ECMAScript7规范中的ToPrimitive抽象操作

本文将介绍ECMAScript7规范中的ToPrimitive抽象操作。

预备知识

ECMAScript数据类型

ECMAScript数据类型细分为两大类数据类型,一种是语言类型,一种是规范类型

  • 语言类型是可以直接被开发人员使用的数据类型;
  • 规范类型代表meta-values(元值),用在算法中描述ECMAScript语言结构和语言类型的语义。它们主要用于规范的说明,不需要被真正地实现。

ECMAScript语言类型一共有7种:

  • Undefined
  • Null
  • Boolean,布尔类型
  • String,字符串类型
  • Symbol,符号类型
  • Number,数字类型
  • Object,对象类型

原始数据类型是上述UndefinedNullBooleanStringSymbolNumber的统称,也就是非对象数据类型。
下文涉及到的规范类型只有List,也就是列表,类似于数组,用符号« »表示。

@@toPrimitive

Symbol有很多有名的符号,比如@@toPrimitive,也就是Symbol.toPrimitive,这是定义在Symbol对象上的一个属性。

ToPrimitive(input [, PreferredType])

该抽象操作接受一个参数input和一个可选的参数PreferredType。该抽象操作的目的是把参数input转化为非对象数据类型,也就是原始数据类型。如果input可以同时转化为多个原始数据,那么会优先参考PreferredType的值。转化过程参照下表:

参数input的数据类型 结果
Undefined 返回input自身
Null 返回input自身
Boolean 返回input自身
Number 返回input自身
String 返回input自身
Symbol 返回input自身
Object 执行下面的步骤

如果input的数据类型是对象,执行下述步骤:

  1. 如果没有传入PreferredType参数,让hint等于"default"
  2. 如果PreferredTypehint String,让hint等于"string"
  3. 如果PreferredTypehint Number,让hint等于"number"
  4. exoticToPrim等于GetMethod(input, @@toPrimitive),大概语义就是获取参数input@@toPrimitive方法;
  5. 如果exoticToPrim不是Undefined,那么:

    1. result等于Call(exoticToPrim, input, « hint »),大概语义就是执行exoticToPrim(hint)
    2. 如果result是原始数据类型,返回result
    3. 抛出类型错误的异常;
  6. 如果hint"default",让hint等于"number"
  7. 返回OrdinaryToPrimitive(input, hint)抽象操作的结果。

OrdinaryToPrimitive(O, hint)

O的数据类型是对象,hint的数据类型是字符串,并且hint的值要么是"string",要么是"number"。该抽象操作的步骤如下:

  1. 如果hint"string",让methodNames等于« "toString", "valueOf" »
  2. 如果hint"number",让methodNames等于« "valueOf", "toString" »
  3. 按顺序迭代列表methodNames,对于每一个迭代值name

    1. method等于Get(O, name),大概语义就是获取对象Oname值对应的属性;
    2. 如果method可以调用,那么:

      1. method等于Call(method, O),大概语义就是执行method()
      2. 如果result的类型不是对象,返回result
  4. 抛出类型错误的异常。

由上述操作步骤可知:

  • 通过ToPrimitive的步骤6可知,当没有提供可选参数PreferredType的时候,hint会默认为"number"
  • 通过ToPrimitive的步骤4可知,可以通过定义@@toPrimitive方法来覆盖默认行为,比如规范中定义的Date日期对象和Symbol符号对象都在原型上定义了@@toPrimitive方法。

实践

可能有人会问,为什么要讲解规范中的抽象方法,抽象方法我又用不到。其实不然,这个方法在很多地方都会用到,只是你不知道罢了。下面通过讲解几个实例让大家加深对它的理解。

'' + [1, 2, 3]

'' + [1, 2, 3] // "1,2,3"

根据规范中的加法操作,对于操作x + y,会调用ToPrimitive(x)ToPrimitive(y)xy转化为原始数据类型。上面的例子中''本身就是原始数据类型了,所以返回''自身。[1, 2, 3]是对象类型,并且数组没有定义@@toPrimitive属性。因为没有提供PreferredType,所以在ToPrimitive操作的步骤6中,hint变为"number",所以OrdinaryToPrimitive中的methodNames« "valueOf", "toString" »

var a = [1, 2, 3]
a.valueOf() // [1, 2, 3],数组a本身
a.toString() // "1,2,3"

因为valueOf返回的是数组a本身,还是对象类型,所以会继续调用toString方法,返回了字符串"1,2,3",所以

'' + [1, 2, 3] // => '' + '1,2,3' => '1,2,3'

那么,如果我们覆盖数组原型上的valueOf方法,使得该方法返回一个原始数据类型,那么结果会是什么呢?

var a = [1, 2, 3]
a.valueOf = function () {
    console.log('trigger valueOf')
    return 'hello'
}
'' + a //  => '' + 'hello' => 'hello'

覆盖默认的valueOf之后,调用valueOf会返回原始数据类型。根据OrdinaryToPrimitive3.2.2,这个时候就直接返回了,不会再调用toString方法。同时在控制台会log"trigger valueOf",也就是说valueOf确实是调用了。
那么,如果我们覆盖数组默认的toString方法,使得该方法返回对象类型,那么结果会是什么呢?

var a = [1, 2, 3]
a.toString = function () {
    console.log('trigger toString')
    return this
}
'' + a // Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

因为数组原型上的valueOf方法返回对象类型,在上面的例子中,我们把toString覆盖了,使它也返回对象类型,那么就会直接走到OrdinaryToPrimitive的第4步,也就是抛出类型错误的异常,不能把对象转化为原始数据类型。
在上面我们提到过可以通过@@toPrimitive方法来自定义ToPrimitive的行为,比如下面的例子:

var a = [1, 2, 3]
a[Symbol.toPrimitive] = function () {
    return 'custom'
}
'' + a // => '' + 'custom' => 'custom'

相加操作在调用ToPrimitive的时候没有提供PreferredType,接下来讲一个会优先使用hint String作为PreferredType的例子:

var a = [1, 2, 3]
a.valueOf = function () {
    console.log('trigger valueOf')
    return 'hello'
}
a.valueOf() // "hello"
a.toString() // "1,2,3"
var obj = {}
obj[a] = 'hello' // obj是{1,2,3: "hello"}

在把变量作为键值使用的时候,会调用ToPrimitive把键值转化为原始数据类型,并且PreferredType的值是hint String。通过上面的例子也可以看出来,a.valueOfa.toString的结果都是字符串,但是使用了'1,2,3',也就是使用了a.toString的结果。当然,如果我们重新定义toString方法,并且返回对象,那么就会使用valueOf的值了:

var a = [1, 2, 3]
a.valueOf = function () {
    console.log('trigger valueOf')
    return 'hello'
}
a.toString = function () {
    console.log('trigger toString')
    return this
}
var obj = {}
obj[a] = 'hello' // obj是{hello: "hello"}

并且会在控制台先log"trigger toString",后log"trigger valueOf"。当然,如果这两个都返回对象,那么还是会报错:

var a = [1, 2, 3] // 使用原型链上的valueOf方法
a.toString = function () {
    console.log('trigger toString')
    return this
}
var obj = {}
obj[a] = 'hello' // Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

Date

在上面讲ToPrimitive的时候,提到Date对象和Symbol对象在原型上定义了@@toPrimitive方法。在ToPrimitive的第6步的操作中,我们可以看到当没有提供PreferredType的时候,优先调用valueOf方法。Date原型上的@@toPrimitive做的事情非常简单:当没有提供PreferredType的时候,优先调用toString方法。所以对于上面的操作,Date对象的行为是不一样的:

var a = [1, 2, 3]
a.valueOf = function () {
    return 'hello'
}
a.valueOf() // "hello"
a.toString() // "1,2,3"
'' + a // "hello"
var date = new Date()
date.valueOf() // 1536416960724
date.toString() // "Sat Sep 08 2018 22:29:20 GMT+0800 (中国标准时间)"
'' + date // "Sat Sep 08 2018 22:29:20 GMT+0800 (中国标准时间)"

我们可以看到datevalueOf方法和toString方法都返回原始数据类型,但是优先使用了toString方法。

总结

本文主要讲解了ToPrimitive抽象操作,以及一些相关的例子,希望大家能有所收获。如果本文有什么错误或者不严谨的地方,欢迎在评论区留言。

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