【基础系列】javascript数据类型（原始类型）

开辟了一个关于javascript的基础系列，更加深入、细致的了解这门语言。今天分享的是js的数据类型。

javascript的数据类型可以分为两类：原始类型（基础数据类型）和对象类型（引用数据类型）
原始类型包括：数字、字符串、布尔值、以及特殊的undefined和null
除了以上的数据类型，其他就都是对象类型了
具有代表性的对象类型有：对象（object）、数组（array）、函数（function）

本次我们着重介绍原始数据类型

两个小注意点：
1.js语言是弱类型语言（并不是没有数据类型）
2.在js语言中所声明的变量是没有数据类型的，因此可以被赋予任何类型的值

原始类型（基础数据类型）

数字

和其他变成语言不同，js不区分正整数值和浮点数值，js中所有数字都是用浮点数值表示的。

数字的算术运算符方法有+，-，*，/，%（加，减，乘，除，余）。
除此之外，js还支持更复杂的算术运算，这些复杂运算通过作为Math对象的属性定义和常量来实现：

// 2的53次幂
Math.pow(2, 53)
// 0.6的四舍五入值
Math.round(0.6)
// 向上取整
Math.ceil(0.6)
// 向下取整
Math.floor(0.6)
// 取绝对值
Math.abs(-5)
// 求出x,y,z的最大值
Math.max(x, y, z)
// 求出x,y,z的最小值
Math.min(x, y, z)
// 生成一下大于等于0小于1的随机数
Math.random()
// 圆周率
Math.PI
// e自然对数的底数
Math.E
// 3的开平方根
Math.sqrt(3)
// 3的开立方根
Math.pow(3, 1/3)
// 三角函数
Math.sin(0)
// 求10的自然对数
Math.log(10)
// 以10为底数的100的对数
Math.log(100)/Math.LN10
// 以2为底数的512的对数
Math.log(512)/Math.LN2
// e的3次方幂
Math.exp(3)

js的数字表示范围是有限制的（能否表示的限制、能否满足精度到个位的限制以及能否作为数组索引的限制）
具体的情况如下图：

（图片来自网络，侵删）

因此javascript在进行数学运算时，会出现溢出和下溢两种情况，
溢出的情况为：
当运算结果超出了js语言所能表示的上线（即图中1.8e308—正无穷的区域），结果会返回Infinity（表示无穷大）
同样的，当计算的负数的值超过了能表示的负数范围（即图中-1.8e308—负无穷的区域），结果会返回-Infinity（表示负无穷大）

下溢的情况为：
当运算的结果无限接近于0，并比js能表示的最小值还小的情况（即图中0—5e-324的区域）。这样结果会返回0。
同样的，当一个负数发生下溢（即图中0—-5e-324的区域），这时结果会返回一个-0。

上文，我们介绍数字中预定义的全局变量Infinity，此外还有一个预定义的全局变量NaN（表示非数字，not-a-number，当运算的结果并不是一个数字值的时候，会返回NaN）

在js中，NaN有特殊的一点，就是它和任何值都不相等（包括自身）,因此想要判断一个值是否为NaN，可以使用x != x判断

var x = 1 - 'a'
x != x //true

除此之外，我们还可以调用全局预定好的函数isNaN

// 当传入的参数只要不是一个数字，就返回true
isNaN(5 - 'a') // true
isNaN('1') // true
isNaN('a') // true
isNaN({a: 2}) // true
isNaN(1) //false
isNaN(Infinity) //false

另外，全局还有一个预定好的函数isFinite

// 当传入的参数只要不是NaN, Infinity, -Infinity就返回true
isFinite(5 - 'a')  // false
isFinite('1')  // false
isFinite('a')  // false
isFinite({a: 2})  // false
isFinite(1)  // true
isFinite(Infinity) //false

数学中实数有无限多个，而在javascript语言中能通过浮点数的形式只能表现其中的有限个，因此在js中使用实数的时候，我们往往都是使用的一个近似值。
javscript所采用的浮点数表示发，是一种二进制表示法，因此我们可以精确的表示1/2、1/8、1/1024。但是在数学中，我们常用的都是十进制分数1/10。所以js中并不能精确的表示像0.1这样简单的数字。

var x = 0.3-0.2
var y = 0.2-0.1
x == y // false

因此要避免在js中用浮点数进行计算（尽量使用整数）

文本

javascript中的字符串采用的是UTF-16编码的Unicode字符集，字符串的长度是其含有16位值的个数，如下：

var a = 'z'
var b = '?' // 注意，这个字不是“吉祥”的吉
a.length // => 1: a包含的一个16位值 \u007A
b.length // => 2: b包含两个16位值 \uD842\uDFB7

在js语言中，字符串是由单引号或双引号括起来的字符序列，定义的由单引号定界的字符串中可以包含双引号，同样，定义的由双引号定界的字符串中也可以包含单引号。

字符串可以拆分为数行，每行必须以\结束，如果希望在字符串中再起一行可以使用转义字符\n

全部的转义字符如下：

测试输出结果如下：

但是，在ES6中，新增了模板字符串，模板字符串是用反勾号`将字符括起
在模板字符串中换行就简单很多：

`
hello
world
`
// 等价于
'hello\nworld'

除此之外，模板字符串还支持元素注入

var str = 'world'
`hello ${world}`
// 等价于
'hello ' + str 

除了字符串的length属性之外，字符串还有很多可以调用的方法

var str = 'Hello, World'
str.charAt(0)    // H, 返回第一个位置的字符
str.charAt(s.length - 1)    // t, 返回最后一个位置的字符
str.substring(1,4)    // ell, 返回位置2-4的字符
str.slice(1,4)    // ell, 同上
str.slice(-3)    // rld, 返回最后三个字符
str.indexOf('l')    // 2, 返回首次出现l的位置
str.lastIndexOf('l')    // 10，返回最后一次出现l的位置
str.split(", ")    // ['Hello', 'World'], 分割为数组
str.replace('H', 'h')    // 'hello, World', 将h替换为H
str.toUpperCase()    // 'HELLLO, WORLD', 将字符串所有字母变为大写
str.toLowerCase()    // 'hello, world', 将字符串所有字母变为小写

// es6新增方法
let s = 'Hello world!';

s.startsWith('Hello') // true
s.endsWith('!') // true
s.includes('o') // true

// includes()：返回布尔值，表示是否找到了参数字符串。
// startsWith()：返回布尔值，表示参数字符串是否在原字符串的头部。
// endsWith()：返回布尔值，表示参数字符串是否在原字符串的尾部。

'x'.repeat(3) // "xxx"
'hello'.repeat(2) // "hellohello"
'na'.repeat(0) // ""

// repeat方法返回一个新字符串，表示将原字符串重复n次

需要注意的是，对于字符串的任何方法都会返回一个新的字符串，而不会在原字符串上修改。

布尔值

javascript中布尔值有两个true和false

null&undefined

null和undefined都表示”值的空缺“，但事从背后更深远的角度考虑，他们的还是有差别的。
对null进行typeof检测，返回值是object
对undefined进行typeof检测，返回值是undefined
undefined表示，对这个值还未定义，还没有进行初始化。比如，当我们声明一个变量，但是却未赋值，此时会返回undefined，当我们获取一个对象未定义的属性，此时会返回undefined，当我们调用一个函数，却未传参，参数会返回undefined。
null表示，没有对象，此处没有值，此处不应该有值。比如，原型链的重点就是null。

后面会从栈和堆的角度进行另一番解释。

我们可以这么理解，undefined是系统级的、出乎意料的、类似错误的空缺。而null是程序级的、正常的、在意料之中的值的空缺。在某些场景下，比如想赋值给一个变量，想表示变量为空，或作为参数传入一个函数，这是，最佳的选择是null。

包装对象

了解包装对象之前，我们首先思考这么一个问题。

var a = 'test'
a.length    //4

我们知道上面代码中的a是一个字符串，字符串不是一个对象，不能进行.关键字的操作。但是，为什么我们可以得到a.length呢？

因为只要存在包装对象的概念，在上述代码执行的过程中，js会将字符串通过new String的方式生成一个包装对象，这个对象继承了String的方法，因为可以通过.的方式访问到。一旦属性的引用结束，这个包装对象就会被销毁（其实在js语言内部的实现上不一定创建或销毁这个对象，但是整个过程在执行层面看起来是这样的，我们也可以这么进行理解）

原始类型和引用类型的变与不变关系

想要深入理解原始类型和引用类型的变与不变，相等比较等问题的时候，我们需要借助栈和堆的思想来理解，我们可以这么思考：

（图片来自网络，侵删）

这张图阐述了原始类型和引用类型的关系：
原始类型保存在栈内存中，原始类型（包括字符串、数字、布尔型、undefined）是保存在栈内存中，是不可以修改的（我们所看到的修改，其实都是删除后重新赋值），当复制一个原始类型的时候，其实就是在内存中复制这么值。其中，undefined代表的就是未被赋值的一个栈内存的区域。

引用类型保存在堆内存中，但是在栈内存中存了一个引用类型的地址，栈内存中的地址有一个指针指向堆内存的引用类型。这个引用类型是可以进行修改的，比如我们可以向数组中push一个新值。如果我们只是简单的复制一个引用类型（浅拷贝），那么其实复制的是这个在栈内存中的地址，复制后的值发生修改，那么之前被复制的值也同样会被修改，因此在复制引用类型的时候，最好要进行深拷贝。其中，null很特殊，表示的是在栈内存中，有一个指针指向堆内存中的引用类型，一旦这个指针掉了，就是null。

类型转换

jacascript中的类型转换非常常见，也是javascript语言中非常重要的一点。
首先我们来看一下类型转化表：

任意JavaScript的值都可以转换为布尔值，只有undefine、null、0、NaN、""会被转换为false，其他所有值都会被转换成true。

当字符串转化为数字数字时，那些数字表示的字符串可以转化为数字，也允许在开始和结尾处有空格，但是其他含有非空非数字字符都不会完成到数字的转化，他们会转化为NaN。

原始值到对象的转换也非常简单，原始值通过调用构造函数，转化为包装对象。

null和undefined除外，他们太特殊了，他们不会到对象进行正常的转化。

其他类型的原始值会按照上表的方式进行转换。

下面我们介绍一下，由对象转化为原始值的过程：

JavaScript中对象到字符串的转换经过如下步骤：
1.如果对象具有toString(),则调用这个方法，如果该方法返回一个原始值，则最后转换成字符串。
2.如果对象没有toString()方法，或者这个方法并不返回一个原始值，那么JavaScript会调用valueOf()方法，如果返回的是原始值，最后就转换为字符串。

如果JavaScript无法从toString()和valueOf()中获得一个原始值，就会抛出类型错误的异常。

对象到数字的转换过程中：
JavaScript优先调用valueof()方法，再调用toString()。

我们可以知道，利用!，+，==进行隐式类型转换
在这里，我们有必要了解==的类型转换机制，如下：

1.如果两个操作数的类型相同，则和上文所述的严格相等的比较规则一样。如果严格相等，那么比较结果为相等。如果它们不严格相等，则比较结果为不相等。

2.如果两个操作数类型不同，“==”相等操作符也可能会认为它们相等。检测相等将会遵守如下规则和类型转换：

• 如果一个值是null，另一个是undefined，则它们相等。
• 如果一个值是数字，另一个是字符串，先将字符串转换为数字，然后使用转换后的值行比较。
• 如果其中一个值是true，则将其转换为1再进行比较。如果其中一个值是false，则将其转换为0再进行比较。
• 如果一个值是对象，另一个值是数字或字符串，则使用上面讲到的规则先将对象（先调用valueof()方法，再调用toString()）转化为原始值，再进行下一步的比较。

说完了，隐式的类型转换，我们再看一下js语言提供的显式类型转换：
首先就是最简单的Boolean()，Number()，String()和Object()，此外我们知道的toString()方法和String()返回的结果是一样的。

Number('3')    // => 3
String({})    // => '[object Object]'
String([])    // => ''
Boolean([])    // => true
Boolean('0')    // => true
Boolean(0)    // => false
Object(3)    // => new Number(3)

其次就是我们知道的一些全局函数：toFixed，toExponential，toPrecision，parseInt，parseFloat

var n = 123.45
n.toFixed(0)    // => '123'
n.toFixed(2)    // => '123.45'
// 根据指定小数点后的位数，返回字符串
n.toExponential(1) // => '1.2e+5'
// 将数字进行科学计数法，传入参数为小数点后数字个数，返回一个字符串
n.toPrecision(4)  // => '123.4'
// 传入参数为保留数字的个数，返回一个字符串

类型检测

首先介绍一下typeof

typeof运算符返回的不是该变量的类型，而是该变量持有值的类型。在js中直接访问一个未声明的变量，会抛出异常，但是在typeof a中，不会抛出异常，并且返回undefined。这样就能通过判断是否存在该变量而安全使用该变量。typeof运算符适合于检测原始类型和函数。

typeof undefined  === 'undefined'
typeof true === 'boolean'
typeof 42 === 'number'
typeof 'str' === 'string'
typeof Symbol() === 'symbol'
typeof null === 'object'
typeof function () {} === 'function'

其次介绍一下instanceof

{a: 1} instanceof Object：右操作符是一个函数构造器，其原理是判断左边对象的原型链上是否有右边构造器的prototype属性。不同window或iframe间的对象不能使用instanceof。

[1,2] instanceof Array    // => true
[1,2] instanceof Object    // => true
'3' instanceof String    // => false
new String('3') instanceof String    // => true    
new String('3') instanceof Object    // => true

因此我们看出instanceof的问题，他对于原始数据类型根本无法检测，对引用数据类型也不能很清楚的判定类别。而且，一旦修改了原型链环节上的prototype，检测就无法使用。

然后我们再来看一下constructor

我们首先明确一下这个概念：

Object.prototype.constructor === Object    // => true
String.prototype.constructor === String    // => true

构造函数的prototype中的constructor属性指向的是这个构造函数本身，因此我们可以利用这个特点。

'1'.constructor === String    // => true
(1).constructor === Number    // => true
[1,2,3].constructor === Array    // => true

除了undefined和null，其他类型的变量均能使用constructor判断出类型。
但是constructor可以被靠前的原型链覆盖。

var a = [1,2,3]
a.constructor = Object
a.constructor === Array    // => false

所以这个也不是很靠谱

最后我们来看一下Object.prototype.toString.call
这个方法百试百灵，是目前公认的最靠谱检测数据类型的方法

var toString = Object.prototype.toString;
console.log(toString.call(new Date) === '[object Date]')    //true
console.log(toString.call(new String) ==='[object String]')    //true
console.log(toString.call(new Function) ==='[object Function]')    //true
console.log(toString.call(Type) ==='[object Function]')    //true
console.log(toString.call('str') ==='[object String]')    //true
console.log(toString.call(Math) === '[object Math]')    //true
console.log(toString.call(true) ==='[object Boolean]')    //true
console.log(toString.call(/^[a-zA-Z]{5,20}$/) ==='[object RegExp]')    //true
console.log(toString.call({name:'wenzi', age:25}) ==='[object Object]')    //true
console.log(toString.call([1, 2, 3, 4]) ==='[object Array]')    //true
console.log(toString.call(undefined) === '[object Undefined]')    //true
console.log(toString.call(null) === '[object Null]')    //true

建议使用这个方法！

最后，最近一段时间我的博客会保持长时间更新，针对文章有什么问题，大家可以在下方留言，感谢！