掌握 Javascript 类型转换:从规则开始

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Javascript 里的类型转换是一个你永远绕不开的话题,不管你是在面试中还是工作写代码,总会碰到这类问题和各种的坑,所以不学好这个那是不行滴。关于类型转换我也看过不少的书和各种博客、帖子,也查过规范和做过各种测试,这里就谈谈我的总结和理解吧。

首先,为了掌握好类型转换,我们要理解一个重要的抽象操作:ToPrimitive

ToPrimitive

为什么说这是个抽象操作呢?因为这是 Javascript 内部才会使用的操作,我们不会显示调用到。当需要将对象转换为相应的基本类型值时,ToPrimitive 就会调用对象的内部方法 [[DefaultValue]] 来完成。

ToPrimitive 操作接收两个参数,一个是 input 需要转换的值,第二个是可选参数 hint 代表期望的转换类型。并且在调用 [[DefaultValue]] 的时候 hint 会传递过去。

这里我们首先只需要知道 [[DefaultValue]] 会调用 valueOf()toString() 来完成基本类型值的转换。但是请注意:valueOf()toString() 的调用逻辑顺序并不是固定的取决于 hint 参数,这个我们下面会讲到。

基本规则

JavaScript 中的类型转换总是返回基本类型值,如字符串、数字和布尔值,不会返回对象和函数。那么这也对应了三种抽象操作:ToStringToNumberToBoolean,下面就来逐一说明。

ToString

var a = {};
console.log(String(a));
// 显式类型转换,输出为:"[object Object]"

以上代码我们通常称为显示类型转换,这里面就包含 ToString 抽象操作,也就是把非字符串值转换为字符串的操作。

先来看看非对象的基本类型值的 ToString 转换规则:

输入类型 输出结果
Undefined "undefined"
Null "null"
Boolean 输入 true,输出 "true"
输入 false,输出 "false"
Number 输入 NaN,输出 "NaN"
输入 +0-0,输出 "0"
如果输入小于 0 的数字,如:-2,输出将包括负号:"-2"
输入 Infinity,输出 "Infinity"

接着我们重点来看一下输入是对象的转换规则。

这个时候 ToPrimitive 就出场了,并且 hint 参数是 String。还记得 ToPrimitive 内部是调用的[[DefaultValue]]吗,并且这个时候 hint 是 String 。下面来看下这种情况下 ToPrimitive 的调用逻辑:

  1. toPrimitive 调用 [[DefaultValue]] 并传递 hint,然后返回调用结果
  2. [[DefaultValue]] 根据 hint 是 String 执行以下调用顺序:

    • 如果对象存在 toString() 并返回一个基本类型值,即返回这个值
    • 如果 toString() 不存在或返回的不是一个基本类型值,就调用 valueOf()
    • 如果 valueOf() 存在并返回一个基本类型值,即返回这个值
    • 如果 valueOf() 不存在或返回的不是一个基本类型值,则抛出 TypeError 异常

那么这里就可以总结为:对象在类型转换为字符串时, toString() 的调用顺序在 valueOf() 之前,并且这两个方法如果都没有返回一个基本类型值,则抛出异常;如果返回了基本类型值 primValue,则返回 String(primValue)

基本类型值的 ToString 结果参看前面那个表格

我们来测试一下。先看下这节开头的例子:

var a = {};
console.log(String(a));

字面量对象的原型是 Object.prototypeObject.prototype.toString() 返回内部属性 [[Class]] 的值,那么结果就是 [object Object]。OK 没有问题

然后测试一下 ToPrimitive 的调用逻辑。来看下这段代码:

var a = Object.create(null);

上面的意思是创建一个没有原型的对象(没有原型就没有继承的 toString()valueOf() 了)。接下来:

console.log(String(a));
// Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

这里因为没有 toString()valueOf() 所以就抛出 TypeError 异常了。OK,跟前面的总结一致。

下面来测试一下 toString()valueOf() 的调用顺序逻辑,上代码:

a.toString = function() {
  return 'hello';
};

a.valueOf = function() {
  return true;
};

console.log(String(a)); // "hello"

我们加入了 toString()valueOf() ,并且跟前面的总结一致,确实是 toString() 先返回结果。接着做一下变化:

a.toString = function() {
  return {};
};
// 或是直接去掉这个方法,a.toString = undefined;

a.valueOf = function() {
  return true;
};

console.log(String(a)); // "true"

当 toString() 返回的不是一个基本类型值或不存在 toString() 时,返回 valueOf() 的结果,并且遵循基本类型值的 ToString 转换结果。OK,验证没有问题 其他的情况也可以根据前面的总结逻辑自己验证下。

在《Javascript 高级程序设计(第 3 版)》和《你不知道的 Javascript(中卷)》上均未提到类型转换到字符串会与 valueOf() 有关系

ToNumber

首先照例先来看下非对象的基本类型值的 ToNumber 转换规则:

输入类型 输出结果
Undefined NaN
Null 0
Boolean 输入 true,输出 1
输入 false,输出 0
Number 输入 "",输出 0
输入 "Infinity",输出 Infinity
输入有效数字的字符串(包括二、八和十六进制),输出数字的十进制数值
如果输入包含非数字格式的字符串,输出 NaN
字符串转数字上面只说了一些常用的情况,更多细节请看 这里

然后来看看对象 ToNumber 的情况。这里与对象转字符串的情况类似,也会调用 ToPrimitive 来转换(hint 是 Number)。但细节与 ToString 稍有不同,这里直接给出结论:

对象在类型转换为数字时, valueOf() 的调用顺序在 toString() 之前,并且这两个方法如果都没有返回一个基本类型值,则抛出异常;如果返回了基本类型值 primValue,则返回 Number(primValue)

这里验证了 ToPrimitive 里面说到的,[[DefaultValue]] 会根据 hint 参数决定 toString() 和 valueOf() 的调用顺序

接着来用代码说话:

var a = Object.create(null);
console.log(Number(a));
// Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

这里因为没有 toString()valueOf() 所以就抛出 TypeError 异常了。OK,跟前面的总结一致。

我们先加入 valueOf() 方法:

a.valueOf = function() {
  return 123;
}
console.log(Number(a)); // 123

valueOf() 返回了数字 123,所以输出没问题。再修改一下:

a.valueOf = function() {
  return true;
}
console.log(Number(a)); // 1

valueOf() 返回了 true,这也是一个基本类型,然后根据基本类型转换规则 true 转换为 1,也是对的。

再来:

a.valueOf = function() {
  return NaN;
}
console.log(Number(a)); // NaN

NaN 是一个特殊的数值,所以也是基本类型。OK,也是对的。

这里的结果说明了《Javascript 高级程序设计(第 3 版)》关于对象转换为数字的解释是有错误的,书上是这么说的:如果转换的结果是 NaN,则调用对象的 toString() 方法

再来验证一下 toString() 的调用顺序:

a.valueOf = function() {
  return {};
}
a.toString = function() {
  return '123';
}
console.log(Number(a)); // 123

因为 valueOf() 返回了对象非基本类型值,转而执行 toString(),返回的 "123" 根据字符串转换数字的规则就是 123,对于 valueOf() 和 toString() 的执行顺序验证也是 OK 的。

ToBoolean

最后我们来看看转换为布尔值。这个比较简单,一个列表可以全部归纳了:

输入类型 输出结果
Undefined false
Null false
Number 输入 +0,-0,NaN,输出 false
输入其他数字,输出 true
String 输入 length 为 0 的字符串(如:""),输出 false
输入其他字符串,输出 true
Object 输入任何对象类型,输出 true

ToBoolean 转换规则比较简单,只有一个需要注意的地方,那就是封箱操作:

var a = new Boolean(false);
console.log(Boolean(a));
// 输出是 true 不是 false 喔

new Boolean(false) 返回的是对象不是布尔值,所以最好避免进行类似的操作。

总结

以上即是我总结的 JS 类型转换基本规则,当你明显感知类型转换即将发生时可以拿上面的规则去套(也就是我们通常说的显式类型转换,以上转换规则面试时特别有用喔)。

既然规则有了,下一篇准备聊一下隐式类型转换,有了这篇的基础掌握隐式转换会容易很多。

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参考资料

阅读 526更新于 6月13日
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