JavaScript 運(yùn)算符規(guī)則與隱式類型轉(zhuǎn)換詳解
JavaScript 運(yùn)算符規(guī)則與隱式類型轉(zhuǎn)換詳解 從屬于筆者的現(xiàn)代 JavaScript 開(kāi)發(fā):語(yǔ)法基礎(chǔ)與工程實(shí)踐系列文章,主要探討 JavaScript 中令人迷惑的加減乘除與比較等常見(jiàn)運(yùn)算中的規(guī)則與隱式類型轉(zhuǎn)換;本文中涉及的參考資料全部聲明在了JavaScript 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)與實(shí)踐資料索引。
在 JavaScript 中,當(dāng)我們進(jìn)行比較操作或者加減乘除四則運(yùn)算操作時(shí),常常會(huì)觸發(fā) JavaScript 的隱式類型轉(zhuǎn)換機(jī)制;而這部分也往往是令人迷惑的地方。譬如瀏覽器中的 console.log 操作常常會(huì)將任何值都轉(zhuǎn)化為字符串然后展示,而數(shù)學(xué)運(yùn)算則會(huì)首先將值轉(zhuǎn)化為數(shù)值類型(除了 Date 類型對(duì)象)然后進(jìn)行操作。
我們首先來(lái)看幾組典型的 JavaScript 中運(yùn)算符操作結(jié)果,希望閱讀完本部分之后能夠?qū)γ恳粋€(gè)條目都能進(jìn)行合理解釋:
- // 比較
- [] == ![] // true
- NaN !== NaN // true
- 1 == true // true
- 2 == true // false
- "2" == true // flase
- null > 0 // false
- null < 0 // false
- null == 0 // false
- null >= 0 // true
- // 加法
- true + 1 // 1
- undefined + 1 // NaN
- let obj = {};
- {} + 1 // 1,這里的 {} 被當(dāng)成了代碼塊
- { 1 + 1 } + 1 // 1
- obj + 1 // [object Object]1
- {} + {} // Chrome 上顯示 "[object Object][object Object]",F(xiàn)irefox 顯示 NaN
- [] + {} // [object Object]
- [] + a // [object Object]
- + [] // 等價(jià)于 + "" => 0
- {} + [] // 0
- a + [] // [object Object]
- [2,3] + [1,2] // '2,31,2'
- [2] + 1 // '21'
- [2] + (-1) // "2-1"
- // 減法或其他操作,無(wú)法進(jìn)行字符串連接,因此在錯(cuò)誤的字符串格式下返回 NaN
- [2] - 1 // 1
- [2,3] - 1 // NaN
- {} - 1 // -1
原始類型間轉(zhuǎn)換
JavaScript 中我們常說(shuō)的原始類型包括了數(shù)值類型、字符串類型、布爾類型與空類型這幾種;而我們常用的原始類型之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)就是 String、Number 與 Boolean:
- // String
- let value = true;
- console.log(typeof value); // boolean
- value = String(value); // now value is a string "true"
- console.log(typeof value); // string
- // Number
- let str = "123";
- console.log(typeof str); // string
- let num = Number(str); // becomes a number 123
- console.log(typeof num); // number
- let age = Number("an arbitrary string instead of a number");
- console.log(age); // NaN, conversion failed
- // Boolean
- console.log( Boolean(1) ); // true
- console.log( Boolean(0) ); // false
- console.log( Boolean("hello") ); // true
- console.log( Boolean("") ); // false
最終,我們可以得到如下的 JavaScript 原始類型轉(zhuǎn)換表(包括復(fù)合類型向原始類型轉(zhuǎn)換的范例):
ToPrimitive
在比較運(yùn)算與加法運(yùn)算中,都會(huì)涉及到將運(yùn)算符兩側(cè)的操作對(duì)象轉(zhuǎn)化為原始對(duì)象的步驟;而 JavaScript 中這種轉(zhuǎn)化實(shí)際上都是由 ToPrimitive 函數(shù)執(zhí)行的。實(shí)際上,當(dāng)某個(gè)對(duì)象出現(xiàn)在了需要原始類型才能進(jìn)行操作的上下文時(shí),JavaScript 會(huì)自動(dòng)調(diào)用 ToPrimitive 函數(shù)將對(duì)象轉(zhuǎn)化為原始類型;譬如上文介紹的 alert 函數(shù)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符、作為對(duì)象的鍵都是典型場(chǎng)景,該函數(shù)的簽名如下:
- ToPrimitive(input, PreferredType?)
為了更好地理解其工作原理,我們可以用 JavaScript 進(jìn)行簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn):
- var ToPrimitive = function(obj,preferredType){
- var APIs = {
- typeOf: function(obj){
- return Object.prototype.toString.call(obj).slice(8,-1);
- },
- isPrimitive: function(obj){
- var _this = this,
- types = ['Null','Undefined','String','Boolean','Number'];
- return types.indexOf(_this.typeOf(obj)) !== -1;
- }
- };
- // 如果 obj 本身已經(jīng)是原始對(duì)象,則直接返回
- if(APIs.isPrimitive(obj)) {return obj;}
- // 對(duì)于 Date 類型,會(huì)優(yōu)先使用其 toString 方法;否則優(yōu)先使用 valueOf 方法
- preferredType = (preferredType === 'String' || APIs.typeOf(obj) === 'Date' ) ? 'String' : 'Number';
- if(preferredType==='Number'){
- if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
- if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
- }else{
- if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
- if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
- }
- throw new TypeError('TypeError');
- }
我們可以簡(jiǎn)單覆寫(xiě)某個(gè)對(duì)象的 valueOf 方法,即可以發(fā)現(xiàn)其運(yùn)算結(jié)果發(fā)生了變化:
- let obj = {
- valueOf:() => {
- return 0;
- }
- }
- obj + 1 // 1
如果我們強(qiáng)制將某個(gè)對(duì)象的 valueOf 與 toString 方法都覆寫(xiě)為返回值為對(duì)象的方法,則會(huì)直接拋出異常。
- obj = {
- valueOf: function () {
- console.log("valueOf");
- return {}; // not a primitive
- },
- toString: function () {
- console.log("toString");
- return {}; // not a primitive
- }
- }
- obj + 1
- // error
- Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
- at <anonymous>:1:5
值得一提的是對(duì)于數(shù)值類型的 valueOf() 函數(shù)的調(diào)用結(jié)果仍為數(shù)組,因此數(shù)組類型的隱式類型轉(zhuǎn)換結(jié)果是字符串。而在 ES6 中引入 Symbol 類型之后,JavaScript 會(huì)優(yōu)先調(diào)用對(duì)象的 [Symbol.toPrimitive] 方法來(lái)將該對(duì)象轉(zhuǎn)化為原始類型,那么方法的調(diào)用順序就變?yōu)榱耍?/p>
- 當(dāng) obj[Symbol.toPrimitive](preferredType) 方法存在時(shí),優(yōu)先調(diào)用該方法;
- 如果 preferredType 參數(shù)為 String,則依次嘗試 obj.toString() 與 obj.valueOf();
- 如果 preferredType 參數(shù)為 Number 或者默認(rèn)值,則依次嘗試 obj.valueOf() 與 obj.toString()。
而 [Symbol.toPrimitive] 方法的簽名為:
- obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
- // return a primitive value
- // hint = one of "string", "number", "default"
- }
我們同樣可以通過(guò)覆寫(xiě)該方法來(lái)修改對(duì)象的運(yùn)算表現(xiàn):
- user = {
- name: "John",
- money: 1000,
- [Symbol.toPrimitive](hint) {
- console.log(`hint: ${hint}`);
- return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money;
- }
- };
- // conversions demo:
- console.log(user); // hint: string -> {name: "John"}
- console.log(+user); // hint: number -> 1000
- console.log(user + 500); // hint: default -> 1500
比較運(yùn)算
JavaScript 為我們提供了嚴(yán)格比較與類型轉(zhuǎn)換比較兩種模式,嚴(yán)格比較(===)只會(huì)在操作符兩側(cè)的操作對(duì)象類型一致,并且內(nèi)容一致時(shí)才會(huì)返回為 true,否則返回 false。而更為廣泛使用的 == 操作符則會(huì)首先將操作對(duì)象轉(zhuǎn)化為相同類型,再進(jìn)行比較。對(duì)于 <= 等運(yùn)算,則會(huì)首先轉(zhuǎn)化為原始對(duì)象(Primitives),然后再進(jìn)行對(duì)比。
標(biāo)準(zhǔn)的相等性操作符(== 與 !=)使用了Abstract Equality Comparison Algorithm來(lái)比較操作符兩側(cè)的操作對(duì)象(x == y),該算法流程要點(diǎn)提取如下:
- 如果 x 或 y 中有一個(gè)為 NaN,則返回 false;
- 如果 x 與 y 皆為 null 或 undefined 中的一種類型,則返回 true(null == undefined // true);否則返回 false(null == 0 // false);
- 如果 x,y 類型不一致,且 x,y 為 String、Number、Boolean 中的某一類型,則將 x,y 使用 toNumber 函數(shù)轉(zhuǎn)化為 Number 類型再進(jìn)行比較;
- 如果 x,y 中有一個(gè)為 Object,則首先使用 ToPrimitive 函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為原始類型,再進(jìn)行比較。
我們?cè)賮?lái)回顧下文首提出的 [] == ![] 這個(gè)比較運(yùn)算,首先 [] 為對(duì)象,則調(diào)用 ToPrimitive 函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為字符串 "";對(duì)于右側(cè)的 ![],首先會(huì)進(jìn)行顯式類型轉(zhuǎn)換,將其轉(zhuǎn)化為 false。然后在比較運(yùn)算中,會(huì)將運(yùn)算符兩側(cè)的運(yùn)算對(duì)象都轉(zhuǎn)化為數(shù)值類型,即都轉(zhuǎn)化為了 0,因此最終的比較結(jié)果為 true。在上文中還介紹了 null >= 0 為 true 的這種比較結(jié)果,在 ECMAScript 中還規(guī)定,如果 <為 false,則 >= 為 true。
加法運(yùn)算
對(duì)于加法運(yùn)算而言,JavaScript 首先會(huì)將操作符兩側(cè)的對(duì)象轉(zhuǎn)換為 Primitive 類型;然后當(dāng)適當(dāng)?shù)碾[式類型轉(zhuǎn)換能得出有意義的值的前提下,JavaScript 會(huì)先進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換,再進(jìn)行運(yùn)算。譬如 value1 + value2 這個(gè)表達(dá)式,首先會(huì)調(diào)用 ToPrimitive 函數(shù)將兩個(gè)操作數(shù)轉(zhuǎn)化為原始類型:
- prim1 := ToPrimitive(value1)
- prim2 := ToPrimitive(value2)
這里將會(huì)優(yōu)先調(diào)用除了 Date 類型之外對(duì)象的 valueOf 方法,而因?yàn)閿?shù)組的 valueOf 方法的返回值仍為數(shù)組類型,則會(huì)返回其字符串表示。而經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后的 prim1 與 prim2 中的任一個(gè)為字符串,則會(huì)優(yōu)先進(jìn)行字符串連接;否則進(jìn)行加法計(jì)算。
【本文是51CTO專欄作者“張梓雄 ”的原創(chuàng)文章,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)通過(guò)51CTO與作者聯(lián)系】