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## 3.2 值 ### 3.2.1 数组 在JavaScript 中,数组可以容纳任何类型的值,可以是字符串、数字、对象(object),甚至是其他数组(多维数组就是通过这种方式来实现的): ~~~ var a = [ 1, "2", [3] ]; a.length; // 3 a[0] === 1; // true a[2][0] === 3; // true ~~~ 对数组声明后即可向其中加入值,不需要预先设定大小: ~~~ var a = [ ]; a.length; // 0 a[0] = 1; a[1] = "2"; a[2] = [ 3 ]; a.length; // 3 ~~~ (使用delete 运算符可以将单元从数组中删除,但是请注意,单元删除后,数组的length 属性并不会发生变化。) 在创建“稀疏”数组(sparse array,即含有空白或空缺单元的数组)时要特别注意: ~~~ var a = [ ]; a[0] = 1; // 此处没有设置a[1]单元 a[2] = [ 3 ]; a[1]; // undefined a.length; // 3 ~~~ 上面的代码可以正常运行,但其中的“空白单元”(empty slot)可能会导致出人意料的结果。a[1] 的值为undefined,但这与将其显式赋值为undefined(a[1] = undefined)还是有所区别。 数组通过数字进行索引,但它们也是对象,所以也可以包含字符串键值和属性(但这些并不计算在数组长度内): ~~~ var a = [ ]; a[0] = 1; a["foobar"] = 2; a.length; // 1 a["foobar"]; // 2 a.foobar; // 2 ~~~ 如果字符串键值能够被强制类型转换为十进制数字的话,它就会被当作数字索引来处理。 ~~~ var a = [ ]; a["13"] = 42; a.length; // 14 ~~~ **建议尽量使用对象来存放键值/ 属性值,用数组来存放数字索引值。** #### 类数组 有时需要将类数组(一组通过数字索引的值)转换为真正的数组,这一般通过数组工具函数(如`indexOf(..)、concat(..)、forEach(..)` 等)来实现。 一些DOM 查询操作会返回DOM 元素列表,它们并非真正意义上的数组,但十分类似。另一个例子是通过arguments 对象(类数组)将函数的参数当作列表来访问(从ES6 开始已废止)。 工具函数slice(..) 经常被用于这类转换: ~~~ function foo() { var arr = Array.prototype.slice.call( arguments ); arr.push( "bam" ); console.log( arr ); } foo( "bar", "baz" ); // ["bar","baz","bam"] ~~~ 如上所示,`slice() `返回参数列表(上例中是一个类数组)的一个数组复本。 用ES6 中的内置工具函数Array.from(..) 也能实现同样的功能: ~~~ ... var arr = Array.from( arguments ); ... ~~~ ### 3.2.2 字符串 JavaScript 中的字符串和字符数组并不是一回事,只是看上去相似而已。 ~~~ var a = "foo"; var b = ["f","o","o"]; ~~~ 字符串和数组的确很相似,它们都是类数组,都有length 属性以及`indexOf(..)`(从ES5开始数组支持此方法)和`concat(..)` 方法: ~~~ a.length; // 3 b.length; // 3 a.indexOf( "o" ); // 1 b.indexOf( "o" ); // 1 var c = a.concat( "bar" ); // "foobar" var d = b.concat( ["b","a","r"] ); // ["f","o","o","b","a","r"] a === c; // false b === d; // false a; // "foo" b; // ["f","o","o"] ~~~ 但这并不意味着它们都是“字符的数组”,比如: ~~~ a[1] = "O"; b[1] = "O"; a; // "foo" b; // ["f","O","o"] ~~~ JavaScript 中字符串是不可变的,而数组是可变的。,正确的方法应该是:`a.charAt(1)` 字符串不可变是指字符串的成员函数不会改变其原始值,而是创建并返回一个新的字符串。而数组的成员函数都是在其原始值上进行操作。 ~~~ c = a.toUpperCase(); a === c; // false a; // "foo" c; // "FOO" b.push( "!" ); b; // ["f","O","o","!"] ~~~ 许多数组函数用来处理字符串很方便。虽然字符串没有这些函数,但可以通过“借用”数组的非变更方法来处理字符串: ~~~ a.join; // undefined a.map; // undefined var c = Array.prototype.join.call( a, "-" ); var d = Array.prototype.map.call( a, function(v){ return v.toUpperCase() + "."; } ).join( "" ); c; // "f-o-o" d; // "F.O.O." ~~~ 另一个不同点在于字符串反转。数组有一个字符串没有的可变更成员函数`reverse()`: ~~~ a.reverse; // undefined b.reverse(); // ["!","o","O","f"] b; // ["f","O","o","!"] ~~~ 可惜我们无法“借用”数组的可变更成员函数,因为字符串是不可变的: ~~~ Array.prototype.reverse.call( a ); // 返回值仍然是字符串"foo"的一个封装对象 ~~~ 一个变通(破解)的办法是先将字符串转换为数组,待处理完后再将结果转换回字符串: ~~~ var c = a // 将a的值转换为字符数组 .split( "" ) // 将数组中的字符进行倒转 .reverse() // 将数组中的字符拼接回字符串 .join( "" ); c; // "oof" ~~~ 这种方法对简单的字符串完全适用,对于包含复杂字符(Unicode,如星号、多字节字符等)的字符串并不适用。 ### 3.2.3 数字 JavaScript 只有一种数值类型:**number(数字)**,包括“整数”和带小数的十进制数。此处“整数”之所以加引号是因为和其他语言不同,JavaScript 没有真正意义上的整数。JavaScript 中的“整数”就是没有小数的十进制数。所以42.0 即等同于“整数”42。 JavaScript 中的数字类型是基于IEEE 754 标准来实现的,该标准通常也被称为“浮点数”。JavaScript 使用的是“双精度”格式(即64 位二进制)。 **1. 数字的语法** JavaScript 中的数字常量一般用十进制表示。例如: ~~~ var a = 42; var b = 42.3; ~~~ 数字前面的0 可以省略: ~~~ var a = 0.42; var b = .42; ~~~ 小数点后小数部分最后面的0 也可以省略: ~~~ var a = 42.0; var b = 42.; //不建议这样写 ~~~ 默认情况下大部分数字都以十进制显示,小数部分最后面的0 被省略,如: ~~~ var a = 42.300; var b = 42.0; a; // 42.3 b; // 42 ~~~ 特别大和特别小的数字默认用指数格式显示,与`toExponential() `函数的输出结果相同。 例如: ~~~ var a = 5E10; a; //50000000000 a.toExponential(); // "5e+10" var b = a * a; b; // 2.5e+21 var c = 1 / a; c; // 2e-11 ~~~ 由于数字值可以使用Number 对象进行封装,因此数字值可以调用`Number.prototype `中的方法。例如,`tofixed(..) `方法可指定小数部分的显示位数: ~~~ var a = 42.59; a.toFixed( 0 ); // "43" a.toFixed( 1 ); // "42.6" a.toFixed( 2 ); // "42.59" a.toFixed( 3 ); // "42.590" a.toFixed( 4 ); // "42.5900" ~~~ 上例中的输出结果实际上是给定数字的字符串形式。 `toPrecision(..) `方法用来指定有效数位的显示位数: ~~~ var a = 42.59; a.toPrecision( 1 ); // "4e+1" a.toPrecision( 2 ); // "43" a.toPrecision( 3 ); // "42.6" a.toPrecision( 4 ); // "42.59" a.toPrecision( 5 ); // "42.590" a.toPrecision( 6 ); // "42.5900" ~~~ 上面的方法不仅适用于数字变量,也适用于数字常量。不过对于`. 运算符`需要给予特别注意,因为它是一个有效的数字字符,会被优先识别为数字常量的一部分,然后才是对象属性访问运算符。 ~~~ // 无效语法: 42.toFixed( 3 ); // SyntaxError // 下面的语法都有效: (42).toFixed( 3 ); // "42.000" 0.42.toFixed( 3 ); // "0.420" 42..toFixed( 3 ); // "42.000" ~~~ 下面的语法也是有效的(请注意其中的空格): ~~~ 42 .toFixed(3); // "42.000" ,不建议使用 ~~~ 还可以用指数形式来表示较大的数字,如: ~~~ var onethousand = 1E3; // 即 1 * 10^3 var onemilliononehundredthousand = 1.1E6; // 即 1.1 * 10^6 ~~~ 数字常量还可以用其他格式来表示,如二进制、八进制和十六进制。当前的JavaScript 版本都支持这些格式: ~~~ 0xf3; // 243的十六进制 0Xf3; // 同上 0363; // 243的八进制 ~~~ 从ES6 开始,严格模式(strict mode)不再支持0363 八进制格式(新格式如下)。0363 格式在非严格模式(non-strict mode)中仍然受支持,但是考虑到将来的兼容性,最好不要再使用。 ES6 支持以下新格式: ~~~ 0o363; // 243的八进制 0O363; // 同上 0b11110011; // 243的二进制 0B11110011; // 同上 ~~~ 考虑到代码的易读性,不推荐使用0O363 格式,因为`0` 和大写字母`O` 在一起容易混淆。建议尽量使用小写的0x、0b 和0o。 **2. 较小的值** 二进制浮点数最大的问题是会出现如下情况: ~~~ 0.1 + 0.2 === 0.3; // false ~~~ 简单来说,二进制浮点数中的0.1 和0.2 并不是十分精确,它们相加的结果并非刚好等于0.3,而是一个比较接近的数字0.30000000000000004,所以条件判断结果为false。 那么应该怎样来判断0.1 + 0.2 和0.3 是否相等呢? 最常见的方法是设置一个误差范围值,通常称为“机器精度”(machine epsilon), 对JavaScript 的数字来说,这个值通常是2^-52 (2.220446049250313e-16)。 从ES6 开始,该值定义在`Number.EPSILON` 中,我们可以直接拿来用,也可以为ES6 之前的版本写polyfill: ~~~ if (!Number.EPSILON) { Number.EPSILON = Math.pow(2,-52); } ~~~ 可以使用Number.EPSILON 来比较两个数字是否相等(在指定的误差范围内): ~~~ function numbersCloseEnoughToEqual(n1,n2) { return Math.abs( n1 - n2 ) < Number.EPSILON; } var a = 0.1 + 0.2; var b = 0.3; numbersCloseEnoughToEqual( a, b ); // true numbersCloseEnoughToEqual( 0.0000001, 0.0000002 ); // false ~~~ 能够呈现的最大浮点数大约是1.798e+308(这是一个相当大的数字),它定义在`Number.MAX_VALUE` 中。最小浮点数定义在`Number.MIN_VALUE` 中,大约是5e-324,它不是负数,但无限接近于0 ! **3. 整数的安全范围** 数字的呈现方式决定了“整数”的安全值范围远远小于`Number.MAX_VALUE`。能够被“安全”呈现的最大整数是2^53 - 1,即9007199254740991,在ES6 中被定义为`Number.MAX_SAFE_INTEGER`。最小整数是-9007199254740991,在ES6 中被定义为`Number.MIN_SAFE_INTEGER`。 有时JavaScript 程序需要处理一些比较大的数字, 如数据库中的64 位ID 等。由于JavaScript 的数字类型无法精确呈现64 位数值,所以必须将它们保存(转换)为字符串。好在大数值操作并不常见(它们的比较操作可以通过字符串来实现)。如果确实需要对大数值进行数学运算,目前还是需要借助相关的工具库。 **4. 整数检测** 要检测一个值是否是整数,可以使用ES6 中的Number.isInteger(..) 方法: ~~~ Number.isInteger( 42 ); // true Number.isInteger( 42.000 ); // true Number.isInteger( 42.3 ); // false ~~~ 也可以为ES6 之前的版本polyfill Number.isInteger(..) 方法: ~~~ if (!Number.isInteger) { Number.isInteger = function(num) { return typeof num == "number" && num % 1 == 0; }; } ~~~ 要检测一个值是否是安全的整数,可以使用ES6 中的`Number.isSafeInteger(..) `方法: ~~~ Number.isSafeInteger( Number.MAX_SAFE_INTEGER ); // true Number.isSafeInteger( Math.pow( 2, 53 ) ); // false Number.isSafeInteger( Math.pow( 2, 53 ) - 1 ); // true ~~~ 可以为ES6 之前的版本polyfill Number.isSafeInteger(..) 方法: ~~~ if (!Number.isSafeInteger) { Number.isSafeInteger = function(num) { return Number.isInteger( num ) && Math.abs( num ) <= Number.MAX_SAFE_INTEGER; }; } ~~~ **5. 32位有符号整数** 虽然整数最大能够达到53 位,但是有些数字操作(如数位操作)只适用于32 位数字,所以这些操作中数字的安全范围就要小很多,变成从Math.pow(-2,31)(-2147483648,约-21 亿)到Math.pow(2,31) - 1(2147483647,约21 亿)。 `a | 0 `可以将变量a 中的数值转换为32 位有符号整数,因为`数位运算符| `只适用于32 位整数(它只关心32 位以内的值,其他的数位将被忽略)。因此与0 进行操作即可截取a 中的32 位数位。 某些特殊的值并不是32 位安全范围的,如`NaN `和`Infinity`,此时会对它们执行虚拟操作(abstract operation)`ToInt32`,以便转换为符合数位运算符要求的`+0 `值。 ### 3.2.4 特殊的值 **1. 不是值的值** undefined 类型只有一个值,即undefined。null 类型也只有一个值,即null。它们的名称既是类型也是值。 undefined 和null 常被用来表示“空的”值或“不是值”的值。二者之间有一些细微的差别。例如: • null 指空值(empty value) • undefined 指没有值(missing value) 或者: • undefined 指从未赋值 • null 指曾赋过值,但是目前没有值 `null` 是一个特殊关键字,不是标识符,不能将其当作变量来使用和赋值。然而`undefined `却是一个标识符,可以被当作变量来使用和赋值。 **2. undefined** 在非严格模式下,可以为全局标识符undefined 赋值: ~~~ function foo() { undefined = 2; // 非常糟糕的做法! } foo(); function foo() { "use strict"; undefined = 2; // TypeError! } foo(); ~~~ 在非严格和严格两种模式下,我们可以声明一个名为undefined 的局部变量。 ~~~ function foo() { "use strict"; var undefined = 2; console.log( undefined ); // 2 } foo(); ~~~ **永远不要重新定义undefined!** #### void运算符 undefined 是一个内置标识符(除非被重新定义),它的值为undefined,通过`void 运算符`即可得到该值。 表达式`void ___ `没有返回值,因此返回结果是undefined。void 并不改变表达式的结果,只是让表达式不返回值: ~~~ var a = 42; console.log( void a, a ); // undefined 42 ~~~ 按惯例我们用`void 0` 来获得`undefined`。`void 0、void 1 ` 和 `undefined `之间并没有实质上的区别。 void 运算符在其他地方也能派上用场,比如不让表达式返回任何结果(即使其有副作用)。 例如: ~~~ function doSomething() { // 注: APP.ready 由程序自己定义 if (!APP.ready) { // 稍后再试 return void setTimeout( doSomething,100 ); } var result; // 其他 return result; } // 现在可以了吗? if (doSomething()) { // 立即执行下一个任务 } ~~~ 这里`setTimeout(..) `函数返回一个数值(计时器间隔的唯一标识符,用来取消计时),但是为了确保if 语句不产生误报(false positive),要void 掉它。 分开操作效果一样,只是没有使用void 运算符: ~~~ if (!APP.ready) { // 稍后再试 setTimeout( doSomething,100 ); return; } ~~~ 总之,如果要将代码中的值(如表达式的返回值)设为undefined,就可以使用void。这种做法并不多见,但在某些情况下却很有用。 **3. 特殊的数字** * (1)不是数字的数字 如果数学运算的操作数不是数字类型(或者无法解析为常规的十进制或十六进制数字),就无法返回一个有效的数字,这种情况下返回值为`NaN`。NaN 意指“不是一个数字”(not a number),将它理解为“无效数值”“失败数值”或者“坏数值”可能更准确些。 例如: ~~~ var a = 2 / "foo"; // NaN typeof a === "number"; // true ~~~ 换句话说,“不是数字的数字”仍然是数字类型。 NaN 是一个“警戒值”(sentinel value,有特殊用途的常规值),用于指出数字类型中的错误情况,即“执行数学运算没有成功,这是失败后返回的结果”。 NaN 是一个特殊值,它和自身不相等,是唯一一个非自反(自反,reflexive,即x === x 不成立)的值,而`NaN != NaN 为true`。 因此,我们无法对NaN进行比较(结果永远为false): ~~~ var a = 2 / "foo"; a == NaN; // false a === NaN; // false ~~~ 但可以使用内建的全局工具函数`isNaN(..) `来判断一个值是否是NaN。 ~~~ var a = 2 / "foo"; isNaN( a ); // true ~~~ isNaN(..) 有一个严重的缺陷,它的检查方式过于死板,就是“检查参数是否不是NaN,也不是数字”。但是这样做的结果并不太准确: ~~~ var a = 2 / "foo"; var b = "foo"; a; // NaN b; "foo" window.isNaN( a ); // true window.isNaN( b ); // true! ~~~ 从ES6 开始我们可以使用工具函数Number.isNaN(..)。ES6 之前的浏览器的polyfill 如下: ~~~ if (!Number.isNaN) { Number.isNaN = function(n) { return ( typeof n === "number" && window.isNaN( n ) ); }; } var a = 2 / "foo"; var b = "foo"; Number.isNaN( a ); // true Number.isNaN( b ); // false! ~~~ 实际上还有一个更简单的方法,即利用NaN 不等于自身这个特点。NaN 是JavaScript 中**唯一**一个不等于自身的值。 于是我们可以这样: ~~~ if (!Number.isNaN) { Number.isNaN = function(n) { return n !== n; }; } ~~~ 很多JavaScript 程序都可能存在NaN 方面的问题,所以应该尽量使用`Number.isNaN(..)`这样可靠的方法,无论是系统内置还是polyfill。 * (2)无穷数 熟悉传统编译型语言(如C)的开发人员可能都遇到过编译错误(compiler error)或者运行时错误(runtime exception),例如“除以0”: ~~~ var a = 1 / 0; ~~~ 然而在JavaScript 中上例的结果为`Infinity`(即`Number.POSITIVE_INfiNITY`)。同样: ~~~ var a = 1 / 0; // Infinity var b = -1 / 0; // -Infinity ~~~ 如果除法运算中的一个操作数为负数, 则结果为-Infinity( 即`Number.NEGATIVE_INfiNITY`)。 JavaScript 使用有限数字表示法(finite numeric representation),所以和纯粹的数学运算不同,JavaScript 的运算结果有可能溢出,此时结果为Infinity 或者-Infinity。 例如: ~~~ var a = Number.MAX_VALUE; // 1.7976931348623157e+308 a + a; // Infinity a + Math.pow( 2, 970 ); // Infinity a + Math.pow( 2, 969 ); // 1.7976931348623157e+308 ~~~ 计算结果一旦溢出为无穷数(infinity)就无法再得到有穷数。换句话说,就是可以从有穷走向无穷,但无法从无穷回到有穷。 从数学运算和JavaScript 语言的角度来说,`Infinity/Infinity` 是一个未定义操作,结果为`NaN`。有穷正数除以Infinity 结果是0。 * (3)零值 JavaScript 有一个常规的0(也叫作+0)和一个-0。 -0 除了可以用作常量以外,也可以是某些数学运算的返回值。例如: ~~~ var a = 0 / -3; // -0 var b = 0 * -3; // -0 ~~~ 加法和减法运算不会得到负零(negative zero)。 负零在开发调试控制台中通常显示为-0,但在一些老版本的浏览器中仍然会显示为0。根据规范,对负零进行字符串化会返回"0": ~~~ var a = 0 / -3; a; // -0 // 但是规范定义的返回结果是这样! a.toString(); // "0" a + ""; // "0" String( a ); // "0" // JSON也如此,很奇怪 JSON.stringify( a ); // "0" ~~~ 有意思的是,如果反过来将其从字符串转换为数字,得到的结果是准确的: ~~~ +"-0"; // -0 Number( "-0" ); // -0 JSON.parse( "-0" ); // -0 ~~~ 负零转换为字符串的结果令人费解,它的比较操作也是如此: ~~~ var a = 0; var b = 0 / -3; a == b; // true -0 == 0; // true a === b; // true -0 === 0; // true 0 > -0; // false a > b; // false ~~~ 要区分-0 和0,不能仅仅依赖开发调试窗口的显示结果,还需要做一些特殊处理: ~~~ function isNegZero(n) { n = Number( n ); return (n === 0) && (1 / n === -Infinity); } isNegZero( -0 ); // true isNegZero( 0 / -3 ); // true isNegZero( 0 ); // false ~~~ **4. 特殊等式** ES6 中新加入了一个工具方法Object.is(..) 来判断两个值是否绝对相等: ~~~ var a = 2 / "foo"; var b = -3 * 0; Object.is( a, NaN ); // true Object.is( b, -0 ); // true Object.is( b, 0 ); // false ~~~ 对于ES6 之前的版本,Object.is(..) 有一个简单的polyfill: ~~~ if (!Object.is) { Object.is = function(v1, v2) { // 判断是否是-0 if (v1 === 0 && v2 === 0) { return 1 / v1 === 1 / v2; } // 判断是否是NaN if (v1 !== v1) { return v2 !== v2; } // 其他情况 return v1 === v2; }; } ~~~ 能使用`==` 和`===`时就尽量不要使用Object.is(..),因为前者效率更高、更为通用。`Object.is(..) `主要用来处理那些特殊的相等比较。 ### 3.2.5 值和引用 JavaScript 中**没有指针**,引用的工作机制也不尽相同。在JavaScript 中变量不可能成为指向另一个变量的引用。 JavaScript 引用指向的是值。如果一个值有10 个引用,这些引用指向的都是同一个值,它们**相互之间没有引用/ 指向关系**。 JavaScript 对值和引用的赋值/ 传递在语法上没有区别,完全根据值的类型来决定。 ~~~ var a = 2; var b = a; // b是a的值的一个副本 b++; a; // 2 b; // 3 var c = [1,2,3]; var d = c; // d是[1,2,3]的一个引用 d.push( 4 ); c; // [1,2,3,4] d; // [1,2,3,4] ~~~ **简单值**(即标量基本类型值,scalar primitive)总是通过值复制的方式来赋值/ 传递,包括null、undefined、字符串、数字、布尔和ES6 中的symbol。 **复合值**(compound value)——对象(包括数组和封装对象)和函数,则总是通过引用复制的方式来赋值/ 传递。 由于引用指向的是值本身而非变量,所以一个引用无法更改另一个引用的指向。 ~~~ var a = [1,2,3]; var b = a; a; // [1,2,3] b; // [1,2,3] // 然后 b = [4,5,6]; a; // [1,2,3] b; // [4,5,6] ~~~ b=[4,5,6] 并不影响a 指向值[1,2,3],除非b 不是指向数组的引用,而是指向a 的指针,但在JavaScript 中不存在这种情况! 函数参数就经常让人产生这样的困惑: ~~~ function foo(x) { x.push( 4 ); x; // [1,2,3,4] // 然后 x = [4,5,6]; x.push( 7 ); x; // [4,5,6,7] } var a = [1,2,3]; foo( a ); a; // 是[1,2,3,4],不是[4,5,6,7] ~~~ 向函数传递a 的时候,实际是将引用a 的一个副本赋值给x,而a 仍然指向[1,2,3]。在函数中我们可以通过引用x 来更改数组的值(push(4) 之后变为[1,2,3,4])。但x =[4,5,6] 并不影响a 的指向,所以a 仍然指向[1,2,3,4]。 如果要将a 的值变为[4,5,6,7],必须更改x 指向的数组,而不是为x 赋值一个新的数组。 ~~~ function foo(x) { x.push( 4 ); x; // [1,2,3,4] // 然后 x.length = 0; // 清空数组 x.push( 4, 5, 6, 7 ); x; // [4,5,6,7] } var a = [1,2,3]; foo( a ); a; // 是[4,5,6,7],不是[1,2,3,4] ~~~ 如果通过值复制的方式来传递复合值(如数组),就需要为其创建一个副本,这样传递的就不再是原始值。例如: ~~~ foo( a.slice() ); ~~~ `slice(..) `不带参数会返回当前数组的一个浅复本(shallow copy)。由于传递给函数的是指向该复本的引用,所以foo(..) 中的操作不会影响a 指向的数组。 相反,如果要将标量基本类型值传递到函数内并进行更改,就需要将该值封装到一个复合值(对象、数组等)中,然后通过引用复制的方式传递。 ~~~ function foo(wrapper) { wrapper.a = 42; } var obj = { a: 2 }; foo( obj ); obj.a; // 42 ~~~ 这里obj 是一个封装了标量基本类型值a 的封装对象。obj 引用的一个副本作为参数wrapper 被传递到foo(..) 中。这样就可以通过wrapper 来访问该对象并更改它的属性。函数执行结束后obj.a 将变成42。