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JavaScript 運算符規(guī)則與隱式類型轉(zhuǎn)換詳解

作者：張梓雄
開發(fā) 開發(fā)工具
在 JavaScript 中，當我們進行比較操作或者加減乘除四則運算操作時，常常會觸發(fā) JavaScript 的隱式類型轉(zhuǎn)換機制;而這部分也往往是令人迷惑的地方。

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JavaScript 運算符規(guī)則與隱式類型轉(zhuǎn)換詳解 從屬于筆者的現(xiàn)代 JavaScript 開發(fā)：語法基礎(chǔ)與工程實踐系列文章，主要探討 JavaScript 中令人迷惑的加減乘除與比較等常見運算中的規(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)學習與實踐資料索引。

在 JavaScript 中，當我們進行比較操作或者加減乘除四則運算操作時，常常會觸發(fā) JavaScript 的隱式類型轉(zhuǎn)換機制;而這部分也往往是令人迷惑的地方。譬如瀏覽器中的 console.log 操作常常會將任何值都轉(zhuǎn)化為字符串然后展示，而數(shù)學運算則會首先將值轉(zhuǎn)化為數(shù)值類型(除了 Date 類型對象)然后進行操作。

我們首先來看幾組典型的 JavaScript 中運算符操作結(jié)果，希望閱讀完本部分之后能夠?qū)γ恳粋€條目都能進行合理解釋：

  1. // 比較 
  2. [] == ![] // true 
  3. NaN !== NaN // true 
  4.  
  5. 1 == true // true 
  6. 2 == true // false 
  7. "2" == true // flase 
  8.  
  9. null > 0 // false 
  10. null < 0 // false 
  11. null == 0 // false 
  12. null >= 0 // true 
  13.  
  14. // 加法 
  15. true + 1 // 1 
  16. undefined + 1 // NaN 
  17.  
  18. let obj = {}; 
  19.  
  20. {} + 1 // 1，這里的 {} 被當成了代碼塊 
  21. { 1 + 1 } + 1 // 1 
  22.  
  23. obj + 1 // [object Object]1 
  24. {} + {} // Chrome 上顯示 "[object Object][object Object]"，F(xiàn)irefox 顯示 NaN 
  25.  
  26. [] + {} // [object Object] 
  27. [] + a // [object Object] 
  28. + [] // 等價于 + "" => 0 
  29. {} + [] // 0 
  30. a + [] // [object Object] 
  31.  
  32. [2,3] + [1,2] // '2,31,2' 
  33. [2] + 1 // '21' 
  34. [2] + (-1) // "2-1" 
  35.  
  36. // 減法或其他操作，無法進行字符串連接，因此在錯誤的字符串格式下返回 NaN 
  37. [2] - 1 // 1 
  38. [2,3] - 1 // NaN 
  39. {} - 1 // -1 

原始類型間轉(zhuǎn)換

JavaScript 中我們常說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:

  1. // String 
  2. let value = true; 
  3. console.log(typeof value); // boolean 
  4.  
  5. value = String(value); // now value is a string "true" 
  6. console.log(typeof value); // string 
  7.  
  8. // Number 
  9. let str = "123"; 
  10. console.log(typeof str); // string 
  11.  
  12. let num = Number(str); // becomes a number 123 
  13.  
  14. console.log(typeof num); // number 
  15.  
  16. let age = Number("an arbitrary string instead of a number"); 
  17.  
  18. console.log(age); // NaN, conversion failed 
  19.  
  20. // Boolean 
  21. console.log( Boolean(1) ); // true 
  22. console.log( Boolean(0) ); // false 
  23.  
  24. console.log( Boolean("hello") ); // true 
  25. console.log( Boolean("") ); // false 

最終，我們可以得到如下的 JavaScript 原始類型轉(zhuǎn)換表(包括復合類型向原始類型轉(zhuǎn)換的范例)：

 

ToPrimitive

在比較運算與加法運算中，都會涉及到將運算符兩側(cè)的操作對象轉(zhuǎn)化為原始對象的步驟;而 JavaScript 中這種轉(zhuǎn)化實際上都是由 ToPrimitive 函數(shù)執(zhí)行的。實際上，當某個對象出現(xiàn)在了需要原始類型才能進行操作的上下文時，JavaScript 會自動調(diào)用 ToPrimitive 函數(shù)將對象轉(zhuǎn)化為原始類型;譬如上文介紹的 alert 函數(shù)、數(shù)學運算符、作為對象的鍵都是典型場景，該函數(shù)的簽名如下：

  1. ToPrimitive(input, PreferredType?) 

為了更好地理解其工作原理，我們可以用 JavaScript 進行簡單地實現(xiàn)：

  1. var ToPrimitive = function(obj,preferredType){ 
  2.   var APIs = { 
  3.     typeOf: function(obj){ 
  4.       return Object.prototype.toString.call(obj).slice(8,-1); 
  5.     }, 
  6.     isPrimitive: function(obj){ 
  7.       var _this = this, 
  8.           types = ['Null','Undefined','String','Boolean','Number']; 
  9.       return types.indexOf(_this.typeOf(obj)) !== -1;  
  10.     } 
  11.   }; 
  12.   // 如果 obj 本身已經(jīng)是原始對象，則直接返回 
  13.   if(APIs.isPrimitive(obj)) {return obj;} 
  14.    
  15.   // 對于 Date 類型，會優(yōu)先使用其 toString 方法；否則優(yōu)先使用 valueOf 方法 
  16.   preferredType = (preferredType === 'String' || APIs.typeOf(obj) === 'Date' ) ? 'String' : 'Number'; 
  17.   if(preferredType==='Number'){ 
  18.     if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()}; 
  19.     if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()}; 
  20.   }else{ 
  21.     if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()}; 
  22.     if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()}; 
  23.   } 
  24.   throw new TypeError('TypeError'); 
  25. } 

我們可以簡單覆寫某個對象的 valueOf 方法，即可以發(fā)現(xiàn)其運算結(jié)果發(fā)生了變化：

  1. let obj = { 
  2.     valueOf:() => { 
  3.         return 0; 
  4.     } 
  5. } 
  6.  
  7. obj + 1 // 1 

如果我們強制將某個對象的 valueOf 與 toString 方法都覆寫為返回值為對象的方法，則會直接拋出異常。

  1. obj = { 
  2.         valueOf: function () { 
  3.             console.log("valueOf"); 
  4.             return {}; // not a primitive 
  5.         }, 
  6.         toString: function () { 
  7.             console.log("toString"); 
  8.             return {}; // not a primitive 
  9.         } 
  10.     } 
  11.  
  12. obj + 1 
  13. // error 
  14. Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value 
  15.     at <anonymous>:1:5 

值得一提的是對于數(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 會優(yōu)先調(diào)用對象的 [Symbol.toPrimitive] 方法來將該對象轉(zhuǎn)化為原始類型，那么方法的調(diào)用順序就變?yōu)榱耍?/p>

  • 當 obj[Symbol.toPrimitive](preferredType) 方法存在時，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 或者默認值，則依次嘗試 obj.valueOf() 與 obj.toString()。

而 [Symbol.toPrimitive] 方法的簽名為：

  1. obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) { 
  2.   // return a primitive value 
  3.   // hint = one of "string", "number", "default" 
  4. } 

我們同樣可以通過覆寫該方法來修改對象的運算表現(xiàn)：

  1. user = { 
  2.   name: "John", 
  3.   money: 1000, 
  4.  
  5.   [Symbol.toPrimitive](hint) { 
  6.     console.log(`hint: ${hint}`); 
  7.     return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money; 
  8.   } 
  9. }; 
  10.  
  11. // conversions demo: 
  12. console.log(user); // hint: string -> {name: "John"} 
  13. console.log(+user); // hint: number -> 1000 
  14. console.log(user + 500); // hint: default -> 1500 

比較運算

JavaScript 為我們提供了嚴格比較與類型轉(zhuǎn)換比較兩種模式，嚴格比較(===)只會在操作符兩側(cè)的操作對象類型一致，并且內(nèi)容一致時才會返回為 true，否則返回 false。而更為廣泛使用的 == 操作符則會首先將操作對象轉(zhuǎn)化為相同類型，再進行比較。對于 <= 等運算，則會首先轉(zhuǎn)化為原始對象(Primitives)，然后再進行對比。

標準的相等性操作符(== 與 !=)使用了Abstract Equality Comparison Algorithm來比較操作符兩側(cè)的操作對象(x == y)，該算法流程要點提取如下：

  • 如果 x 或 y 中有一個為 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 類型再進行比較;
  • 如果 x，y 中有一個為 Object，則首先使用 ToPrimitive 函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為原始類型，再進行比較。

我們再來回顧下文首提出的 [] == ![] 這個比較運算，首先 [] 為對象，則調(diào)用 ToPrimitive 函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為字符串 "";對于右側(cè)的 ![]，首先會進行顯式類型轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)化為 false。然后在比較運算中，會將運算符兩側(cè)的運算對象都轉(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。

加法運算

對于加法運算而言，JavaScript 首先會將操作符兩側(cè)的對象轉(zhuǎn)換為 Primitive 類型;然后當適當?shù)碾[式類型轉(zhuǎn)換能得出有意義的值的前提下，JavaScript 會先進行隱式類型轉(zhuǎn)換，再進行運算。譬如 value1 + value2 這個表達式，首先會調(diào)用 ToPrimitive 函數(shù)將兩個操作數(shù)轉(zhuǎn)化為原始類型：

  1. prim1 := ToPrimitive(value1)  
  2. prim2 := ToPrimitive(value2) 

這里將會優(yōu)先調(diào)用除了 Date 類型之外對象的 valueOf 方法，而因為數(shù)組的 valueOf 方法的返回值仍為數(shù)組類型，則會返回其字符串表示。而經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后的 prim1 與 prim2 中的任一個為字符串，則會優(yōu)先進行字符串連接;否則進行加法計算。

【本文是51CTO專欄作者“張梓雄 ”的原創(chuàng)文章，如需轉(zhuǎn)載請通過51CTO與作者聯(lián)系】

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責任編輯：武曉燕 來源： 51CTO專欄
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JavaScript代碼運算符

2020-12-10 08:11:52

typeof instanceofJS

2023-04-03 10:04:36

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