JavaScript变量、指针与引用详解：从基础到内存模型

JavaScript变量、指针与引用机制详解

本文通过具体示例，详细解析JavaScript中变量、指针及引用的功能与操作方式，供读者参考学习。

变量的内存分配与赋值

1、变量

我们常会思考：编程语言中的“变量”究竟代表什么含义？

实际上，当定义变量a时，系统会在存储器中分配一组存储单元，并将其命名为a。变量a的值，即这组存储单元中存放的具体数据。

以JS代码为例：


var a;
a=10;

第一行语句在存储器中分配一组存储单元，命名为a；

第二行语句在该单元中存入数字10。

此时变量a的值为10，意味着存储单元组a中保存的信息是10。

若对a再次执行赋值操作：


a="hello";

此时a的值变为字符串“hello”。这表示将存储单元组a中的信息更新为字符串“hello”，原数字10被覆盖。

指针的概念与JS中的体现

2、指针

若将变量a在存储器中的地址存入另一个变量b，会发生什么？

直接访问变量b时，得到的是变量a在存储器中的地址，而非a的值。此时，变量b被称为指针。

由此产生一个问题：如何通过变量b访问到变量a的值？

在C语言中，通常使用*符号，例如：


int c=10,b;
int *p;/*p是指向int类型的指针*/
p=&c;/* &c获取变量c的地址，然后赋值给变量p，这样p存储的是变量c的地址，即p是指向c的指针*/
b=*p;/* *p访问p指向的对象，然后将值赋值给b*/

虽然JS中没有显式的指针变量类型，但指针的应用无处不在。例如：


var o1={b:1};
var o2={b:1};
o1===o2;//false
o1==o2;//false

引用类型的比较与对象地址

这里o1和o2指向相同的对象结构，为何不相等？这需要深入理解JavaScript中的引用类型与指针机制。

首先需明确：

对o1和o2赋值时，并非在o1地址中存储对象{b:1}、在o2地址中存储对象{b:1}。

其次，实际发生的操作是：

var o1={b:1}在堆内存中创建了一个对象{b:1}，o1存储了该对象在堆内存中的地址，即o1是一个指针，指向{b:1}；

同理，var o2={b:1}也在堆内存中创建了一个对象{b:1}，o2存储了该对象在堆内存中的地址，即o2也是一个指针，指向{b：1}；

由于两个相同的对象{b:1}是先后创建，它们在堆内存中占据不同的地址。

此外还需知道：

在JavaScript中，引用类型（对象、数组、正则、Date、函数）的比较，实质是比较指针是否指向存储器中的同一段地址。只有指向同一地址时，两者才相等。

显然，o1这个指针指向堆内存中创建的第一个对象{b:1}；

o2指针则指向堆内存中创建的第二个对象{b:1}；

但两个对象相互独立，并非同一对象，因此o1和o2未指向相同的堆内存地址，故不相等。

原型链与对象引用

再看常见应用场景：


var o={a:1};
o.__proto__===Object.prototype;//true

对象o的构造函数是Object，Object有一个prototype属性，且prototype是一个指针，指向存储器中的一个对象，此对象将被由构造函数创建的对象实例所共享。

作为Object的实例，o也有一个指针__proto__，它指向Object的prototype属性所指向的对象。

此处全等判断返回true，清晰表明两者指向相同的堆内存地址，即指向同一对象。

引用类型的赋值与共享

若想主动让两个引用类型指向同一对象，应如何操作？


var obj1={b:1};
var obj2=obj1;
obj1===obj2;//true
obj1==obj2;//true

可见，对于引用类型，直接使用'='赋值即使两者指向同一对象。因此推测，若通过obj1修改对象值，obj2再次访问时将看到修改后的对象：


obj1.name='ls';
obj1;//{b: 1, name: "ls"}
obj2;//{b: 1, name: "ls"}

确实如此。作为对比：


o1.name='ls';
o1;//{b: 1, name: "ls"}
o2;//{b: 1}

基本类型与引用类型的区别

那么，对于基本类型呢？


var s1=1;
var s2=2;
s1===s2;//true

在JS中，基本类型只需值相等，两个变量即视为相等。

引用类型的值与函数参数传递

3、引用

首先，需深入理解引用类型的值。

前文提到，obj1和obj2指向堆内存中存储的同一对象。访问obj1和obj2时，均返回同一对象。可以说：obj1的值与obj2的值相同。

对于o1和o2，它们指向堆内存中不同地址的两个{b:1}对象，o1和o2拥有不同的值。

因此，对于引用类型，所谓的“值”，指的是保存在内存中的对象。若是同一对象，则值相同；不同对象则值不同。

在JS中，参数传递均按值传递。例如：


var a1=1,b1=2;
function add(a,b){
  a++;
  b--;
  return a+b;
};
add(a1,b1);//3
a1;//1
b1;//2

此处，函数add中的形参a、b分别得到变量a1、b1的值的拷贝，即按值传递。

在add函数执行环境中对a、b的操作，不会影响全局变量a1、b1。

再看引用类型：


function setName(obj){
   obj.name="Nicholas";
   obj=new Object();
   obj.name="Greg";
}
var person=new Object();
setName(person);
alert(person.name);//"Nicholas"

执行setName(person)时，person指向的内存地址被传入obj，使obj也指向相同的内存地址，即同一对象。此处的按值传递，传递的是内存地址。

若通过obj修改该对象，外部访问person时也能体现出来。

我们可能产生疑问：既然指向同一对象，为何不是按引用传递？

首先，观察函数内部对obj重新赋值，使obj指向新创建的对象。若按引用传递，外部person也会指向新创建的对象。实际上，person仍指向原对象。

对于引用类型的按值传递，可通俗理解为：

1、实参将指向的内存地址传递给形参，按值传递的值即内存地址； 2、形参修改它和实参共同指向的对象后，外部实参会反映出来； 3、但形参始终无法修改实参指向的内存地址，即若将形参指向新对象，实参不会指向新对象。

基于以上三点，不难理解上述代码的运行结果。

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希望本文所述对大家JavaScript程序设计有所帮助。

深入理解JavaScript变量、指针与引用机制