JavaScript 类型转换

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首先从一系列让 JavaScript 初学者抓狂的运算说起。
1 + {}
{} + 1
[] + {}
{} + []
[] + []
{} + {}
能全部答对上面的运算结果,不必浪费时间继续阅读本文了。如果对某一些的结果还不确定,请慢慢往下看。
上面列的所有运算,需要理清以下两点:

+ 和 {} 的解析规则;

JavaScript 是如何进行类型转换的;

+ 和 {} 的解析规则

+ 符号

数字的加法运算,二元运算符
字符串的连接运算,二元运算符
正号,一元运算符,强制转换其他类型的运算元为数字类型

{}符号

对象的字面量
区块语句

加法运算规则
首先,我们来了解,+ 符号作为加号二元运算符的运算规则

使用 ToPrimitive 转换左右运算元为原始数据类型值;
在第 1 步转换后,如果有运算元出现原始数据类型为“字符串”类型时,则另一运算元强制转换为字符串,然后做字符串连接运算;
其他情况时,所有运算元都转换为原始数据类型为“数字”类型,然后做数字相加运算;

ToPrimitive 运算

从上图总结 ToPrimitive 运算的语法说明:
ToPrimitive(input, PreferredType?)
input 代表代入的值,而 PreferredType 可以是数字 (Number) 或字符串 (String) 其中一种,这会代表“优先的”、“首选的”的要进行转换到哪一种原始类型,转换的步骤会依这里的值而有所不同。但如果没有提供这个值也就是预设情况,则会设置转换的 hint 值为 default。这个首选的转换原始类型的指示(hint 值),是在作内部转换时由 JS 视情况自动加上的,一般情况就是预设值。
当 PreferredType 为数字 (Number) 时
转换步骤为:

如果 input 是原始数据类型,则直接返回 input。
否则,如果 input 是个对象时,则调用对象的 valueOf()方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。
否则,如果 input 是个对象时,调用对象的 toString()方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。
否则,抛出 TypeError 错误。

当 PreferredType 为字符串 (String) 时
上面的步骤 2 与 3 对调,转换步骤为:

如果 input 是原始数据类型,则直接返回 input。
否则,如果 input 是个对象时,则调用对象的 toString 方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。
否则,如果 input 是个对象时,调用对象的 valueOf()方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。
否则,抛出 TypeError 错误。

有几点值得注意:

数字是预设的 PreferredType;
在一般情况下,加号运算中的对象要作转型时,都是先调用 valueOf 再调用 toString;

例外:Date 对象、Symbol 对象

Date 对象的预设首选类型是字符串(String);
Symbol 能显示转为字符串 String(Symbol) 和布尔值,不能转为数字;

模拟代码
a + b:
pa = ToPrimitive(a)
pb = ToPrimitive(b)

if(pa is string || pb is string)
return concat(ToString(pa), ToString(pb))
else
return add(ToNumber(pa), ToNumber(pb))

V8 实现源码
// ECMA-262, section 9.1, page 30. Use null/undefined for no hint,
// (1) for number hint, and (2) for string hint.
function ToPrimitive(x, hint) {
if (!IS_SPEC_OBJECT(x)) return x;
if (hint == NO_HINT) hint = (IS_DATE(x)) ? STRING_HINT : NUMBER_HINT;
return (hint == NUMBER_HINT) ? DefaultNumber(x) : DefaultString(x);
}
可以看出,Date 类型的对象预设值为字符串(String)。
DefaultNumber 和 DefaultString 方法
// ECMA-262, section 8.6.2.6, page 28.
function DefaultString(x) {
if (!IS_SYMBOL_WRAPPER(x)) {
if (IS_SYMBOL(x)) throw MakeTypeError(kSymbolToString);
var toString = x.toString;
if (IS_SPEC_FUNCTION(toString)) {
var s = % _CallFunction(x, toString);
if (IsPrimitive(s)) return s;
}

var valueOf = x.valueOf;
if (IS_SPEC_FUNCTION(valueOf)) {
var v = % _CallFunction(x, valueOf);
if (IsPrimitive(v)) return v;
}
}
throw MakeTypeError(kCannotConvertToPrimitive);
}
// ECMA-262, section 8.6.2.6, page 28.
function DefaultNumber(x) {
var valueOf = x.valueOf;
if (IS_SPEC_FUNCTION(valueOf)) {
var v = % _CallFunction(x, valueOf);
if (IS_SYMBOL(v)) throw MakeTypeError(kSymbolToNumber);
if (IS_SIMD_VALUE(x)) throw MakeTypeError(kSimdToNumber);
if (IsPrimitive(v)) return v;
}
var toString = x.toString;
if (IS_SPEC_FUNCTION(toString)) {
var s = % _CallFunction(x, toString);
if (IsPrimitive(s)) return s;
}
throw MakeTypeError(kCannotConvertToPrimitive);
}
至此,我们弄清楚了 ToPrimitive 内部运算规则。
原始数据类型转换规则表
对于原始数据类型直接的转换规则就不一一解释了,可以参看下表:
运算例子解析
1 + {}
解析为数字 1 与空对象 {} 进行加运算,按照上面的规则,空对象 {} 按照 valueOf -> toString 顺序,valueOf 返回对象本身,所以调用 toString 返回 ”[object Object]” 为字符串,根据规则,有一个为字符串,则进行字符串连接运算,数字 1 强制转换为字符串 ”1″,最终结果为 ”1[object Object]”。
{} + 1
这个例子有坑,因为对于浏览器引擎来说,它们会认为以花括号开头{的,是一个 区块语句 的开头,而不是一个对象字面量的语句,所以会认为略过第一个{}。所以这个例子相当于 +1,加号运算会直接变为一元正号运算,对数字 1 强制转换为数字类型,结果为 1。
[] + {}
将 [] 和{}分别调用 ToPrimitive 方法,返回 ”” 和 ”[object Object]”,然后做字符串拼接得到 ”[object Object]”。
{} + []
开始的 {} 被解析为区块语句而略过,相当于 +[],而 [] 转为原始数据类型结果为 ””,强制转换 ”” 为数字类型,结果为 0;
[] + []
将 [] 和{}分别调用 ToPrimitive 方法,返回 ”” 和 ””,然后做字符串拼接得到 ””。
{} + {}
这个例子有争议,对于 Firefox 和 Edge 浏览器来说,他们一以贯之的将第一个 {} 作为区块语句略过,而对于 V8 引擎系列 (Chrome、Node.js 等) 则将第一个 {} 解析为对象字面量。这样导致结果不一致,Firefox 等解析语句为 +{},对空对象 {} 强制转为数字类型,即为 +”[object Object]”,将非空字符串转换为数字类型,结果为 NaN。Chrome 等解析语句为两个空对象做加运算,结果也比较好理解:”[object Object][object Object]”。
复杂一点的例子
[] == ![]
这是一个不严格等于运算,我们来看转换过程。
// 第一步,转换右边,根据上述原始数据类型转换规则表,
// 所有对象强制转 Boolean 类型都是 true,所以 ![] 为 false
ToPrimitive(![]) >> ToPrimitive(!ToBoolean([])) >>
ToPrimitive(!true) >> ToPrimitive(false) >> 0
// 第二步,转换左边
ToPrimitive([]) >> “”
// 第三步,判断
“” == 0 >> ToNumber(“”) == 0 >> 0 == 0 >> return true
++[[]][+[]] + [+[]]
进一步,来看这个例子。很明显,根据运算符优先级,这个表达式可以用 + 分隔为左右两个部分 ++[[]][+[]]和[+[]]。
先看右边[+[]]

可以看出这是一个数组里面有一个元素 +[],而 +[]即将 [] 强制转换为数字类型,所以等于 +””,结果为 0。综上,右边表达式转换为[0]。
再看左边 ++[[]][+[]]

我们来一步步拆解,根据对右边表达式的转换,这个表达式可以等同看做 ++([[]][0]),++ 后面又可以看做数组去第 1 个元素,表达式转换为 ++[]。但是当我们去浏览器执行 ++[]时,报错了:<font color=red>Uncaught ReferenceError: Invalid left-hand side expression in prefix operation</font>。吓得我赶紧去看 ++ 的语法,原来 ++ 的运算是一种引用运算,即 ++[]应该转换为:
var ref = []
ref = ref + 1
所以 ++[]转换的正确姿势为[] + 1。
加法运算
左右进行相加得到:[] + 1 + [0]。根据 ToPrimitive 运算规则,[] + 1 + [0] === “” + 1 + [0] === “1” + [0] === “10”。

正文完
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