# 单体内置对象
ECMA-262 对内置对象的定义是「由 JavaScript 实现提供的、不依赖于宿主环境的对象，这些对象在 JavaScript 程序执行之前就已经存在了」。意思就是说，开发人员不必显式地实例化内置对象，因为它们已经实例化了。前面我们已经介绍了大多数内置对象，例如 `Object`、`Array` 和 `String`。ECMA-262 还定义了两个单体内置对象：`Global` 和 `Math`。
## [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#global-对象)`Global` 对象
`Global` 对象可以说是 JavaScript 中最特别的一个对象了，因为不管你从什么角度上看，这个对象都是不存在的。`Global` 对象在某种意义上是作为一个终极的「兜底儿对象」来定义的。换句话说，不属于任何其他对象的属性和方法，最终都是它的属性和方法。所有在全局作用域中定义的属性和函数，都是 `Global` 对象的属性。本书前面介绍过的那些函数，诸如`isNaN()`、`isFinite()`、`parseInt()` 以及 `parseFloat()`，实际上全都是 `Global` 对象的方法。除此之外，`Global` 对象还包含其他一些方法。
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#uri-编码方法)URI 编码方法
`Global` 对象的 `encodeURI()` 和 `encodeURIComponent()` 方法可以对 URI（Uniform Resource Identifiers，通用资源标识符）进行编码，以便发送给浏览器。有效的 URI 中不能包含某些字符，例如空格。而这两个 URI 编码方法就可以对 URI 进行编码，它们用特殊的 UTF-8 编码替换所有无效的字符，从而让浏览器能够接受和理解。
其中，`encodeURI()` 主要用于整个 URI，而 `encodeURIComponent()` 主要用于对 URI 中的某一段进行编码。它们的主要区别在于，`encodeURI()` 不会对本身属于 URI 的特殊字符进行编码，例如冒号、正斜杠、问号和井字号；而 `encodeURIComponent()`则会对它发现的任何非标准字符进行编码。来看下面的例子。
~~~
var uri = "http://shijiajie.com/illegal value.htm#start";
console.log(encodeURI(uri));
// "http://shijiajie.com/illegal%20value.htm#start"
console.log(encodeURIComponent(uri));
// "http%3A%2F%2Fshijiajie.com%2Fillegal%20value.htm%23start"
~~~
使用 `encodeURI()` 编码后的结果是除了空格之外的其他字符都原封不动，只有空格被替换成了 `%20`。而`encodeURIComponent()` 方法则会使用对应的编码替换所有非字母数字字符。这也正是可以对整个 URI 使用 `encodeURI()`，而只能对附加在现有 URI 后面的字符串使用 `encodeURIComponent()` 的原因所在。
一般来说，我们使用 `encodeURIComponent()` 方法的时候要比使用 `encodeURI()` 更多，因为在实践中更常见的是对查询字符串参数而不是对基础 URI 进行编码。
与 `encodeURI()` 和 `encodeURIComponent()` 方法对应的两个方法分别是 `decodeURI()` 和 `decodeURIComponent()`。其中，`decodeURI()` 只能对使用 `encodeURI()` 替换的字符进行解码。例如，它可将 `%20` 替换成一个空格，但不会对 `%23` 作任何处理，因为 `%23` 表示井字号 `#`，而井字号不是使用 `encodeURI()` 替换的。同样地，`decodeURIComponent()` 能够解码使用 `encodeURIComponent()` 编码的所有字符，即它可以解码任何特殊字符的编码。来看下面的例子：
~~~
var uri = "http%3A%2F%2Fshijiajie.com%2Fillegal%20value.htm%23start";
console.log(decodeURI(uri));
// http%3A%2F%2Fshijiajie.com%2Fillegal value.htm%23start
console.log(decodeURIComponent(uri));
// http://shijiajie.com/illegal value.htm#start
~~~
这里，变量 `uri` 包含着一个由 `encodeURIComponent()` 编码的字符串。在第一次调用 `decodeURI()` 输出的结果中，只有`%20` 被替换成了空格。而在第二次调用 `decodeURIComponent()` 输出的结果中，所有特殊字符的编码都被替换成了原来的字符，得到了一个未经转义的字符串（但这个字符串并不是一个有效的 URI）。
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#eval-方法)`eval()` 方法
`eval()` 方法就像是一个完整的 JavaScript 解析器，它只接受一个参数，即要执行的 JavaScript 字符串。看下面的例子：
~~~
eval("console.log('hi')");
~~~
这行代码的作用等价于下面这行代码：
~~~
console.log("hi");
~~~
当解析器发现代码中调用 `eval()` 方法时，它会将传入的参数当作实际的 JavaScript 语句来解析，然后把执行结果插入到原位置。通过 `eval()` 执行的代码被认为是包含该次调用的执行环境的一部分，因此被执行的代码具有与该执行环境相同的作用域链。这意味着通过 `eval()` 执行的代码可以引用在包含环境中定义的变量，举个例子：
~~~
var msg = "hello world";
eval("console.log(msg)"); // "hello world"
~~~
可见，变量 `msg` 是在 `eval()` 调用的环境之外定义的，但其中调用的 `console.log()` 仍然能够显示 `"hello world"`。这是因为上面第二行代码最终被替换成了一行真正的代码。同样地，我们也可以在 `eval()` 调用中定义一个函数，然后再在该调用的外部代码中引用这个函数：
~~~
eval("function sayHi() { console.log('hi'); }");
sayHi(); // "hi"
~~~
显然，函数 `sayHi()` 是在 `eval()` 内部定义的。但由于对 `eval()` 的调用最终会被替换成定义函数的实际代码，因此可以在下一行调用 `sayHi()` 。对于变量也一样：
~~~
eval("var msg = 'hello world';");
console.log(msg); // "hello world"
~~~
在 `eval()` 中创建的任何变量或函数都不会被提升，因为在解析代码的时候，它们被包含在一个字符串中；它们只在 `eval()`执行的时候创建。
严格模式下，在外部访问不到 `eval()` 中创建的任何变量或函数，因此前面两个例子都会导致错误。同样，在严格模式下，为`eval` 赋值也会导致错误：
~~~
"use strict";
eval = "hi"; // causes error
~~~
能够解释代码字符串的能力非常强大，但也非常危险。因此在使用 `eval()` 时必须极为谨慎，特别是在用它执行用户输入数据的情况下。否则，可能会有恶意用户输入威胁你的站点或应用程序安全的代码（即所谓的代码注入）。
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#global-对象的属性)`Global` 对象的属性
`Global` 对象还包含一些属性，其中一部分属性已经在本书前面介绍过了。例如，特殊的值 `undefined`、`NaN` 以及`Infinity` 都是 `Global` 对象的属性。此外，所有原生引用类型的构造函数，像 `Object` 和 `Function`，也都是 `Global` 对象的属性。下表列出了 `Global` 对象的所有属性。
| 属性 | 说明 | 属性 | 说明 |
| --- | --- | --- | --- |
| undefined | 特殊值undefined | Date | 构造函数Date |
| NaN | 特殊值NaN | RegExp | 构造函数RegExp |
| Infinity | 特殊值Infinity | Error | 构造函数Error |
| Object | 构造函数Object | EvalError | 构造函数EvalError |
| Array | 构造函数Array | RangeError | 构造函数RangeError |
| Function | 构造函数Function | ReferenceError | 构造函数ReferenceError |
| Boolean | 构造函数Boolean | SyntaxError | 构造函数SyntaxError |
| String | 构造函数String | TypeError | 构造函数TypeError |
| Number | 构造函数Number | URIError | 构造函数URIError |
ECMAScript 5明确禁止给 `undefined`、`NaN` 和 `Infinity` 赋值，这样做即使在非严格模式下也会导致错误。
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#window-对象)`window` 对象
JavaScript 虽然没有指出如何直接访问 `Global` 对象，但 Web 浏览器都是将这个全局对象作为 `window` 对象的一部分加以实现的。因此，在全局作用域中声明的所有变量和函数，就都成为了 `window` 对象的属性。来看下面的例子。
~~~
var color = "red";
function sayColor(){
console.log(window.color);
}
window.sayColor(); // "red"
~~~
JavaScript 中的 `window` 对象除了扮演规定的 `Global` 对象的角色外，还承担了很多别的任务。
## [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#math-对象) `Math` 对象
JavaScript 还为保存数学公式和信息提供了一个公共位置，即 `Math` 对象。与我们在 `JavaScript` 直接编写的计算功能相比，`Math` 对象提供的计算功能执行起来要快得多。`Math` 对象中还提供了辅助完成这些计算的属性和方法。
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#math-对象的属性)`Math` 对象的属性
`Math` 对象包含的属性大都是数学计算中可能会用到的一些特殊值。下表列出了这些属性。
| 属性 | 说明 |
| --- | --- |
| Math.E | 自然对数的底数，即常量e的值 |
| Math.LN10 | 10的自然对数 |
| Math.LN2 | 2的自然对数 |
| Math.LOG2E | 以2为底e的对数 |
| Math.LOG10E | 以10为底e的对数 |
| Math.PI | π的值 |
| Math.SQRT1_2 | 1/2的平方根（即2的平方根的倒数） |
| Math.SQRT2 | 2的平方根 |
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#min-和-max-方法)`min()` 和 `max()` 方法
`Math` 对象还包含许多方法，用于辅助完成简单和复杂的数学计算。其中，`min()` 和 `max()` 方法用于确定一组数值中的最小值和最大值。这两个方法都可以接收任意多个数值参数，如下面的例子所示。
~~~
var max = Math.max(3, 54, 32, 16);
console.log(max); // 54
var min = Math.min(3, 54, 32, 16);
console.log(min); // 3
~~~
要找到数组中的最大或最小值，可以像下面这样使用 `apply()` 方法。
~~~
var values = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
var max = Math.max.apply(Math, values);
console.log(max); // 8
~~~
这个技巧的关键是把 `Math` 对象作为 `apply()` 的第一个参数，从而正确地设置 `this` 值。然后，可以将任何数组作为第二个参数。
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#舍入方法)舍入方法
下面来介绍将小数值舍入为整数的几个方法：`Math.ceil()`、`Math.floor()` 和 `Math.round()`。这三个方法分别遵循下列舍入规则：
* `Math.ceil()` 执行向上舍入，即它总是将数值向上舍入为最接近的整数；
* `Math.floor()` 执行向下舍入，即它总是将数值向下舍入为最接近的整数；
* `Math.round()` 执行标准舍入，即它总是将数值四舍五入为最接近的整数。
下面是使用这些方法的示例：
~~~
console.log(Math.ceil(25.9)); // 26
console.log(Math.ceil(25.5)); // 26
console.log(Math.ceil(25.1)); // 26
console.log(Math.round(25.9)); // 26
console.log(Math.round(25.5)); // 26
console.log(Math.round(25.1)); // 25
console.log(Math.floor(25.9)); // 25
console.log(Math.floor(25.5)); // 25
console.log(Math.floor(25.1)); // 25
~~~
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#random-方法)`random()` 方法
`Math.random()` 方法返回介于0和1之间一个随机数，不包括0和1。对于某些站点来说，这个方法非常实用，因为可以利用它来随机显示一些名人名言和新闻事件。套用下面的公式，就可以利用 `Math.random()` 从某个整数范围内随机选择一个值。
~~~
值 = Math.floor(Math.random() * 可能值的总数 + 第一个可能的值)
~~~
公式中用到了 `Math.floor()` 方法，这是因为 `Math.random()` 总返回一个小数值。而用这个小数值乘以一个整数，然后再加上一个整数，最终结果仍然还是一个小数。举例来说，如果你想选择一个1到10之间的数值，可以像下面这样编写代码：
~~~
var num = Math.floor(Math.random() * 10 + 1);
~~~
总共有10个可能的值（1到10），而第一个可能的值是1。而如果想要选择一个介于2到10之间的值，就应该将上面的代码改成这样：
~~~
var num = Math.floor(Math.random() * 9 + 2);
~~~
从2数到10要数9个数，因此可能值的总数就是9，而第一个可能的值就是2。多数情况下，其实都可以通过一个函数来计算可能值的总数和第一个可能的值，例如：
~~~
function selectFrom(lowerValue, upperValue) {
var choices = upperValue - lowerValue + 1;
return Math.floor(Math.random() * choices + lowerValue);
}
var num = selectFrom(2, 10);
console.log(num); // 介于2和10之间（包括2和10）的一个数值
~~~
函数 `selectFrom()` 接受两个参数：应该返回的最小值和最大值。而用最大值减最小值再加1得到了可能值的总数，然后它又把这些数值套用到了前面的公式中。这样，通过调用 `selectFrom(2,10)` 就可以得到一个介于2和10之间（包括2和10）的数值了。利用这个函数，可以方便地从数组中随机取出一项，例如：
~~~
var colors = ["red", "green", "blue", "yellow", "black", "purple", "brown"];
var color = colors[selectFrom(0, colors.length-1)];
console.log(color); // 可能是数组中包含的任何一个字符串
~~~
### [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#其他方法)其他方法
`Math` 对象中还包含其他一些与完成各种简单或复杂计算有关的方法，但详细讨论其中每一个方法的细节及适用情形超出了本书的范围。下面我们就给出一个表格，其中列出了这些没有介绍到的 `Math` 对象的方法。
| 方法 | 说明 |
| --- | --- |
| Math.abs(num) | 返回num的绝对值 |
| Math.asin(x) | 返回x的反正弦值 |
| Math.exp(num) | 返回Math.E的num次幂 |
| Math.atan(x) | 返回x的反正切值 |
| Math.log(num) | 返回num的自然对数 |
| Math.atan2(y,x) | 返回y/x的反正切值 |
| Math.pow(num,power) | 返回num的power次幂 |
| Math.cos(x) | 返回x的余弦值 |
| Math.sqrt(num) | 返回num的平方根 |
| Math.sin(x) | 返回x的正弦值 |
| Math.acos(x) | 返回x的反余弦值 |
| Math.tan(x) | 返回x的正切值 |
虽然 ECMA-262 规定了这些方法，但不同实现可能会对这些方法采用不同的算法。毕竟，计算某个值的正弦、余弦和正切的方式多种多样。也正因为如此，这些方法在不同的实现中可能会有不同的精度。
## [](https://github.com/stone0090/javascript-lessons/tree/master/1.12-SingletonBuiltInObjects#关卡)关卡
~~~
// 如何高效产生m个n范围内的不重复随机数（m<=n)
var getRandomNumber = function(n, m){
// 待实现方法体
}
console.log(getRandomNumber(20, 3)); // 8,4,19
~~~
