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JavaScript 类型转换

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摘要:这样导致结果不一致,等解析语句为,对空对象强制转为数字类型,即为,将非空字符串转换为数字类型,结果为。综上,右边表达式转换为。

首先从一系列让JavaScript初学者抓狂的运算说起。

1 + {}
{} + 1
[] + {}
{} + []
[] + []
{} + {}

能全部答对上面的运算结果,不必浪费时间继续阅读本文了。
如果对某一些的结果还不确定,请慢慢往下看。

上面列的所有运算,需要理清以下两点:

+{}的解析规则;

JavaScript是如何进行类型转换的;

+{}的解析规则 +符号

数字的加法运算,二元运算符

字符串的连接运算,二元运算符

正号,一元运算符,强制转换其他类型的运算元为数字类型

{}符号

对象的字面量

区块语句

加法运算规则

首先,我们来了解,+符号作为加号二元运算符的运算规则

使用ToPrimitive转换左右运算元为原始数据类型值;

在第1步转换后,如果有运算元出现原始数据类型为“字符串”类型时,则另一运算元强制转换为字符串,然后做字符串连接运算;

其他情况时,所有运算元都转换为原始数据类型为“数字”类型,然后做数字相加运算;

ToPrimitive运算

从上图总结ToPrimitive运算的语法说明:

ToPrimitive(input, PreferredType?)

input代表代入的值,而PreferredType可以是数字(Number)或字符串(String)其中一种,这会代表“优先的”、“首选的”的要进行转换到哪一种原始类型,转换的步骤会依这里的值而有所不同。
但如果没有提供这个值也就是预设情况,则会设置转换的hint值为default。这个首选的转换原始类型的指示(hint值),是在作内部转换时由JS视情况自动加上的,一般情况就是预设值。

PreferredType为数字(Number)时

转换步骤为:

如果input是原始数据类型,则直接返回input

否则,如果input是个对象时,则调用对象的valueOf()方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

否则,如果input是个对象时,调用对象的toString()方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

否则,抛出TypeError错误。

PreferredType为字符串(String)时

上面的步骤2与3对调,转换步骤为:

如果input是原始数据类型,则直接返回input

否则,如果input是个对象时,则调用对象的toString方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

否则,如果input是个对象时,调用对象的valueOf()方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

否则,抛出TypeError错误。

有几点值得注意:

数字是预设的PreferredType

在一般情况下,加号运算中的对象要作转型时,都是先调用valueOf再调用toString;

例外:Date 对象、Symbol 对象

Date 对象的预设首选类型是字符串(String);

Symbol 能显示转为字符串 String(Symbol) 和布尔值,不能转为数字;

模拟代码
a + b:
    pa = ToPrimitive(a)
    pb = ToPrimitive(b)

    if(pa is string || pb is string)
       return concat(ToString(pa), ToString(pb))
    else
       return add(ToNumber(pa), ToNumber(pb))
V8实现源码
// ECMA-262, section 9.1, page 30. Use null/undefined for no hint,
// (1) for number hint, and (2) for string hint.
function ToPrimitive(x, hint) {
    if (!IS_SPEC_OBJECT(x)) return x;
    if (hint == NO_HINT) hint = (IS_DATE(x)) ? STRING_HINT : NUMBER_HINT;
    return (hint == NUMBER_HINT) ? DefaultNumber(x) : DefaultString(x);
}

可以看出,Date类型的对象预设值为字符串(String)。

DefaultNumberDefaultString方法

// ECMA-262, section 8.6.2.6, page 28.
function DefaultString(x) {
   if (!IS_SYMBOL_WRAPPER(x)) {
       if (IS_SYMBOL(x)) throw MakeTypeError(kSymbolToString);
       var toString = x.toString;
       if (IS_SPEC_FUNCTION(toString)) {
           var s = % _CallFunction(x, toString);
           if (IsPrimitive(s)) return s;
       }

       var valueOf = x.valueOf;
       if (IS_SPEC_FUNCTION(valueOf)) {
           var v = % _CallFunction(x, valueOf);
           if (IsPrimitive(v)) return v;
       }
   }
   throw MakeTypeError(kCannotConvertToPrimitive);
}
// ECMA-262, section 8.6.2.6, page 28.
function DefaultNumber(x) {
    var valueOf = x.valueOf;
    if (IS_SPEC_FUNCTION(valueOf)) {
        var v = % _CallFunction(x, valueOf);
        if (IS_SYMBOL(v)) throw MakeTypeError(kSymbolToNumber);
        if (IS_SIMD_VALUE(x)) throw MakeTypeError(kSimdToNumber);
        if (IsPrimitive(v)) return v;
    }
    var toString = x.toString;
    if (IS_SPEC_FUNCTION(toString)) {
        var s = % _CallFunction(x, toString);
        if (IsPrimitive(s)) return s;
    }
    throw MakeTypeError(kCannotConvertToPrimitive);
}

至此,我们弄清楚了ToPrimitive内部运算规则。

原始数据类型转换规则表

对于原始数据类型直接的转换规则就不一一解释了,可以参看下表:

运算例子解析 1 + {}

解析为数字1与空对象{}进行加运算,按照上面的规则,空对象{}按照valueOf -> toString顺序,valueOf返回对象本身,所以调用toString返回"[object Object]"为字符串,根据规则,有一个为字符串,则进行字符串连接运算,数字1强制转换为字符串"1",最终结果为"1[object Object]"

{} + 1

这个例子有坑,因为对于浏览器引擎来说,它们会认为以花括号开头{的,是一个 区块语句 的开头,而不是一个对象字面量的语句,所以会认为略过第一个{}。所以这个例子相当于+1,加号运算会直接变为一元正号运算,对数字1强制转换为数字类型,结果为1

[] + {}

[]{}分别调用ToPrimitive方法,返回"""[object Object]",然后做字符串拼接得到"[object Object]"

{} + []

开始的{}被解析为区块语句而略过,相当于+[],而[]转为原始数据类型结果为"",强制转换""为数字类型,结果为0

[] + []

[]{}分别调用ToPrimitive方法,返回"""",然后做字符串拼接得到""

{} + {}

这个例子有争议,对于FirefoxEdge浏览器来说,他们一以贯之的将第一个{}作为区块语句略过,而对于V8引擎系列(ChromeNode.js等)则将第一个{}解析为对象字面量。
这样导致结果不一致,Firefox等解析语句为+{},对空对象{}强制转为数字类型,即为+"[object Object]",将非空字符串转换为数字类型,结果为NaN
Chrome等解析语句为两个空对象做加运算,结果也比较好理解:"[object Object][object Object]"

复杂一点的例子 [] == ![]

这是一个不严格等于运算,我们来看转换过程。

// 第一步,转换右边,根据上述原始数据类型转换规则表,
// 所有对象强制转 Boolean 类型都是 true,所以 ![] 为 false
ToPrimitive(![]) >> ToPrimitive(!ToBoolean([])) >>
ToPrimitive(!true) >> ToPrimitive(false) >> 0
// 第二步,转换左边
ToPrimitive([]) >> ""
// 第三步,判断
"" == 0 >> ToNumber("") == 0 >> 0 == 0 >> return true
++[[]][+[]] + [+[]]

进一步,来看这个例子。
很明显,根据运算符优先级,这个表达式可以用+分隔为左右两个部分++[[]][+[]][+[]]

先看右边[+[]]

可以看出这是一个数组里面有一个元素+[],而+[]即将[]强制转换为数字类型,所以等于+"",结果为0
综上,右边表达式转换为[0]

再看左边++[[]][+[]]

我们来一步步拆解, 根据对右边表达式的转换,这个表达式可以等同看做++([[]][0])++后面又可以看做数组去第1个元素,表达式转换为++[]
但是当我们去浏览器执行++[]时,报错了:Uncaught ReferenceError: Invalid left-hand side expression in prefix operation
吓得我赶紧去看++的语法,原来++的运算是一种引用运算,即++[]应该转换为:

var ref = []
ref = ref + 1

所以++[]转换的正确姿势为[] + 1

加法运算

左右进行相加得到:[] + 1 + [0]
根据ToPrimitive运算规则,[] + 1 + [0] === "" + 1 + [0] === "1" + [0] === "10"

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