JavaScript系列文章:自动类型转换

我们都知道,JavaScript是类型松散型语言,在声明一个变量时,我们是无法明确声明其类型的,变量的类型是根据其实际值来决定的,而且在运行期间,我们可以随时改变这个变量的值和类型,另外,变量在运行期间参与运算时,在不同的运算环境中,也会进行相应的自动类型转换。

自动类型转换一般是根运行环境操作符联系在一起的,是一种隐式转换,看似难以捉摸,其实是有一定规律性的,大体可以划分为:转换为字符串类型转换为布尔类型转换为数字类型。今天我们就介绍一下这几种转换机制。

1. 转换为字符串类型(to string)

加号“+”作为二元操作符(binary)并且其中一个操作数为字符串类型时,另一个操作数将会被无条件转为字符串类型:

// 基础类型

var foo = 3 + '';            // "3"

var foo = true + '';         // "true"

var foo = undefined + '';    // "undefined"

var foo = null + '';         // "null"

// 复合类型 var foo = [1, 2, 3] + ''; // "1,2,3" var foo = {} + ''; // "[object Object]" // 重写valueOf()和toString() var o = { valueOf: function() { return 3; }, toString: function() { return 5; } }; foo = o + ''; // "3" o = { toString: function() { return 5; } }; foo = o + ''; // "5"

从上面代码中可以看到,对于基础类型,会直接转为与字面量相一致的字符串类型,而对于复合类型,会先试图调用对象的valueOf()方法,如果此方法返回值是引用类型,则接着再调用其toString()方法,最后将返回值转为字符串类型。上面我们定义了一个对象,包含valueOf()和toString()方法,然后和一个空字符串进行运算,可以看得出来,它是调用了valueOf()方法,然后我们重写此对象,将valueOf()移除,也就是不重写object的valueOf()方法,从最后的结果来看,它最终是调用了toString()方法,然后将返回的数字类型5与空字符串进行运算,最终得到一个字符串类型的值。

2. 转为布尔类型(to boolean)

a. 数字转为布尔类型(from number)

当数字在逻辑环境中执行时,会自动转为布尔类型。0和NaN会自动转为false,其余数字都被认为是true,代码如下:

// 0和NaN为false,其余均为true

if (0) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

if (-0) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

if (NaN) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

// 其余数字均为true

if (-3) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}


if (3) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

从上面的代码中可以看出,非0负值也会被认为是true,这一点需要注意。

b. 字符串转为布尔类型(from string)

和数字类似,当字符串在逻辑环境中执行时,也会被转为布尔类型。空字符串会被转为false,其它字符串都会转为true,代码如下:

// 空字符串为false

if ('') {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

// 其他字符串均为true

if ('0') {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

if ('false') {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

c. undefined和null转为布尔类型(from undefined and null)

undefined和null在逻辑环境中执行时,都被认为是false,看下面代码:

// undefined和null都为false

if (undefined) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}


if (null) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

d. 对象转为布尔类型(from object)

当对象在逻辑环境中执行时,只要当前引用的对象不为空,都会被认为是true。如果一个对象的引用为null,根据上面的介绍,会被转换为false。虽然使用typeof检测null为"object",但它并不是严格意义上的对象类型,只是一个对象空引用的标识。

另外,我们这里的逻辑环境不包括比较操作符(==),因为它会根据valueOf()和toString()将对象转为其他类型。

现在我们来看一下对象类型的示例:

// 字面量对象
var o = {
    valueOf: function() {
        return false;
    },
    toString: function() {
        return false;
    }
};

if (o) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

// 函数
var fn = function() {
    return false;
};

if (fn) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

// 数组
var ary = [];

if (ary) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

// 正则表达式
var regex = /./;

if (regex) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

可以看到,上面的对象都被认为是true,无论内部如何定义,都不会影响最终的结果。

正是由于对象总被认为是true,使用基础类型的包装类时,要特别小心:

// 以下包装对象都被认为是true

if (new Boolean(false)) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

if (new Number(0)) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

if (new Number(NaN)) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

if (new String('')) {
    console.log('true');    // output: true
} else {
    console.log('false');
}

根据们上面介绍的,它们对应的基础类型都会被转为false,但使用包装类实例的时候,引擎只会判断其引用是否存在,不会判断内部的值,这一点初学者需要多多注意。当然我们也可以不使用new关键字,而是显示的调用其包装类函数,将这些值转为布尔类型:

if (Boolean(false)) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

if (Number(0)) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

if (Number(NaN)) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

if (String('')) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');    // output: false
}

对于Boolean类,有一个特别需要注意的是,当传入一个字符串时,它不会去解析字符串内部的值,而是做个简单地判断,只要不是空字符串,都会被认为是true:

if (Boolean('false')) {
    console.log('true');   // output: true
} else {
    console.log('false');
}

if (Boolean('')) {
    console.log('true');
} else {
    console.log('false');  // output: false
}

上面介绍了这么多,还有几个例子需要提一下,那就是逻辑非、逻辑与和逻辑或操作符,连用两个逻辑非可以把一个值转为布尔类型,而使用逻辑与和逻辑或时,根据上面的规则,参与运算的值会被转换为相对应的布尔类型:

// 下面几个转为false

var isFalse = !!0;            // false

var isFalse = !!NaN;         // false

var isFalse = !!'';           // false

var isFalse = !!undefined;    // false

var isFalse = !!null;         // false

// 下面都转为true

var isTrue = !!3;             // true

var isTrue = !!-3;            // true

var isTrue = !!'0';           // true

var isTrue = !!{};            // true

// 逻辑与

var foo = 0 && 3;             // 0

var foo = -3 && 3;            // 3

// 逻辑或

var foo = 0 || 3;             // 3

var foo = -3 || 3;            // -3

3. 转为数字类型(to number)

操作数在数字环境中参与运算时,会被转为相对应的数字类型值,其中的转换规则如下:

i. 字符串类型转为数字(from string): 空字符串被转为0,非空字符串中,符合数字规则的会被转换为对应的数字,否则视为NaN

ii. 布尔类型转为数字(from boolean): true被转为1,false被转为0

iii. null被转为0,undefined被转为NaN

iv. 对象类型转为数字(from object): valueOf()方法先试图被调用,如果调用返回的结果为基础类型,则再将其转为数字,如果返回结果不是基础类型,则会再试图调用toString()方法,最后试图将返回结果转为数字,如果这个返回结果是基础类型,则会得到一个数字或NaN,如果不是基础类型,则会抛出一个异常

一个其他类型的值被转换为数字,跟其参与运算的操作符有很密切的联系,下面我们就来详细介绍:

加号“+”作为一元操作符(unary)时,引擎会试图将操作数转换为数字类型,如果转型失败,则会返回NaN,代码如下所示:

var foo = +'';            // 0

var foo = +'3';           // 3

var foo = +'3px';         // NaN

var foo = +false;         // 0

var foo = +true;          // 1

var foo = +null;          // 0

var foo = +undefined;     // NaN

上面代码中,对于不符合数字规则的字符串,和直接调用Number()函数效果相同,但和parseInt()有些出入:

var foo = Number('3px');      // NaN

var foo = parseInt('3px');    // 3

可以看出,parseInt对字符串参数比较宽容,只要起始位置符合数字类型标准,就逐个解析,直到遇见非数字字符为止,最后返回已解析的数字部分,转为数字类型。

加号“+”作为二元操作符时,我们上面也提到过,如果一个操作数为字符串,则加号“+”作为字符串连接符,但如果两个操作数都不是字符串类型,则会作为加法操作符,执行加法操作,这个时候,其他数据类型也会被转为数字类型:

var foo = true + 1;          // 2

var foo = true + false;      // 1

var foo = true + null;       // 1

var foo = null + 1;          // 1

var foo = null + undefined;  // NaN

var foo = null + NaN;        // NaN

上面加法运算过程中都出现了类型转换,true转为1,false转为0,null转为0,undefined转为NaN,最后一个例子中,null和NaN运算时,是先转为0,然后参与运算,NaN和任何其他数字类型运算时都会返回NaN,所以最终这个结果还是NaN。

对于undefined转为NaN似乎很好理解,但为什么null会转为0呢?这里也有些历史渊源的,熟悉C的朋友都知道,空指针其实是设计为0值的:

// 空指针的值为0

int *p = NULL;

if (p == 0) {
    printf("NULL is 0");    // output: NULL is 0
}

编程语言的发展是有规律的,语言之间也存在着密切的关联,新的语言总是会沿用老的传统,继而添加一些新的特性。从上面的例子中,我们发现,null被转为0其实很好理解,一点也不奇怪。

另外,我们可别忘了减号“-”操作符,当减号“-”作为一元操作符(unary negation)时,也会将操作数转换为数字,只不过转换的结果与上面相反,合法的数字都被转为负值

除加号“+”以外的其他二元操作符,都会将操作数转为数字,字符串也不例外(如果转型失败,则返回NaN继续参与运算):

var foo = '5' - '2';          // 3

var foo = '5' * '2';          // 10

var foo = '5' / '2';           // 2.5

var foo = '5' % '2';          // 1

var foo = '5' << '1';          // 10

var foo = '5' >> '1';          // 2

var foo = '5' ** '2';          // 25


var foo = '5' * true;          // 5

var foo = '5' * null;          // 0

var foo = '5' * undefined;     // NaN

var foo = '5' * NaN;          // NaN

上面的操作符中,位移和求幂操作符平时用的不多,不过在某些场景下(比如算法中)还是挺实用的。我们都知道,JavaScript中的数字类型都以浮点型存储,这就意味着我们不能想C和Java那样直接求整除结果,而是通过相关的函数进一步处理实现的,如果通过位移可以简化不少,而求幂操作也可以直接通过求幂运算符算出结果,看下面代码:

// 浮点型运算
var foo = 5 / 2;                // 2.5

// 整除操作
var foo = Math.floor(5 / 2);    // 2

// 向右移一位实现整除
var foo = 5 >> 1;              // 2

// 求幂函数
var foo = Math.pow(5, 2);       // 25

// 求幂运算
var foo = 5 ** 2;              // 25

除了上面的操作符之外,递增和递减操作符也会将操作数转为数字,下面以前缀递增操作符为例:

var foo = '';

++foo;    // foo: 1


var foo = '3';

++foo;    // foo: 4


var foo = true;

++foo;    // foo: 2


var foo = null;

++foo;    // foo: 1


var foo = undefined;

++foo;    // foo: NaN


var foo = '3px';

++foo;    // foo: NaN

上面就是基本数据类型在数字环境下的转换规则。对于对象类型,同样有一套转换机制,我们上面也提到了,valueOf()方法和toString()方法会在不同的时机被调用,进而得到相应的返回值,最后根据返回值再进行类型转换,将其转为目标类型。由于篇幅限制,关于自动类型转换的后续内容,博主安排在下一篇中讲解,敬请期待。

 

参考资料:

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators

http://jibbering.com/faq/notes/type-conversion/

http://stackoverflow.com/questions/18808226/why-is-typeof-null-object

posted @ 2016-10-25 08:30 liuhe688 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏