? JavaScript的語言知識有哪些

這篇文章將為大家詳細講解有關 JavaScript的語言知識有哪些，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

語言按語法分類

首先這里我們先講一講泛用的語言的分類學，在我們平時說話，我們講的是中文，當我們?nèi)饬魧W或者旅游，我們都會需要講英文。不知道大家有沒有這種經(jīng)歷，在國外時因為英文不是很好的時候，我們會把關鍵詞湊起來這么一說，然后語法也不對，但是老外也聽懂了。比如說  “很久不見”，我們就會說 "long time no see"，然后老外還覺得挺好用的，所有他們也就加語言里面了。

這類的語言有一個特點，就是它的語法沒有一個嚴格的定義，所以我們叫它做 “非形式化語言”，典型的代表就是我們平時說的這些。

在計算機里面，大部分的語言都是 “形式語言” —— 形式語言它的特性是有一個形式化定義，它是非常的嚴謹嚴格。

然后在形式語言里面也是分類的，這里給大家講一下其中一種就是 “喬姆斯基譜系”。

喬姆斯基譜系：是計算機科學中刻畫形式文法表達能力的一個分類譜系，是由諾姆·喬姆斯基于 1956 年提出的。它包括四個層次.

• 非形式化語言

• 中文，英文

• 形式化語言 (喬姆斯基譜系)

• 0-型：無限制文法 —— 只要定義清楚了語言是什么樣的

• 1-型：上下文相關文法 —— 同樣的一個詞、句的組合，它的上文、下文和內(nèi)容相關的

• 2-型：上下文無關文法 —— 同樣一個表達，不管放到哪里都是一樣的意思

• 3-型：正則文法 —— 能夠被正則表達式去描述的一種文法

在喬姆斯基譜系里面 0123 是一種包含關系，就是說一個上下文相關文法，它一定也屬于 0-型，但是反過來就不一定了。

什么是產(chǎn)生式?(BNF)

產(chǎn)生式： 在計算機中指 Tiger 編譯器將源程序經(jīng)過詞法分析(Lexical Analysis)和語法分析(Syntax  Analysis)后得到的一系列符合文法規(guī)則(Backus-Naur Form，BNF)的語句

巴科斯諾爾范式：即巴科斯范式(英語：Backus Normal Form，縮寫為  BNF)是一種用于表示上下文無關文法的語言，上下文無關文法描述了一類形式語言。它是由約翰·巴科斯(John Backus)和彼得·諾爾(Peter  Naur)首先引入的用來描述計算機語言語法的符號集。

終結符： 最終在代碼中出現(xiàn)的字符( https://zh.wikipedia.org/wiki/ 終結符與非終結符)

• 用尖括號(<, >)括起來的名稱來表示語法結構名

• 語法結構分成基礎結構和需要用其他語法結構定義的復合結構

• 基礎結構稱終結符

• 復合結構稱非終結符

• 引號和中間的字符表示終結符

• 可以有括號

• * 表示重復多次

• | 表示 “或”

• + 表示至少一次

案例：

我們來用 BNF 來表述一下大家比較熟悉的四則運算。

• 四則遠算是：1 + 2 * 3

• 這里面的總結符：

• Number

• +、-、*、/

• 非終結符

• MultiplicativeExpression

• AdditiveExpression

小時候我們學的四則運算是加減乘除，實際上它是有一個優(yōu)先級的關系的。我們可以理解為一個 1+2x3的連加法當中，可以拆分成一個 1和 2x3組成的。那么  2x3 是它的子結構，然后 2 和 3，就是這個結構中的 Number，然后中間就是運算符 *。

所以用 BNF 去描述這個遠算的時候，首先我們會定義一個加法表達式，格式就是：

• 乘法表達式的列表 或

• 加法表達式 + 乘法表達式 或

• 加法表達式 - 乘法表達式

因為 BNF 是可以遞歸的，所以在定義表達式的時候，可以使用自身的表達式。

那么乘法也是類似，只不過那加法中乘法的表達式換成了 Number 就可以了：

• Number 或

• 乘法表達式 * Number 或

• 乘法表達式 / Number

最后我們看看用代碼是怎么寫的：

<MultiplicativeExpression>::=<Number> |     <MultiplicativeExpression> "*" <Number> |     <MultiplicativeExpression> "/" <Number> |  <AddtiveExpression>::=<MultiplicativeExpression> |     <AddtiveExpression> "+" <MultiplicativeExpression> |     <AddtiveExpression> "-" <MultiplicativeExpression> |

深入了解產(chǎn)生式

這里我們來嘗試通過產(chǎn)生式，來深入理解一下前面講到的喬姆斯基譜系。

終結符： 最終在代碼中出現(xiàn)的字符zh.wikipedia.org/wiki/ 終結符與非&hellip;

• 0-型：無限制文法

• 產(chǎn)生式：?::=?

• 在無限制文法當中是可以產(chǎn)生多個非終結符

• 所以在無限制文法里面是可以隨便寫

• 1-型：上下文相關文法

• 產(chǎn)生式：??::=??

• 對產(chǎn)生的書寫做出了一定的限制

• 可以在左邊右邊的?中寫多個非終結符

• 但是可變化的只能是前面與后面，并且是有關系的

• 而中間一定是有一個固定的不變的部分

• 所以 前面的 ? 就是上文，后面的 ? 就是下文

• 2-型：上下文無關文法

• 產(chǎn)生式：::=?

• 左邊的 一定是一個非終結符

• 右邊的 ? 就是可以隨便寫，可以是一大堆終結符或者混合終結符和非終結符

3-型：正則文法

• 產(chǎn)生式：::=? ?, ::=? ?

• 正則文法式有要求的

• 假如說正則文法式遞歸定義的，那么它不允許你這個定義 A 出現(xiàn)在尾巴上

• 如果左邊的符號 ，那么右邊一定要出現(xiàn)在產(chǎn)生式的最開頭的

• 根據(jù)這個規(guī)則，所有的正則文法都是可以被正則表達式來表示的

那 JavaScript 是上下文相關文法，上下文無關文法還是正則無關文法?

JavaScript 總體上屬于上下文無關文法，其中的表達式部分大部分屬于正則文法，但是這里面是有兩個特例的：

1.JavaScript 的表達式里面有新加一個** 運算符，** 表示乘方

• 乘方運算符其實是右結合的 ，比如說 2 1 2 結果是 2

• 這里是因為 1 ** 2 是先計算的，1 的 2 次方是 1，然后 2 的 1 次方是2，所以最后結果是 2 而不是 4

• 所以因為它是右結合的，就不是一個正則文法

• 如果 if 這些判斷加入的話，就更加不是正則文法了

2.比如說 get

• 如果我們在寫成 get a {return 1} 那 get 就類似關鍵字的東西

• 但是如果我們在 get 后面加入 :，那 get 本身就是屬性名了

所以如果我們嚴格按照喬姆斯基譜系來理解，那么 JavaScript 是屬于上下文相關文法。在 JavaScript  引擎的實現(xiàn)上，可以理解為眾體的編程的結構，都是一個針對上下文無關文法的，一旦遇到像 get  這樣的上下文相關的地方，那么就會單獨的用代碼做一些特例處理。所以一般來說也就不會把 JavaScript 歸類為上下文相關文法去處理。

其他產(chǎn)生式

除了喬姆斯基譜系可以用 BNF 來定義，其實還有很多的不同的產(chǎn)生式的類型。比如說后來出現(xiàn)的 EBNF、ABNF，都是針對 BNF  的基礎上做了語法上的擴張。所以一般來說每一個語言的標準里面，都會自定義一個產(chǎn)生式的書寫方式。

比如說 JavaScript 中也是：

AdditiveExpression:     MultiplicativeExpression     AdditiveExpression + MultiplicativeExpression     AdditiveExpression - MultiplicativeExpression

它的開頭是用縮進來表示的，就是相當于產(chǎn)生式左邊的非終結符，非終結符之后跟著一個冒號，之后給了兩個空格的縮進。然后在 JavaScript  的標準中，它的非終結符，加號、減號是用加粗的黑字體來表示終結符的。所以網(wǎng)上的產(chǎn)生式是五花八門的，只學一個 BNF  是無法讀懂所有的語言的。雖然所他們都有不一樣的標準和寫法，但是它們所表達的意思大致上都是一樣的。所以我們需要理解產(chǎn)生式背后的思路和原理，那么我們是可以忽略表達式上的區(qū)別的。

現(xiàn)代語言的分類

現(xiàn)代語言的特例

• C++ 中，* 可能表達乘號或者指針，具體是哪個，取決于星號前面的標識符是否被聲明為類型

• VB 中，< 可能是小于號，也可能是 XML 直接量的開始，取決于當前位置是否可以接受XML直接量;

• Python 中，行首的 tab 符和空格會根據(jù)上一行的行首空白以一定規(guī)則被處理成虛擬終結符 indent 或者 dedent;

• JavaScript 中，/ 可能是除號，也可能是正則表達式開頭，處理方式類似于 VB，字符串模版中也需要特殊處理 }，還有自動插入分號規(guī)則;

語言的分類

形式語言 &mdash;&mdash; 用途

• 數(shù)據(jù)描述語言 &mdash;&mdash; 有些時候我們需要去存儲一個純粹的數(shù)據(jù)，本身是沒有辦法進行編程的

• JSON, HTML, XAML, SQL, CSS

編程語言

• C, C++, Java, C#, Python, Ruby, Perl, PHP, Go, Perl, Lisp, T-SQL, Clojure,  Haskell, JavaScript, CoffeeScriptx

形式語言 &mdash;&mdash; 表達方式

聲明式語言

• JSON, HTML, XAML, SQL, CSS, Lisp, Clojure, Haskell

命令型語言

• C, C++, Java, C#, Python, Ruby, Perl, JavaScript

編程語言的性質(zhì)

圖靈完備性

• 命令式 &mdash;&mdash; 圖靈機

• goto

• if 和 while

• 聲明式 &mdash;&mdash; lambda

• 遞歸

圖靈完備性：在可計算性理論里，如果一系列操作數(shù)據(jù)的規(guī)則(如指令集、編程語言、細胞自動機)可以用來模擬單帶圖靈機，那么它是圖靈完全的。這個詞源于引入圖靈機概念的數(shù)學家艾倫&middot;圖靈。雖然圖靈機會受到儲存能力的物理限制，圖靈完全性通常指“具有無限存儲能力的通用物理機器或編程語言”。

圖靈機(Turing machine)：又稱確定型圖靈機，是英國數(shù)學家艾倫&middot;圖靈于 1936  年提出的一種將人的計算行為抽象掉的數(shù)學邏輯機，其更抽象的意義為一種計算模型，可以看作等價于任何有限邏輯數(shù)學過程的終極強大邏輯機器。

動態(tài)與靜態(tài)

• 動態(tài)：

• 在用戶的設備 / 在線服務器上運行

• 時機：產(chǎn)品實際運用時

• 術語：Runtime(運行時)

• 靜態(tài)：

• 在程序員的設備上運行

• 時機：產(chǎn)品開發(fā)時

• 術語：Compiletime(編譯時)

JavaScript 這種解釋執(zhí)行的語言，它是沒有 Compiletime 的。我們現(xiàn)在也會用到 Webpack 去 build  一下我們的代碼，但是實際上還是沒有 Compiletime 的。所以說，今天的 Runtime 和 Compiletime  的對應已經(jīng)不準確了，但是我們依然會愿意沿用 Compiletime 的習慣，因為 JavaScript 它也是 “Compiletime(開發(fā)時)”  的一個時間，所以也會用 Compiletime 這個詞來講 JavaScript 里面的一些特性。

類型系統(tǒng)

• 動態(tài)類型系統(tǒng) &mdash;&mdash; 在用戶機器上可以找到的類型時

JavaScript就是動態(tài)類型系統(tǒng)

• 靜態(tài)類型系統(tǒng) &mdash;&mdash; 只在程序員編寫代碼的時候可以找到的類型時

C++最終編譯到目標的機器的代碼的時候，所有的類型信息都被丟掉了

• 半動態(tài)半靜態(tài)類型系統(tǒng) &mdash;&mdash; 比如 Java 一類的語言提供了反射機制

在編譯時主要的類型檢查和類型的操作，都已經(jīng)在編譯時被處理掉了

但是如果你想在運行時去獲得類型信息，還是可以通過反射去獲取的

• 強類型與弱類型 &mdash;&mdash; 說明在編程語言里類型轉(zhuǎn)換發(fā)生的形式

• 強類型： 無隱式轉(zhuǎn)換(類型轉(zhuǎn)化是不會默認發(fā)生的)

• 弱類型： 有隱式轉(zhuǎn)換(JavaScript 就是典型的弱類型的語言，默認把 Number 轉(zhuǎn)換成 String 類型然后相加后給你得到一個 String  類型，還有 String 和 Boolean 雙等運算，會先把 Boolean 轉(zhuǎn)成 Number 然后再跟 String 去做是否相同的對比)

• 復合類型

• 結構體

• 函數(shù)簽名(包含參數(shù)類型和返回值類型兩個部分)

• 子類型 &mdash;&mdash; 典型的語言就是 C++(在做類型轉(zhuǎn)換的時候，會有一些默認的行為)

• 范型

• 協(xié)變與逆變：  https://jkchao.github.io/typescript-book-chinese/tips/covarianceAndContravariance.html

• 協(xié)變例子：凡是能用范型數(shù)組 Array 的地方都能用 Array

• 逆變例子：凡是能用 Function 的地方，都能用 Function

一般命令式編程語言的設計方式

一般來說我們的命令式語言可能有一些細微的結構上的不一致，但是它總體上來講會分成5個層級。

• 原子級(Atom)&mdash;&mdash; 一個語言的最小的組成單位

• 關鍵字(Identifier)

• 字符/數(shù)字的直接量(Literal)

• 變量名(Variables)

• 表達式(Expression)&mdash;&mdash; 原子級結構通過運算符相連接和輔助符號形成

• 原子單位(Atom)

• 操作符(Operator)&mdash;&mdash; 加減乘除，拼接符等等

• 語法符(Punctuator)

• 語句(Statement)&mdash;&mdash; 表達式加上特定的標識符、關鍵字、符號形成一定的結構

• 表達式(Expression)

• 關鍵字(Keyword)

• 語法符(Punctuator)

• 結構化(Structure)&mdash;&mdash; 幫助我們組織、分塊、分成不同的復用結構

• 函數(shù)(Function)

• 類(Class)

• 過程(Process)&mdash;&mdash; PASCAL 語言就會有 Process 的概念

• 命名空間(Namespace)&mdash;&mdash; C++ / PHP 中就會有 Namespace 的概念

• 程序(Program)&mdash;&mdash; 管理語言模塊和安裝

• 程序(Program)&mdash;&mdash; 實際執(zhí)行的代碼

• 模塊(Module)&mdash;&mdash; 準備好被復用的模塊

• 包(Package)

• 庫(Library)

我們對每一個層級的講解方式都會有一個，比較固定的結構。對每一個層級來說我們是以語法作為線索，但是實際上除了語法，重點講的是語義和進行時。

所謂 “語義”  就是在實行上在用戶使用的時候是什么樣子的。前端工程師最關心的就是，我們寫什么樣的語法，最后變成用戶的電腦上運行時什么樣子的，這是我們的變成過程。

而中間連接語法運行時，正是這個語言的語義。我們通過一定的語法表達一定的語義，最后改變了運行時的狀態(tài)。

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