《图解 Google V8》学习笔记Day82

类型转换：V8是怎么实现1+“2”的？

JavaScript中，“1+‘2’等于多少？” '12'
在Python中使用数字和字符串进行相加操作，那么Python虚拟机会直接返回一个执行错误，错误提示是这样的：

>>> 1+'2'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

什么是类型系统(Type System)？

在这个简单的表达式中，涉及到了两种不同类型的数据的相加。要想理清以上两个问题，我们就需要知道类型的概念，以及JavaScript操作类型的策略。
对机器语言来说，所有的数据都是一堆二进制代码。
而在高级语言中，我们都会为操作的数据赋予指定的类型，类型可以确认一个值或者一组值具有特定的意义和目的。所以，类型是高级语言中的概念。

比如在C/C++中，你需要为要处理的每条数据指定类型，这样定义变量：

int counter = 100 # 赋值整型变量
float miles = 1000.0 # 浮点型
char* name = "John" # 字符串

C/C++编译器负责将这些数据片段转换为供CPU处理的正确命令，通常是二进制的机器代码。
在某些更高级的语言中，还可以根据数据推断出类型，比如在Python或JavaScript中，你就不必为数据指定专门的数据类型，在Python中，你可以这样定义变量：

counter = 100 # 赋值整型变量
miles = 1000.0 # 浮点型
name = "John" # 字符串

在JavaScript中，你可以这样定义变量：

var counter = 100 # 赋值整型变量
let miles = 1000.0 # 浮点型
const name = "John" # 字符串

Python和JavaScript定义方式不同，但是他们都不需要直接指定变量的类型，因为虚拟机会根据数据自动推导出类型。
每种语言都定义了自己的类型，还定义了如何操作这些类型，另外还定义了这些类型应该如何相互作用，我们就把这称为类型系统。关于类型系统，
wiki百科上是这样解释的：
在计算机科学中，类型系统（type system）用于定义如何将编程语言中的数值和表达式归类为许多不同的类型，如何操作这些类型，这些类型如何互相作用。

V8是怎么执行加法操作的？

了解了JavaScript中的类型系统，接下来我们就可以来看看V8是怎么处理1+“2”的了。
V8会严格根据ECMAScript规范来执行操作。ECMAScript是一个语言标准，JavaScript就是ECMAScript的一个实现，比如在ECMAScript就定义了怎么执行加法操作，如下所示：

具体细节你也可以参考规范，我将标准定义的内容翻译如下：
AdditiveExpression : AdditiveExpression + MultiplicativeExpression

1. 把第一个表达式(AdditiveExpression)的值赋值给左引用(lref)。
2. 使用GetValue(lref)获取左引用(lref)的计算结果，并赋值给左值。
3. 使用ReturnIfAbrupt(lval)如果报错就返回错误。
4. 把第二个表达式(MultiplicativeExpression)的值赋值给右引用(rref)。
5. 使用GetValue(rref)获取右引用(rref)的计算结果，并赋值给rval。
6. 使用ReturnIfAbrupt(rval)如果报错就返回错误。7.使用ToPrimitive(lval)获取左值(lval)的计算结果，并将其赋值给左原生值(lprim)。
7. 使用ToPrimitive(rval)获取右值(rval)的计算结果，并将其赋值给右原生值(rprim)。
8. 如果Type(lprim)和Type(rprim)中有一个是String，则：
   a. 把ToString(lprim)的结果赋给左字符串(lstr)；
   b. 把ToString(rprim)的结果赋给右字符串(rstr)；
   c. 返回左字符串(lstr)和右字符串(rstr)拼接的字符串。
9. 把ToNumber(lprim)的结果赋给左数字(lnum)。
10. 把ToNumber(rprim)的结果赋给右数字(rnum)。
11. 返回左数字(lnum)和右数字(rnum)相加的数值。

通俗地理解，V8会提供了一个ToPrimitive方法，其作用是将a和b转换为原生数据类型，其转换流程如下：
先检测该对象中是否存在valueOf方法，如果有并返回了原始类型，那么就使用该值进行强
制类型转换；
如果valueOf没有返回原始类型，那么就使用toString方法的返回值；
如果vauleOf和toString两个方法都不返回基本类型值，便会触发一个TypeError的错误。将对象转换为原声类型的流程图如下：

当V8执行1+"2"时，因为是两个原始值相加，原始值相加，如果其中一项是字符串，那么V8会默认将另外一个值也转换为字符串，相当于执行了下面的操作：
Number(1).toString() + "2"
这里，把数字1偷偷转换为字符串“1”的过程也称为强制类型转换，因为这种转换是隐式的，所以如果我们不熟悉语义，那么就很容易判断错误。
在举个例子：

var Obj = {
    toString() {
        return '200'
    },
    valueOf() {
        return 100
    }
}
Obj+3 // 103

上面我们介绍过了，由于需要先使用ToPrimitive方法将Obj转换为原生类型，而ToPrimitive会优先调用对象中的valueOf方法，由于valueOf返回了100，那么Obj就会被转换为数字100，那么数字100加数字3，那么结果当然是103了。
如果我改造下代码，让valueOf方法和toString方法都返回对象，其改造后的代码如下：

var Obj = {
toString() {
return new Object()
},
valueOf() {
return new Object()
}
}
Obj+3
// VM263:9 Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
// at <anonymous>:9:6

因为ToPrimitive会先调用valueOf方法，发现返回的是一个对象，并不是原生类型，当ToPrimitive继续调用toString方法时，发现toString返回的也是一个对象，都是对象，就无法执行相加运算了，这时候虚拟机就会抛出一个异常。
所以说，在执行加法操作的时候，V8会通过ToPrimitive方法将对象类型转换为原生类型，最后就是两个原生类型相加，如果其中一个值的类型是字符串时，则另一个值也需要强制转换为字符串，然后做字符串的连接运算。在其他情况时，所有的值都会转换为数字类型值，然后做数字的相加。

此文章为5月Day14学习笔记，内容来源于极客时间《图解 Google V8》，日拱一卒，每天进步一点点💪💪