Kiểu dữ liệu và cấu trúc dữ liệu trong Javascript

Tất cả các ngôn ngữ lập trình đều có cấu trúc dữ liệu dựng sẵn, nhưng mỗi ngôn ngữ thường có những kiểu cấu trúc dữ liệu khác nhau. Bài viết này sẽ có gắng liệt kê những kiểu dữ liệu dựng sẵn trong Javascript và những thuộc tính của chúng; chúng có thể được dùng để xây dựng những kiểu cấu trúc dữ liệu khác. Khi có thể, rút ra so sánh với những ngôn ngữ khác.

Kiểu động

JavaScript là một ngôn ngữ định kiểu yếu hay động. Điều đó nghĩa là không cần phải khai báo kiểu của các biến trước khi dùng. Kiểu sẽ được xác định tự động trong khi chương trình được thực thi. Điều đó cũng có nghĩa là một biến có thể chứa giá trị của các kiểu dữ liệu khác nhau:

var foo = 42;    // foo là một số
var foo = "bar"; // foo là một chuỗi
var foo = true;  // foo là một boolean

Kiểu dữ liệu

Tiêu chuẩn ECMAScript mới nhất xác định bảy kiểu dữ liệu:

• Sáu kiểu sơ khai:
  • Kiểu boolean
  • Kiểu của null
  • Kiểu của undefined
  • Kiểu số
  • Kiểu chuỗi
  • Kiểu Symbol (mới trong ECMAScript 6)
• và Kiểu đối tượng

Giá trị sơ khai

Tất cả các kiểu trừ đối tượng đều được xác định giá trị bất biến (giá trị, không có khả năng thay đổi). Ví dụ và không giống C, một chuỗi là bất biến. Ta gọi chúng là "giá trị sơ khai" ("primitive").

Kiểu boolean

Kiểu boolean đại diện có hai giá trị logic: true, và false.

Kiểu null

Có duy nhất một giá trị: null. Xem null và Null để biết thêm chi tiết.

Kiểu undefined

Một biến chưa được gán giá trị có giá trị undefined. Xem undefined và Undefined để biết thêm chi tiết.

Kiểu số

Theo tiêu chuẩn ECMAScript, chỉ có duy nhất một kiểu số: the double-precision 64-bit binary format IEEE 754 value (có giá trị từ -(2⁵³ -1) đến 2⁵³ -1). Không có kiểu số nguyên. Ngoài việc có thể chứa giá trị dấu phẩy động, kiểu số có ba giá trị biểu tượng: +Infinity, -Infinity, and NaN (not-a-number).

Để kiểm tra lớn hơn hay nhỏ hơn +/-Infinity, bạn có thể xem Number.MAX_VALUE hoặc Number.MIN_VALUE và bất đầu từ ECMAScript 6, bạn cũng có thể kiểm tra một số có nằm trong khoảng double-precision floating-point bằng cách dùng Number.isSafeInteger() cũng như Number.MAX_SAFE_INTEGER và Number.MIN_SAFE_INTEGER. Ngoài phạm vi này, một số trong Javascript không còn an toàn nữa.

Có một số nguyên duy nhất có hai đại diện: 0 được đại diện bởi -0 và +0. ("0" là một bí danh của +0). Trong thực tế, điều này hầu như không có tác động. Ví dụ +0 === -0 là true. Tuy nhiên, có thể nhân thấy điều này khi chia một số cho không:

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

Mặc dù một số thường chỉ đại diện cho giá trị của nó, JavaScript cung cấp một vài toán tử nhị phân. Chúng có thể được sử dụng như một chuỗi boolean bằng cách dùng bit masking. Điều này thường được xem như là một cách tệ, tuy nhiên, JavaScript không cung cấp bất kỳ phương tiện nào khác để trình bày một tập hợp các boolean (như một mảng các boolean hay một đối tượng với các thuộc tính boolean). Bit masking cũng có xu hướng làm mã khó đọc, hiểu, và duy trì hơn. Nó có thể cấn thiết trong một môi trường rất hạn chế, giống như khi cố gắng để đối phó với hạn chế lưu trữ lưu trữ cục bộ hoặc trong trường hợp nặng khi mỗi chút so với đếm mạng. Kỹ thuật này chỉ nên được xem xét khi nó là biện pháp cuối cùng có thể được thực hiện để tối ưu hóa kích thước.

Kiểu chuỗi

Kiểu chuỗi được dùng để biểu diễn dữ liệu dạng văn bản. Nó là một dãy "các phần tử" số nguyên 16-bit. Mỗi phần tử có một vị trí trong chuỗi. Phần tử đầu tiên có chỉ số 0, tiếp theo là 1, ... . Độ dài của chuỗi là số phần tử của nó.

Không giống với những ngôn ngữ như C, Chuỗi trong Javascript là bất biến. Nghĩa là một khi chuỗi được tạo thì không thể chỉnh sửa. Tuy nhiên, vẫn có thể tạo một chuỗi mới dựa vào các thao tác trên chuỗi cũ. Ví dụ:

• Tạo một chuỗi con của chuỗi ban đầu bằng cách ghép từng ký tự hoặc dùng String.substr().
• Nối hai chuỗi bằng toán tử (+) hoặc hàm String.concat().

Cẩn thận với mã "stringly-typing"!

Chuỗi có thể được dùng để biểu diễn dữ liệu với cấu trúc phức tạp. Điều này mang tới một vài lợi ích ngắn hạn:

• Rất dễ để xây dựng một chuỗi bằng phép nối.
• Dễ debug (những gì bạn thấy khi in luôn là tất cả những thứ có trong chuỗi).
• Chuỗi là mẫu số chung của rất nhiều API (nhập, local storage values, XMLHttpRequest phản hồi khi dùng responseText, ...) và điều này có thể khiến việc chỉ làm việc với chuỗi được yêu thích.

Chuỗi có thể biểu diễn bất kì kiểu dữ liệu nào. Những đây không được xem là một ý hay. Ví dụ, đối với một separator, có thể bắt trước một chuỗi (trong khi một mảng sẽ thích hợp hơn). Thật không may, khi separator được dùng trong một "danh sách" các phần tử, danh sách bị hỏng. Một escape character có thể được chọn, ..... Tất cả những điều này yêu cầu một quy ước và tạo ra gánh nặng bảo trì không cần thiết.

Chỉ nên dùng chuỗi để lưu trữ dữ liệu văn bản. Khi biểu diễn một cấu trúc phức tạp, phân tích chuỗi thành các cấu trúc dữ liệu với mức trừu tưỡng cao hơn.

Kiểu Symbol

Kiểu Symbol là một kiểu mới trong Javascript tiêu chuẩn ECMAScript 6. Mỗi Symbol là một giá trị sơ khai đơn nhất và bất biến và có thể được dùng như một khóa của một Object (xem bên dưới). Trên một số ngôn ngữ lập trình, Symbol còn được gọi là "atom" (nguyên tử). Ta cũng có thể so sánh với các enumeration (enum) trong C. Xem Symbol và Symbol để biết thêm chi tiết.

Đối tượng

Trong khoa học máy tính, một đối tượng là một giá trị trong bộ nhớ được tham chiếu bởi một định danh.

Thuộc tính

Trong Javascript, đối tượng có thể được xem là tập hợp các thuộc tính. Với object literal syntax, một tập hợp hữu hạn các thuộc tính được khởi tạo; sau đó thuộc tính có thể được thêm hoặc loại bỏ. Giá trị thuộc tính thuộc bất kỳ kiểu dữ liệu, bao gồm những đối tượng khác (kể cả chính đối tượng đó), điều này cho phép xây những những cấu trúc dữ liệu phức tạp. Thuộc định được định danh bằng khóa. Một khóa phải là một chuỗi hoặc một Symbol.

Có hai loại thuộc tính với các đặc điểm nhất định: Chứa dữ liệu và accessor.

Thuộc tính chứa dữ liệu

Liên kết một khóa với một giá trị có các đặc điểm sau:

Các đặc điểm của thuộc tính chứa dữ liệu

Accessor

Liên kết một khóa với một hoặc hai hàm accessor (get và/hoặc set):

Đối tượng "thông thường" và hàm

Mội đối tượng là một bảng các khóa và giá trị. Khóa là một chuỗi và giá trị có thể là bất kỳ thứ gì. Điều này khiến đối tượng phù hợp với hashmaps.

Hàm là một đối tượng với khả năng có thể gọi.

Đối tượng Date

Để biểu diễn một thời điểm hay ngày tháng, Lựa chọn tốt nhất là sử dụng Date.

Tập hợp có thứ tự: Mảng và mảng đã định kiểu

Mảng là một đối tượng có một quan hệ đặc biệt giữa các thuộc tính có khóa nguyên và thuộc tính 'length'. Thêm vào đó, mảng thừa kế các thuộc tính của Array.prototype cung cấp một số ít các hàm xeur lý danh sách. Ví dụ, indexOf (tìm giá trị trên một mảng) hay push (thêm một phần tử vào cuối danh sach), .... Điều này biến mảng trở thành ứng cử viên hoàn hào cho danh sách hoặc tập hợp.

Mảng đã định kiểu là loại mới trong ECMAScript 6 và biểu diễn dữ liệu nhị phân như một mảng. Bảng sau đây giúp bạn so sánh với kiểu dữ liệu trong C:

TypedArray objects

Keyed collections: Maps, Sets, WeakMaps, WeakSets

These data structures take object references as keys and are introduced in ECMAScript Edition 6. Set and WeakSet represent a set of objects, while Map and WeakMap associate a value to an object. The difference between Maps and WeakMaps is that in the former, object keys can be enumerated over. This allows garbage collection optimizations in the latter case.

One could implement Maps and Sets in pure ECMAScript 5. However, since objects cannot be compared (in the sense of "less than" for instance), look-up performance would necessarily be linear. Native implementations of them (including WeakMaps) can have look-up performance that is approximately logarithmic to constant time.

Usually, to bind data to a DOM node, one could set properties directly on the object or use data-* attributes. This has the downside that the data is available to any script running in the same context. Maps and WeakMaps make it easy to privately bind data to an object.

Structured data: JSON

JSON (JavaScript Object Notation) is a lightweight data-interchange format, derived from JavaScript but used by many programming languages. JSON builds universal data structures. See JSON and JSON for more details.

More objects in the standard library

JavaScript has a standard library of built-in objects. Please have a look at the reference to find out about more objects.

Determining types using the typeof operator

The typeof operator can help you to find the type of your variable. Please read the reference page for more details and edge cases.

Specifications

See also

• Nicholas Zakas collection of common data structure and common algorithms in JavaScript.
• Search Tre(i)es implemented in JavaScript