует использовать как крайнюю меру, когда не остаётся других путей для необходимой оптимизации.

Текстовые строки

В JavaScript для представления текстовых данных служит тип String. Он представляет собой цепочку «элементов» 16-битных беззнаковых целочисленных значений. Каждый такой элемент занимает свою позицию в строке. Первый элемент имеет индекс 0, следующий — 1, и так далее. Длина строки — это количество элементов в ней.

В отличие от языков подобных C, строки в JavaScript являются иммутабельными. Это означает, что после того, как строковое значение создано, его нельзя модифицировать. Остаётся лишь создать новую строку путём совершения некой операции над исходной строкой. Например:

• Получить часть исходной строки выборкой отдельных символов, либо применением метода String.substr().
• Объединить две строки в одну, применив оператор (+) или метод String.concat().

Избегайте повсеместного использования строк в своём коде!

Иногда может показаться соблазнительным использование строк для представления сложных структур данных. Это даст небольшие краткосрочные выгоды:

• Легко соединять данные в кучу сложением строк.
• Легко отлаживать (данные выглядят «как есть», в читаемом текстовом виде).
• Строки — это распространённый формат данных, используемый разнообразными API (поля ввода, значения локального хранилища, XMLHttpRequest возвращает ответ в виде строки, и т. д.) и использовать только строки может показаться заманчивым.

Несмотря на то, что в строке можно выразить данные любой сложности, делать это — не самая лучшая идея. Например, используя разделитель, строку можно использовать как список элементов (массив JavaScript будет более подходящим решением). К сожалению, если такой сепаратор встретится в значении одного из элементов, такой список будет сломан. Выходом может стать добавление символа экранирования, и т. д. Всё это потребует добавления множества ненужных правил, и станет обременительным при поддержке.

Используйте строки только для текстовых данных. Для составных структур преобразуйте строки в подобающие конструкции.

Тип данных Символ (Symbol)

Символы являются нововведением JavaScript начиная с ECMAScript 2015. Символ — это уникальное и иммутабельное примитивное значение, которое может быть использовано как ключ для свойства объекта (смотрите ниже). В некоторых языках программирования символы называются атомами. Их также можно сравнить с именованными значениями перечисления (enum) в языке C. Подробнее смотрите Symbol и Symbol.

Тип данных Большое целое (BigInt)

BigInt является встроенным объектом, который предоставляет способ представления целых чисел, которые больше 2 53, что является наибольшим числом, которое JavaScript может надёжно представить с помощью Number примитива.

> let bigInt = 19241924124n;
> console.log(bigInt);
19241924124n
> console.log(typeof bigInt);
"bigint"

Объекты

В компьютерной терминологии, объект — это значение в памяти, на которое возможно сослаться с помощью идентификатора.

Свойства

В JavaScript объект может расцениваться как набор свойств. Литеральная инициализация объекта задаёт определённое количество начальных свойств, и в процессе работы приложения поля могут добавляться и удаляться. Значения свойств могут иметь любой тип, включая другие объекты, что позволяет строить сложные, разветвлённые иерархии данных. Каждое свойство объекта идентифицируется ключом, в качестве которого может выступать значение с типом Строка или Символ.

Есть два типа свойств: свойство-значение и свойство-акцессор (свойство, обёрнутое в геттер и сеттер). Они отличаются определёнными атрибутами.

Свойство-значение

Ассоциирует ключ со значением, и имеет следующие атрибуты:

Свойство-акцессор

Ассоциирует ключ с одной из двух функций-акцессоров (геттер и сеттер) для получения или изменения значения свойства, и имеет следующий атрибуты:

«Обычные» объекты и функции

Объект JavaScript — это таблица соотношений между ключами и значениями. Ключи — это строки (или Symbol), а значения могут быть любыми. Это делает объекты полностью отвечающими определению хеш-таблицы.

Функции — это обычные объекты, имеющие дополнительную возможность быть вызванными для исполнения.

Даты

Для работы с датами служит встроенный глобальный объект Date.

Массивы общие и типизированные

Массив — это обычный объект с дополнительной связью между целочисленными ключами его свойств и специальным свойством length. Вдобавок ко всему, массивы наследуют Array.prototype, предоставляющий исчерпывающий набор методов для манипуляции массивами. Например, метод indexOf (служит для поиска значения в массиве), push (добавляет элемент в конец массива) и т. д. Всё это делает массив идеальным кандидатом для представления списков и перечислений.

Типизированные массивы являются подобными массивам представлениями наборов бинарных данных и предлагают множество методов, семантика которых аналогична аналогам массива. "Типизированный массив" это общий термин для ряда структур данных, включая Int8Array, Float32Array и т.д. Подробнее о них можно узнать в руководстве о типизированных массивах. Типизированные массивы часто используются вместе с ArrayBuffer и DataView.

Коллекции: Maps, Sets, WeakMaps, WeakSets

Эти наборы данных используют ссылку на объект в качестве ключа, и введены в JavaScript с приходом ECMAScript Edition 6. Set и WeakSet являют собой набор уникальных объектов, в то время как Map и WeakMap ассоциируют с объектом (выступающим в качестве ключа) некоторое значение. Разница между Map и WeakMap заключается в том, что только у Map ключи являются перечисляемыми. Это позволяет оптимизировать сборку мусора для WeakMap.

Можно было бы написать собственную реализацию Map и Set на чистом ECMAScript 5. Однако, так как объекты нельзя сравнивать на больше или меньше, то производительность поиска в самодельной реализации будет вынужденно линейной. Нативная реализация (включая WeakMap) имеет производительность логарифмически близкую к константе.

Обычно, для привязки некоторых данных к узлу DOM, приходится устанавливать свойства этому узлу непосредственно, либо использовать его атрибуты data-*. Обратной стороной такого подхода является то, что эти данные будут доступны любому скрипту, работающему в том же контексте. Maps и WeakMaps дают возможность приватной привязки данных к объекту.

Структурированные данные: JSON

JSON (JavaScript Object Notation) — это легковесный формат обмена данными, происходящий от JavaScript, но используемый во множестве языков программирования. JSON строит универсальные структуры данных. Смотрите JSON и JSON для детального изучения.

Больше объектов и стандартная библиотека

JavaScript имеет стандартную библиотеку встроенных объектов. Пожалуйста, обратитесь к справочнику, чтобы найти описание всех объектов доступных для работы.

Определение типов оператором typeof

Оператор typeof может помочь определить тип вашей переменной. Смотрите страницу документации, где приведены его детали и случаи использования.

Смотрите также

• Nicholas Zakas, коллекция некоторых классических структур данных и алгоритмов, написанных на JavaScript.
• Реализация некоторых структур данных для JavaScript