深入理解JavaScript隐式类型转换与运算符优先级

JavaScript运算符规则与隐式类型转换详解

前言

本文主要介绍JavaScript中运算符的执行规则及隐式类型转换机制，供开发者参考学习。

隐式类型转换概述

隐式类型转换

在JavaScript中，执行比较操作或四则运算时，常会触发隐式类型转换机制，这也是开发者容易感到困惑的地方。例如，浏览器控制台输出（console.log）会将任意值转换为字符串后展示；而数学运算则通常先将值转换为数值类型（Date对象除外）再进行计算。

接下来通过几组典型的JavaScript运算符操作结果，帮助读者理解并合理解释每种情况。


// 比较
[] == ![] // true
NaN !== NaN // true

1 == true // true
2 == true // false
"2" == true // flase

null > 0 // false
null < 0 // false
null == 0 // false
null >= 0 // true

// 加法
true + 1 // 1
undefined + 1 // NaN

let obj = {};

{} + 1 // 1，这里的 {} 被当成了代码块
{ 1 + 1 } + 1 // 1

obj + 1 // [object Object]1
{} + {} // Chrome 上显示 "[object Object][object Object]"，Firefox 显示 NaN

[] + {} // [object Object]
[] + a // [object Object]
+ [] // 等价于 + "" => 0
{} + [] // 0
a + [] // [object Object]

[2,3] + [1,2] // '2,31,2'
[2] + 1 // '21'
[2] + (-1) // "2-1"

// 减法或其他操作，无法进行字符串连接，因此在错误的字符串格式下返回 NaN
[2] - 1 // 1
[2,3] - 1 // NaN
{} - 1 // -1

原始类型间转换

JavaScript中的原始类型主要包括数值、字符串、布尔和空类型。常用的原始类型转换函数包括String、Number和Boolean。


// String
let value = true;
console.log(typeof value); // boolean

value = String(value); // now value is a string "true"
console.log(typeof value); // string

// Number
let str = "123";
console.log(typeof str); // string

let num = Number(str); // becomes a number 123

console.log(typeof num); // number

let age = Number("an arbitrary string instead of a number");

console.log(age); // NaN, conversion failed

// Boolean
console.log( Boolean(1) ); // true
console.log( Boolean(0) ); // false

console.log( Boolean("hello") ); // true
console.log( Boolean("") ); // false

最终可得到如下JavaScript原始类型转换表，其中包含复合类型向原始类型转换的示例。

原始值	转化为数值类型	转化为字符串类型	转化为 Boolean 类型
false	0	"false"	false
true	1	"true"	true
0	0	"0"	false
1	1	"1"	true
"0"	0	"0"	true
"1"	1	"1"	true
NaN	NaN	"NaN"	false
Infinity	Infinity	"Infinity"	true
-Infinity	-Infinity	"-Infinity"	true
""	0	""	false
"20"	20	"20"	true
"twenty"	NaN	"twenty"	true
[ ]	0	""	true
[20]	20	"20"	true
[10,20]	NaN	"10,20"	true
["twenty"]	NaN	"twenty"	true
["ten","twenty"]	NaN	"ten,twenty"	true
function(){}	NaN	"function(){}"	true
{ }	NaN	"[object Object]"	true
null	0	"null"	false
undefined	NaN	"undefined"	false

ToPrimitive函数机制

ToPrimitive

在比较运算和加法运算中，都需要将运算符两侧的操作对象转换为原始对象。JavaScript中这一转换由ToPrimitive函数执行。当对象出现在需要原始类型的上下文中时，JavaScript会自动调用ToPrimitive函数将其转换为原始类型。例如alert函数、数学运算符以及作为对象键的场景，该函数的签名如下：


ToPrimitive(input, PreferredType?)

为了便于理解其工作原理，可以使用JavaScript进行简单实现。


var ToPrimitive = function(obj,preferredType){
 var APIs = {
 typeOf: function(obj){
  return Object.prototype.toString.call(obj).slice(8,-1);
 },
 isPrimitive: function(obj){
  var _this = this,
   types = ['Null','Undefined','String','Boolean','Number'];
  return types.indexOf(_this.typeOf(obj)) !== -1; 
 }
 };
 // 如果 obj 本身已经是原始对象，则直接返回
 if(APIs.isPrimitive(obj)) {return obj;}
 
 // 对于 Date 类型，会优先使用其 toString 方法；否则优先使用 valueOf 方法
 preferredType = (preferredType === 'String' || APIs.typeOf(obj) === 'Date' ) ? 'String' : 'Number';
 if(preferredType==='Number'){
 if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
 if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
 }else{
 if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
 if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
 }
 throw new TypeError('TypeError');
}

通过简单覆写某个对象的valueOf方法，可以发现其运算结果会发生变化。


let obj = {
 valueOf:() => {
  return 0;
 }
}

obj + 1 // 1

如果强制将某个对象的valueOf与toString方法都覆写为返回对象的方法，则会直接抛出异常。


obj = {
  valueOf: function () {
   console.log("valueOf");
   return {}; // not a primitive
  },
  toString: function () {
   console.log("toString");
   return {}; // not a primitive
  }
 }

obj + 1
// error
Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
 at <anonymous>:1:5

值得注意的是，对于数值类型的valueOf()函数调用结果仍为数组，因此数组类型的隐式类型转换结果是字符串。而在ES6中引入Symbol类型后，JavaScript会优先调用对象的[Symbol.toPrimitive]方法将该对象转化为原始类型，此时方法的调用顺序变为：

当obj[Symbol.toPrimitive](preferredType) 方法存在时，优先调用该方法；
如果preferredType参数为String，则依次尝试obj.toString() 与obj.valueOf() ；
如果preferredType参数为Number或者默认值，则依次尝试obj.valueOf() 与obj.toString()。

而[Symbol.toPrimitive]方法的签名为：


obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
 // return a primitive value
 // hint = one of "string", "number", "default"
}

我们同样可以通过覆写该方法来修改对象的运算表现。


user = {
 name: "John",
 money: 1000,

 [Symbol.toPrimitive](hint) {
 console.log(`hint: ${hint}`);
 return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money;
 }
};

// conversions demo:
console.log(user); // hint: string -> {name: "John"}
console.log(+user); // hint: number -> 1000
console.log(user + 500); // hint: default -> 1500

比较运算规则

比较运算

JavaScript提供了严格比较（===）与类型转换比较（==）两种模式。严格比较仅在操作符两侧的操作对象类型一致且内容一致时返回true，否则返回false。而更广泛使用的==操作符会先将操作对象转化为相同类型，再进行比较。对于<=等运算，则先转化为原始对象（Primitives），然后再进行对比。

标准的相等性操作符（==与!=）使用Abstract Equality Comparison Algorithm来比较操作符两侧的操作对象（x == y），该算法流程要点提取如下：

如果x或y中有一个为NaN，则返回false；
如果x与y皆为null或undefined中的一种类型，则返回true（null == undefined // true）；否则返回false（null == 0 // false）；
如果x,y类型不一致，且x,y为String、Number、Boolean中的某一类型，则将x,y使用toNumber函数转化为Number类型再进行比较；
如果x，y中有一个为Object，则首先使用ToPrimitive函数将其转化为原始类型，再进行比较。

回顾前文提到的[] == ![]比较运算，首先[]为对象，调用ToPrimitive函数将其转化为字符串""；对于右侧的![]，首先进行显式类型转换，将其转化为false。然后在比较运算中，将运算符两侧的运算对象都转化为数值类型，即都转化为0，因此最终比较结果为true。前文还介绍了null >= 0为true的比较结果，在ECMAScript中规定，如果<为false，则>=为true。

加法运算规则

加法运算

对于加法运算，JavaScript首先将操作符两侧的对象转换为Primitive类型；然后当适当的隐式类型转换能得出有意义的值时，JavaScript会先进行隐式类型转换，再进行运算。例如value1 + value2表达式，首先调用ToPrimitive函数将两个操作数转化为原始类型：


prim1 := ToPrimitive(value1)
prim2 := ToPrimitive(value2)

这里将优先调用除了Date类型之外对象的valueOf方法。由于数组的valueOf方法返回值仍为数组类型，则会返回其字符串表示。经过转换后的prim1与prim2中任一个为字符串，则优先进行字符串连接；否则进行加法计算。

总结

以上就是本文的全部内容，希望有助于大家的学习或工作。如有疑问欢迎留言交流，感谢支持。

JavaScript运算符规则与隐式类型转换详解

JavaScript运算符规则与隐式类型转换详解

隐式类型转换概述

原始类型间转换

ToPrimitive函数机制

比较运算规则

加法运算规则

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