JavaScript系列文章：自动类型转换-续

Posted 2020-08-17 js-rocker

在上一篇文章中，我们详细讲解了javascript中的自动类型转换，由于篇幅限制，没能覆盖到所有的转换规则，这次准备详细讲解一下。

上次我们提到了对象类型参与运算时转换规则：

1). 在逻辑环境中执行时，会被转换为true

2). 在字符串环境和数字环境中，它的valueOf()方法和toString()方法会依次被调用，然后根据返回值进行再次转换。首先，valueOf()方法会被调用，如果其返回值是基础类型，则将这个返回值转为目标类型，如果返回值不是基础类型，则再试图调用toString()方法，然后将返回值转型。如果最终的返回值不是基础类型，则转型会抛出一个异常，如果是基础类型，则会相应的转为字符串或数字。

接着上次的讲，当加号“+”作为一元操作符应用在对象类型上面时，valueOf()和toString()方法，将会有机会被调用，最终返回值会被转为数字类型，我们因而会得到一个数字或NaN。先来看看valueOf()和toString()的调用顺序：

var o = {
    valueOf: function() {
        return \'3\';
    },
    toString: function() {
        return \'5\';
    }
};

var foo = +o;

console.log(foo);    // 3

可以看到，valueOf()方法被调用，返回了字符串类型的\'3\'，然后被转为数字类型的3，而toString()方法并没有被调用，我们再次移除valueOf()方法：

var o = {
    toString: function() {
        return \'5\';
    }
};

var foo = +o;

console.log(foo);    // 5

这时候toString()方法就被调用了，根据其返回值\'5\'，对象被成功转为了数字5。

估计很多初学者都会觉得，如果定义了valueOf()方法，就去调用valueOf()方法，如果没定义，就去调用toString()方法，其实是不准确的。

实际上，valueOf()方法总会在第一时间被调用，至于toString()方法的调用与否，那得看valueOf()方法的返回值了，我们上面也提到了，如果其返回值是基础类型，那么toString()方法根本没有机会被调用，而如果其返回值是引用类型，则会再试图调用toString()方法得到最终值。

通常，对象原型中的valueOf()方法会返回其自身引用，拿上面的例子来讲：

var o = {
    toString: function() {
        return \'5\';
    }
};

console.log(o.valueOf() === o);　　// true

我们用了全等(===)操作符来比较其valueOf()返回值和其自身，发现是完全相同的，证明对象原型中的valueOf()的返回值的确是其自身，上面结果等同于下面这段代码：

// 重写实例中的valueOf()方法，其返回值是对象自身

var o = {
    valueOf: function() {
        return this;
    },
    toString: function() {
        return \'5\';
    }
};

console.log(o.valueOf() === o);　　// true

现在我们稍加修改，就可以看出在类型转换过程中，到底发生了什么：

var o = {};

Object.prototype.valueOf = function() {
    
    console.log(\'valueOf() called\');

    return [];
};

Object.prototype.toString = function() {
    
    console.log(\'toString() called\')
        
    return \'5\';
}

var a = +o;

// output: valueOf() called
// output: toString() called

console.log(a);        // 5

var b = o + \'\';

// output: valueOf() called
// output: toString() called

console.log(b);        // \'5\'

上面的代码中，我们改为修改原型方法valueOf()和toString()，分别在方法内部添加了控制台输出语句，另外，在valueOf()内部我们返回了一个数组对象。在对象参与运算时可以看到，两个方法依次被调用，不管是数字环境还是字符串环境，都先调用了valueOf()方法，由于返回值不是基础类型，所以还需再调用toString()方法，得到一个最终的返回值，然后将其转为目标类型。如果我们将valueOf()中的数组返回值替换为一个基础类型，toString()方法将不会有机会执行，大家可以亲自试一下。

上面也提到，对象原型的valueOf()方法默认是返回对象自身的，实际上，常见对象类型的valueOf()方法都会返回其自身：

var o = {};

var fn = function(){};

var ary = [];

var regex = /./;


o.valueOf() === o;                // true

fn.valueOf() === fn;              // true

ary.valueOf() === ary;            // true

regex.valueOf() === regex;        // true

不过有个特殊的例外，Date类型的valueOf()会返回一个毫秒数：

var date = new Date(2017, 1, 1);

var time = date.valueOf();

console.log(time);                    　　// 1485878400000

console.log(time === date.getTime());    // true

所以我们就会很容易明白，在Date实例上应用一元加号操作符，是如何返回一个数字的：

var date = new Date(2017, 1, 1);

var time = +date;

console.log(time);    // 1485878400000

不过Date真是个神奇的物种，如果我们直接跟拿它和一个时间毫秒数相加，并不会得到期望的结果：

var date = new Date(2017, 1, 1);

var time = date + 10000;

console.log(time);    // \'Wed Feb 01 2017 00:00:00 GMT+0800 (CST)10000\'

它竟然转为了字符串，然后与数字进行了字符串连接操作！为什么会是这样的呢？原因在于，对于一元加号操作符运算，目的很明确，就是求正操作，因此引擎调用了其valueOf()方法，返回时间戳数字，而对于后者的二元加号加号操作运算，其存在加法和连接符这样的二义性，所以引擎可以有选择地将操作数转为不同的目标类型，与其他对象不同的是，Date类型更倾向于转为字符串类型，所以toString()会被先行调用。下面这段话是ECMA规范中关于Date类型转为基础类型的描述：

大概的意思就是，对象在转为基础类型时，通常都会调用toPrimitive(hint)这样的方法，传入一个提示参数，指定其目标类型，如果不指定，其他对象的默认值都是number，而Date类型与众不同，它的默认值是string。

我们上面也提到了，一元加号操作符是求正运算，所以引擎能够识别并为其指定number目标类型，而二元加号操作符存在二义性，引擎使用了default作为提示参数，Date类型将默认值认为是string，所以我们也理解了上面的例子，即使是Date对象和数字相加，它也不会先调用valueOf()方法得到数字，而是先调用toString()得到一个字符串。

上面讲解了这么多，相信大家对于对象类型的转型规则都熟悉了，那么对于常见的对象，究竟是如何转为基础类型的呢？举个例子：

var foo = +[];            // 0 ( [] -> \'\' -> 0 )

var foo = +[3];           // 3 ( [3] -> \'3\' -> 3 )

var foo = +[3, 5];        // NaN ( [3, 5] -> \'3,5\' -> NaN )

从上面的代码可以看出，对于数组对象来说，要转为数字，就要遵循对象类型的转型规则，因为数组原型的valueOf()方法会返回其自身引用，所以最终会再试图调用其toString()方法，而它的toString()会返回一个字符串，这个字符串是由逗号分隔的数组元素集，那很容易理解了，对于空数组，必然返回一个空字符串，然后这个空字符串转型为数字之后就会变为0，而对于非空数组，如果只有一个元素并且元素可以转为数字，则结果第一个元素对应的数字，如果又多个元素，因为toString()返回的结果中存在逗号，所以无法转型成功，会返回一个NaN。

但如果我们尝试数组和一个数字相加，则还是会得到一个字符串的结果：

var foo = [] + 3;          // \'3\'

var foo = [3] + 3;     　 // \'33\'

var foo = [3, 5] + 3;     // \'3,53\'

你也许会说，这不是很像上面的Date类型吗？是的，结果看上去很相似，但其内部的执行过程还是有差异的，它的valueOf()会先执行，出现上面的结果，是由于valueOf()返回了this，然后再次调用toString()返回了字符串，加号操作符在这里成了字符串连接符了。

类似的还有字面量对象，看下面例子：

var foo = {} + 0;        // \'[object Object]0\'

var foo = {} + [];       // \'[object Object]\'

var foo = {} + {};       // \'[object Object][object Object]\'

不过如果是在命令行直接输入下面表达式，结果会有所出入：

{} + 0;        // 0

{} + [];       // 0

{} + {};       // NaN

其原因是，前面的字面量对象被解释成了代码块，没有参与运算，只有后面的一部分会返回最终的结果，后面的转换过程可以参照以上我们讲解的内容。

对象的类型转换规则，就先讲到这里，下面来讲一下比较操作符中的类型转换。

比较操作符有以下几种：>, >=, <, <=, ==, ===。除了最后的全等操作符以外，其他几个在比较不同类型的数据时，均存在值的类型转换。

对于前四种来说，都遵循着以下规则：

1). 当两个操作数都为字符串类型时，不进行数据类型转换，直接比较每个字符

2). 当两个操作数不同时为字符串时，将操作数转为数字类型，然后进行比较

3). 如果操作数中存在对象类型，先将对象转为基础类型，然后再根据上面两条进行值的比较。

而对于“==”操作符，则是多了一条特殊的规则：null和undefined在比较时不进行数据转换，null和自身比较、null和undefined比较都会返回true，和其他值比较都会返回false；undefined和自身比较、undefined和null比较都会返回true，和其他值比较都会返回false。

以下比较操作不存在数据类型转换：

\'3a\' < \'3b\';          // true

\'\' == \'0\';            // false

null == undefined;    // true

null == 0;            // false

undefined == false;   // false

需要注意的是最后两个个表达式，由于我们在上一篇文章中讲到，null值在数字环境下会转型为0，很多人觉得这个表达式结果为true，但是不要忽略了上面关于null和undefined的规则，这里是不会有类型转换发生的，同样的，undefined在比较操作符中也只会识别其自身和null值，并且不会发生数据类型转换。

在下面几个表达式中，操作数不全为字符串，所以要将操作数转为数字后再进行比较：

3 == \'3\';             // true

3 < \'5\';            　// true

0 == \'0\';　　　　　　　 // true

0 == \'\';　　　　　　　　// true

0 == false;    　　　　// true

1 <= true;            // true

null >= 0;            // true

注意，最后一个表达式中的null，在遇到>、>=、<、<=这几个操作符时会被转为数字0的，这与上面的规则有所不同。

最后，对象在参与逻辑运算时，同样会遵循前面的转型规则：

var o = {
    toString: function() {
        return \'3\';
    },
    valueOf: function() {
        return \'5\';
    }
}

o > 4;        // true

特别注意的是，前面我们介绍到，对象在条件语句中是视为true的，但要避免下面这样的比较：

if ([]) {
    // todo
}

if ([] == true) {
    // todo
}

第二个条件语句块是不会执行的，原因在于空的数组对象被转为数字0了，而true被转为数字1，比较结果为false，所以里面的代码永远无法得到执行，开发时要警惕这样的写法。

写了这么多关于自动类型转换的内容，大家也可以体会到JS有多么的灵活，想要驾驭好这门语言，不是件容易的事，还需细细体会，好好研究才行。

本文完。

 

参考资料：

http://es5.github.io/#x11.8.5

http://es5.github.io/#x11.9.3

http://www.2ality.com/2012/01/object-plus-object.html

http://www.2ality.com/2013/04/quirk-implicit-conversion.html

https://www.united-coders.com/matthias-reuter/all-about-types-part-2/

http://www.adequatelygood.com/Object-to-Primitive-Conversions-in-JavaScript.html