JavaScript有关联数组吗?

如果你接触过PHP,那你对关联数组一定不陌生。C或Java中数组下标都是从0开始的数值,而PHP除了数值,还可以用字符串作为数组的下标。用数值做下标的数组叫做索引数组,用字符串做下标的数组叫做关联数组,他们都是合法的数组。

<?php
$arr[0] = 1; // 索引数组
$arr["a"] = "b"; // 关联数组

echo $arr[0]; // 1
echo $arr["a"]; // b

在JavaScript中,同样可以使用字符串来作为数组的下标:

let arr = []
arr[0] = 1
arr['a'] = 'b'

昨天,我和漂亮同事在使用JavaScript中用字符串做下标的数组时,遇到了令人困惑的问题。

缘起

在Express.js框架的路由处理中,用res.json()返回数组,下标为数值的数组可以正常返回,下标使用字符串的数组却始终返回空。这是一段最简代码,可以用来描述该过程:

app.get('/', (req, res) => {
let arr = []
arr['a'] = 'b'

console.log(arr) // [a: 'b']
res.json(arr) // []
})

预期返回的数组arr包含1个元素,console.log()直接在命令行打印的文本内容是[a: 'b'],和预期一致,然而如果通过页面请求路由,返回的内容是[],这是匪夷所思的,也就是说res.json()把数组的内容吞掉了。

探寻

为了寻找问题的真实原因,我在框架的中找到res.json()方法的定义:

res.json = function json(obj) {
var val = obj;
// ...
var body = stringify(val, replacer, spaces, escape)
// ...
return this.send(body);
};

返回内容body经过了stringify()方法处理,stringify()方法调用的是JavaScript中JSON标准库的方法JSON.stringify():

function stringify (value, replacer, spaces, escape) {
var json = replacer || spaces
? JSON.stringify(value, replacer, spaces)
: JSON.stringify(value);
// ...
}

那么就说明,JSON.stringify()方法的返回值,会忽略用字符串做下标的数组。为了证实这一现象,用简单的Demo测试一下:

let arr1 = [], arr2 = []
arr1[0] = 1
arr2['a'] = 'b'

JSON.stringify(arr1) // "[1]"
JSON.stringify(arr2) // "[]"

所以问题又来了,JavaScript标准库中的JSON.stringify()方法,为什么要忽略数组中下标为字符串的元素?是有意为之,官方不赞成使用字符串做下标,还是无奈之举,存在不可抗拒的原因无法实现?为了找到问题的根源,我试着从Chrome解析JavaScript的 V8引擎 中寻找JSON.stringify()的定义。

V8引擎是用C++写的,关于JSON.stringify()的定义应该是这一段代码:

// ES6 section 24.3.2 JSON.stringify.
BUILTIN(JsonStringify) {
HandleScope scope(isolate);
JsonStringifier stringifier(isolate);
Handle<Object> object = args.atOrUndefined(isolate, 1);
Handle<Object> replacer = args.atOrUndefined(isolate, 2);
Handle<Object> indent = args.atOrUndefined(isolate, 3);
RETURN_RESULT_OR_FAILURE(isolate,
stringifier.Stringify(object, replacer, indent));
}

可以推测出,object即JSON.stringify()处理并返回的内容,返回之前使用args.atOrUndefined()方法进行处理。这里atOrUndefined()被反复调用,传入两个参数,可以理解为,第一个参数isolate保存有完整的参数信息,第二个参数即参数的索引,结合起来便是atOrUndefined()方法要处理的参数值。

然后看atOrUndefined()的定义,在下面的代码中,tOrUndefined()调用了at()方法,at()方法又调用了Arguments的at方法:

Handle<Object> atOrUndefined(Isolate* isolate, int index) {
if (index >= length()) {
return isolate->factory()->undefined_value();
}
return at<Object>(index);
}

Handle<S> at(int index) {
DCHECK_LT(index, length());
return Arguments::at<S>(index);
}

Arguments::at()方法中,指针value获取了待处理参数的内存地址,然后使用reinterpret_cast对value的值进行类型强转。

Handle<S> at(int index) {
Object** value = &((*this)[index]);
// This cast checks that the object we're accessing does indeed have the
// expected type.
S::cast(*value);
return Handle<S>(reinterpret_cast<S**>(value));
}

到这里值就返回了,但是并没能解释为什么使用字符串做下标的数组内容会被忽略。只要是同一个数组,它的值就会保存在一段连续的地址空间中,即使reinterpret_cast处理的是指针变量,也应该无论多少都照常输出才是。

真相

最后,通过Google找到了一个关于数组使用字符串做下标的问题和答案(String index in js array ),我才明白为什么字符串做下标的数组如此特殊,因为JavaScript里压根就没有关联数组!

let arr1 = [], arr2 = []
arr1[0] = 1
arr2['a'] = 'b'

arr1.length // 1
arr2.length // 0

给一个数组使用字符串作为下标赋值后,数组的长度不会改变,赋的值并没有作为数组元素储存到数组里。使用字符串作为下标能够正常对数组取值赋值的原因是,JavaScript将字符串作为数组的属性进行了储存。

let arr = []
arr['a'] = 'b'

arr.hasOwnProperty('a') // true

因此,JSON.stringify()处理的是数组的内容,reinterpret_cast也只是基于指针对数组内容进行类型转换,属性什么的,当然不会有输出!

后续

  1. 为什么console.log()可以将数组的属性也输出?对于要输出的内容,它是怎么定义的?

  2. 为什么JavaScript中typeof []的值是"object",也就是数组的类型是对象,但对象的属性会被处理,而数组不会?