5.4 单例内置对象
ECMA-262对内置对象的定义是“任何由ECMAScript实现提供、与宿主环境无关，并在ECMAScript程序开始执行时就存在的对象”。这就意味着，开发者不用显式地实例化内置对象，因为它们已经实例化好了。前面我们已经接触了大部分内置对象，包括Object、Array和String。本节介绍ECMA-262定义的另外两个单例内置对象：Global和Math。
5.4.1 Global
Global对象是ECMAScript中最特别的对象，因为代码不会显式地访问它。ECMA-262规定Global对象为一种兜底对象，它所针对的是不属于任何对象的属性和方法。事实上，不存在全局变量或全局函数这种东西。在全局作用域中定义的变量和函数都会变成Global对象的属性。本书前面介绍的函数，包括isNaN()、isFinite()、parseInt()和parseFloat()，实际上都是Global对象的方法。除了这些，Global对象上还有另外一些方法。
1．URL编码方法
encodeURI()和encodeURIComponent()方法用于编码统一资源标识符（URI），以便传给浏览器。有效的URI不能包含某些字符，比如空格。使用URI编码方法来编码URI可以让浏览器能够理解它们，同时又以特殊的UTF-8编码替换掉所有无效字符。
ecnodeURI()方法用于对整个URI进行编码，比如"www.wrox.com/illegal value.js"。而encodeURIComponent()方法用于编码URI中单独的组件，比如前面URL中的"illegal value.js"。这两个方法的主要区别是，encodeURI()不会编码属于URL组件的特殊字符，比如冒号、斜杠、问号、井号，而encodeURIComponent()会编码它发现的所有非标准字符。来看下面的例子：
let uri = "http://www.wrox.com/illegal value.js#start";
// "http://www.wrox.com/illegal%20value.js#start"
console.log(encodeURI(uri));
// "http%3A%2F%2Fwww.wrox.com%2Fillegal%20value.js%23start"
console.log(encodeURIComponent(uri));
这里使用encodeURI()编码后，除空格被替换为%20之外，没有任何变化。而encodeURI-Component()方法将所有非字母字符都替换成了相应的编码形式。这就是使用encodeURI()编码整个URI，但只使用encodeURIComponent()编码那些会追加到已有URI后面的字符串的原因。
注意 一般来说，使用encodeURIComponent()应该比使用encodeURI()的频率更高，这是因为编码查询字符串参数比编码基准URI的次数更多。
与encodeURI()和encodeURIComponent()相对的是decodeURI()和decodeURIComponent()。decodeURI()只对使用encodeURI()编码过的字符解码。例如，%20会被替换为空格，但%23不会被替换为井号（#），因为井号不是由encodeURI()替换的。类似地，decodeURIComponent()解码所有被encodeURIComponent()编码的字符，基本上就是解码所有特殊值。来看下面的例子：
let uri = "http%3A%2F%2Fwww.wrox.com%2Fillegal%20value.js%23start";
// http%3A%2F%2Fwww.wrox.com%2Fillegal value.js%23start
console.log(decodeURI(uri));
// http:// www.wrox.com/illegal value.js#start
console.log(decodeURIComponent(uri));
这里，uri变量中包含一个使用encodeURIComponent()编码过的字符串。首先输出的是使用decodeURI()解码的结果，可以看到只用空格替换了%20。然后是使用decodeURIComponent()解码的结果，其中替换了所有特殊字符，并输出了没有包含任何转义的字符串。（这个字符串不是有效的URL。）
注意 URI方法encodeURI()、encodeURIComponent()、decodeURI()和decodeURI-Component()取代了escape()和unescape()方法，后者在ECMA-262第3版中就已经废弃了。URI方法始终是首选方法，因为它们对所有Unicode字符进行编码，而原来的方法只能正确编码ASCII字符。不要在生产环境中使用escape()和unescape()。
2．eval()方法
最后一个方法可能是整个ECMAScript语言中最强大的了，它就是eval()。这个方法就是一个完整的ECMAScript解释器，它接收一个参数，即一个要执行的ECMAScript（JavaScript）字符串。来看一个例子：
eval("console.log('hi')");
上面这行代码的功能与下一行等价：
console.log("hi");
当解释器发现eval()调用时，会将参数解释为实际的ECMAScript语句，然后将其插入到该位置。通过eval()执行的代码属于该调用所在上下文，被执行的代码与该上下文拥有相同的作用域链。这意味着定义在包含上下文中的变量可以在eval()调用内部被引用，比如下面这个例子：
let msg = "hello world";
eval("console.log(msg)"); // "hello world"
这里，变量msg是在eval()调用的外部上下文中定义的，而console.log()显示了文本"hello world"。这是因为第二行代码会被替换成一行真正的函数调用代码。类似地，可以在eval()内部定义一个函数或变量，然后在外部代码中引用，如下所示：
eval("function sayHi() { console.log('hi'); }");
sayHi();
这里，函数sayHi()是在eval()内部定义的。因为该调用会被替换为真正的函数定义，所以才可能在下一行代码中调用sayHi()。对于变量也是一样的：
eval("let msg = 'hello world';");
console.log(msg); // Reference Error: msg is not defined
通过eval()定义的任何变量和函数都不会被提升，这是因为在解析代码的时候，它们是被包含在一个字符串中的。它们只是在eval()执行的时候才会被创建。
在严格模式下，在eval()内部创建的变量和函数无法被外部访问。换句话说，最后两个例子会报错。同样，在严格模式下，赋值给eval也会导致错误：
"use strict";
eval = "hi"; // 导致错误
注意 解释代码字符串的能力是非常强大的，但也非常危险。在使用eval()的时候必须极为慎重，特别是在解释用户输入的内容时。因为这个方法会对XSS利用暴露出很大的攻击面。恶意用户可能插入会导致你网站或应用崩溃的代码。
3．Global对象属性
Global对象有很多属性，其中一些前面已经提到过了。像undefined、NaN和Infinity等特殊值都是Global对象的属性。此外，所有原生引用类型构造函数，比如Object和Function，也都是Global对象的属性。下表列出了所有这些属性。
4．window对象
虽然ECMA-262没有规定直接访问Global对象的方式，但浏览器将window对象实现为Global对象的代理。因此，所有全局作用域中声明的变量和函数都变成了window的属性。来看下面的例子：
var color = "red";
function sayColor() {
console.log(window.color);
}
window.sayColor(); // "red"
这里定义了一个名为color的全局变量和一个名为sayColor()的全局函数。在sayColor()内部，通过window.color访问了color变量，说明全局变量变成了window的属性。接着，又通过window对象直接调用了window.sayColor()函数，从而输出字符串。
注意 window对象在JavaScript中远不止实现了ECMAScript的Global对象那么简单。关于window对象的更多介绍，请参考第12章。
另一种获取Global对象的方式是使用如下的代码：
let global = function() {
return this;
}();
这段代码创建一个立即调用的函数表达式，返回了this的值。如前所述，当一个函数在没有明确（通过成为某个对象的方法，或者通过call()/apply()）指定this值的情况下执行时，this值等于Global对象。因此，调用一个简单返回this的函数是在任何执行上下文中获取Global对象的通用方式。
5.4.2 Math
ECMAScript提供了Math对象作为保存数学公式、信息和计算的地方。Math对象提供了一些辅助计算的属性和方法。
注意 Math对象上提供的计算要比直接在JavaScript实现的快得多，因为Math对象上的计算使用了JavaScript引擎中更高效的实现和处理器指令。但使用Math计算的问题是精度会因浏览器、操作系统、指令集和硬件而异。
1．Math对象属性
Math对象有一些属性，主要用于保存数学中的一些特殊值。下表列出了这些属性。
这些值的含义和用法超出了本书的范畴，但都是ECMAScript规范定义的，并可以在你需要时使用。
2．min()和max()方法
Math对象也提供了很多辅助执行简单或复杂数学计算的方法。
min()和max()方法用于确定一组数值中的最小值和最大值。这两个方法都接收任意多个参数，如下面的例子所示：
let max = Math.max(3, 54, 32, 16);
console.log(max); // 54
let min = Math.min(3, 54, 32, 16);
console.log(min); // 3
在3、54、32和16中，Math.max()返回54, Math.min()返回3。使用这两个方法可以避免使用额外的循环和if语句来确定一组数值的最大最小值。
要知道数组中的最大值和最小值，可以像下面这样使用扩展操作符：
let values = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];
let max = Math.max(...val);
3．舍入方法
接下来是用于把小数值舍入为整数的4个方法：Math.ceil()、Math.floor()、Math.round()和Math.fround()。这几个方法处理舍入的方式如下所述。
❑ Math.ceil()方法始终向上舍入为最接近的整数。
❑ Math.floor()方法始终向下舍入为最接近的整数。
❑ Math.round()方法执行四舍五入。
❑ Math.fround()方法返回数值最接近的单精度（32位）浮点值表示。
以下示例展示了这些方法的用法：
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.fround(0.4)); // 0.4000000059604645
console.log(Math.fround(0.5)); // 0.5
console.log(Math.fround(25.9)); // 25.899999618530273
console.log(Math.floor(25.9)); // 25
console.log(Math.floor(25.5)); // 25
console.log(Math.floor(25.1)); // 25
对于25和26（不包含）之间的所有值，Math.ceil()都会返回26，因为它始终向上舍入。Math.round()只在数值大于等于25.5时返回26，否则返回25。最后，Math.floor()对所有25和26（不包含）之间的值都返回25。
4．random()方法
Math.random()方法返回一个0~1范围内的随机数，其中包含0但不包含1。对于希望显示随机名言或随机新闻的网页，这个方法是非常方便的。可以基于如下公式使用Math.random()从一组整数中随机选择一个数：
number = Math.floor(Math.random() ＊ total_number_of_choices + first_possible_value)
这里使用了Math.floor()方法，因为Math.random()始终返回小数，即便乘以一个数再加上一个数也是小数。因此，如果想从1~10范围内随机选择一个数，代码就是这样的：
let num = Math.floor(Math.random() ＊ 10 + 1);
这样就有10个可能的值（1~10），其中最小的值是1。如果想选择一个2~10范围内的值，则代码就要写成这样：
let num = Math.floor(Math.random() ＊ 9 + 2);
2~10只有9个数，所以可选总数（total_number_of_choices）是9，而最小可能的值（first_possible_value）是2。很多时候，通过函数来算出可选总数和最小可能的值可能更方便，比如：
function selectFrom(lowerValue, upperValue) {
let choices = upperValue - lowerValue + 1;
return Math.floor(Math.random() ＊ choices + lowerValue);
}
let num = selectFrom(2,10);
console.log(num); // 2~10 范围内的值，其中包含2 和10
这里的函数selectFrom()接收两个参数：应该返回的最小值和最大值。通过将这两个值相减再加1得到可选总数，然后再套用上面的公式。于是，调用selectFrom(2,10)就可以从2~10（包含）范围内选择一个值了。使用这个函数，从一个数组中随机选择一个元素就很容易，比如：
let colors = ["red", "green", "blue", "yellow", "black", "purple", "brown"];
let color = colors[selectFrom(0, colors.length-1)];
在这个例子中，传给selecFrom()的第二个参数是数组长度减1，即数组最大的索引值。
注意 Math.random()方法在这里出于演示目的是没有问题的。如果是为了加密而需要生成随机数（传给生成器的输入需要较高的不确定性），那么建议使用window.crypto. getRandomValues()。
5．其他方法
Math对象还有很多涉及各种简单或高阶数运算的方法。讨论每种方法的具体细节或者它们的适用场景超出了本书的范畴。不过，下表还是总结了Math对象的其他方法。
即便这些方法都是由ECMA-262定义的，对正弦、余弦、正切等计算的实现仍然取决于浏览器，因为计算这些值的方式有很多种。结果，这些方法的精度可能因实现而异。