JavaScript 数据存储详解:类型与内存空间

前言

JavaScript 作为一门动态、弱类型的编程语言,数据存储方式与传统静态语言有很大不同。理解 JS 的数据类型、内存分配机制以及数据存储的底层原理非常重要。本文将围绕"数据类型"、"语言类型特性"以及"内存空间"三个核心点,带你系统梳理 JavaScript 的数据存储原理。


一、JavaScript 的数据类型

1. 原始类型(基本类型)

原始类型是最基本的数据单元,存储在栈内存中,具有不可变性。包括:

  • String :字符串,如 "hello"
  • Number :数字,包括整数和浮点数,如 423.14
  • Boolean :布尔值,truefalse
  • null:表示"无"或"空值"
  • undefined:变量声明但未赋值时的默认值
  • Symbol:ES6 新增,表示独一无二的值,常用于对象属性的唯一标识
  • BigInt:大整数类型,用于处理超出最大安全整数范围的数值

特点:

  • 占用空间小,存储在栈内存
  • 不可变,赋值或操作时会生成新值

2. 引用类型(复杂类型)

引用类型用于存储复杂的数据结构,存储在堆内存中。包括:

  • Object :对象,如 {name: "Hua"}
  • Array :数组,如 [1, 2, 3]
  • Function:函数本质上也是对象
  • Date:日期对象

特点:

  • 占用空间大,存储在堆内存
  • 变量存储的是指向堆内存的引用(地址)
  • 可变性强,修改属性会影响原对象

二、JavaScript 的类型特性

1. 静态语言与动态语言

  • 静态语言:在使用前就需要确定变量的类型,编译时类型已知。例如 Java、C++

  • 动态语言:在使用时不需要确定变量的类型,运行时根据赋值的变量类型来确定。例如 JavaScript、Python

JS 是动态类型语言,变量的类型在运行时根据赋值自动确定。例如:

javascript 复制代码
let a = 10;      // Number
a = "hello";     // String
a = [1, 2, 3];   // Array

2. 强类型与弱类型

  • 强类型语言:不支持隐式类型转换,类型不兼容时会报错

  • 弱类型语言:支持隐式类型转换,类型可以自动转换 JS 支持隐式类型转换。例如:

javascript 复制代码
console.log(1 + "2"); // "12"
console.log("5" - 2); // 3

这种灵活性带来了便利,但也容易引发类型相关的 bug。


三、内存空间与数据存储

1. V8 引擎的内存空间划分

V8 是 Chrome 和 Node.js 使用的 JS 引擎。它在执行 JS 代码时,会划分出三大内存空间:

  • 代码空间:存放代码文本本身
  • 栈空间:用于存储原始类型变量、函数调用上下文等
  • 堆空间:用于存储引用类型数据(对象、数组、函数等)

栈空间(Stack)

  • 结构简单,先进后出
  • 存储原始类型和执行上下文
  • 访问速度快,空间有限

堆空间(Heap)

  • 结构复杂,无序
  • 存储引用类型数据
  • 空间大,访问速度相对慢

2. 原始类型与引用类型的存储方式

  • 原始类型:变量直接存储值本身,分配在栈空间
  • 引用类型:变量存储的是指向堆内存的地址(引用),实际数据存储在堆空间

示例

javascript 复制代码
let a = 10;           // 原始类型,a 存储 10
let b = {num: 1};       // 引用类型,b 存储堆中对象的地址
let c = b;            // c 也指向同一个对象
c.num = 2;
console.log(b.num);     // 2

四、实战面试题

看完以上内容,相信你已经对数据类型与其存储方式已经很了解了,让我们来做一道经典的面试题

javascript 复制代码
function foo(person) {
    person.age = 20
    person = {
        name: '小钟'
    }
    return person
}
let p1 = {
    name: '小华',
    age: 18
}
let p2 = foo(p1)

console.log(p1);
console.log(p2);

运行结果

输出为:

css 复制代码
{ name: '小华', age: 20 }
{ name: '小钟' }

过程详解

  • let p1 = { name: '小华', age: 18 }

    这里,p1 是一个引用类型变量,存储的是对象在堆内存中的地址。

  • let p2 = foo(p1)

    调用 foo 时,person 形参获得了 p1 的地址副本。此时 personp1 都指向同一个对象。

  • person.age = 20

    通过 person 修改对象的 age 属性,由于 personp1 指向同一个对象,所以 p1.age 也变成了 20。

  • person = { name: '小钟' }

    这一步,person 被赋值为一个新对象的地址。此时 person 指向新对象,而 p1 依然指向原来的对象。两者不再关联。

  • return person

    返回的是新对象 { name: '小钟' },赋值给 p2

五、总结

JavaScript 的数据存储机制是理解 JS 语言的基础。原始类型和引用类型的本质区别在于存储位置和可变性。原始类型存储在栈空间,体积小、不可变;引用类型存储在堆空间,体积大、可变。JS 作为动态、弱类型语言,变量类型可以随时变化,类型之间可以自动转换。


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