浅析如何让 (a === 1 && a === 2 && a === 3) 返回 true

Posted 2021-06-14 古兰精

　　前两天在网上看到了一道很有趣的题目，题目大意为：js环境下，如何让 a == 1 && a == 2 && a == 3 这个表达式返回 true ？。

　　这道题目乍看之下似乎不太可能，因为在正常情况下，一个变量的值如果没有手动修改，在一个表达式中是不会变化的。当时我也冥思苦想很久，甚至一度怀疑这道题目的答案就是 不能。直到在 stackoverflow 上面竟然真的发现了解法 can-a-1-a-2-a-3-ever-evaluate-to-true

　　让这个表达式成为 true 的关键就在于这里的宽松相等，js在处理宽松相等时会对一些变量进行隐式转换。在这种隐式转换的作用下，真的可以让一个变量在一个表达式中变成不同的值。

一、宽松相等下的真值表

　　最高票答案给出的解法为：

const a = {
  i: 1,
  toString: function () {
    return a.i++;
  }
}

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
  console.log(\'Hello World!\');
}

　　看到这个答案，我才恍然大悟，这道题目的考点原来是 JS 获取一个变量所需要做的操作以及其中一些细节。

　　在 JS 中有 === 和 == 两种方式来判断两个变量是否相等。对 JS 稍有了解的人都知道，=== 是严格相等，不仅需要两个变量的值相同，还需要类型也相同，而 == 则是宽松下的相等，只需要值相同就能够判断相等，宽松相等是严格相等的父集。

　　所以在 JS 中，严格相等的两个变量一定也是宽松相等的，但是宽松相等的两个变量，大多数情况下并不是严格相等的。例如：

null == undefined // true
null === undefined // false

1 == \'1\' // true
1 === \'1\' // false

　　这也就出现了 JS 特有的，变量宽松相等判断的真值表，里面列举了所有在宽松相等比较的情况下，两种变量可能出现的类型：

　　在上面的表格中，ToNumber(A) 尝试在比较前将参数 A 转换为数字，这与 +A（单目运算符+）的效果相同。ToPrimitive(A) 通过尝试依次调用 A 的 A.toString() 和 A.valueOf() 方法，将参数 A 转换为原始值（Primitive）。

　　从上图中我们可以看到，当操作数 B 类型为 Number 时，如果希望在宽松相等的情况下整个表达式的结果返回 true，操作数 A 必须满足下面三个条件之一：

1. 操作数 A 类型为 String，并且调用 +A 的结果与 B 严格相等
2. 操作数 A 类型为 Boolean，并且调用 +A 的结果与 B 严格相等
3. 操作数 A 类型为 Object，并且调用 toString 或者 ValueOf 返回的结果与 B 严格相等

　　在这里，如果我们要改变 +A 操作的结果相对来说比较困难，因为我们很难在 JS 中去重载 + 操作符的运算。但是在第三种情况下，使 A 的类型为 Object，调用 toString 或 ValueOf 结果与 B 严格相等让我们自己实现就容易的多。

　　所以上面的答案就是新建了一个对象 a ，并有 toString 方法，当 JS 引擎每次读取 a 的值的时候，发现需要进行宽松判断一个对象和一个数字之间的结果，对于对象就会执行这里的 toString 方法，在这个方法内部，我们每次增加另一个变量的值并返回，就能够在这条表达式中使得 a 的结果有不同的值。

　　同理，换一种写法，a 为 Object ，使用 valueOf 也是可以完成目标的：

const a = {
  i: 1,
  valueOf() {
    return this.i++
  }
}

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
  console.log(\'Hello World!\');
}

二、宽松相等下的 Proxy 对象

　　有了上面的思路，下面实现起来就容易的多。在 ES6 中 JS 新增了 Proxy 对象，能够对一个对象进行劫持，接受两个参数，第一个是需要被劫持的对象，第二个参数也是一个对象，内部也可以配置每一个元素的 get 方法：

var a = new Proxy({ i: 1 }, {
  get(target) { return () => target.i++ }
});

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
  console.log(\'Hello World!\');
}

　　同样的，Proxy 对象默认的 toString 和 valueOf 方法会返回这个被 getter 劫持过的结果，也能够在宽松相等的条件下满足题意。

三、严格相等下的实现

　　上面的这几种做法，都是利用了宽松相等条件下，JS 里的一些特殊表现来实现的，放在 === 这种严格相等的条件下就不能够满足，因为严格相等的条件下不会对两个操作数做任何处理，直接比较它们值的大小，这样上面的做法就不能成功。

　　但是这种做法给我们提供了很好的思路，在处理类似的问题的时候，就可以从 JS 获取一个变量执行过程中出发，来进行思考。那么接下来，如果题目中的宽松相等换成了严格相等，这样的例子还存在么？

if (a === 1 && a === 2 && a === 3) {
  console.log(\'Hello World!\');
}

　　答案是显然的，这一次当然不能用 hack 对象或者 Proxy 的 toString 或者 ValueOf 方法来做。

　　从 JS 获取变量的过程入手，理所当然的立马能想到的就是数据的 getter 和 setter 方法，通过这样的 hack ，肯定也能达到题目的严格相等的要求。

　　在 ES5 之后，Object 新增 defineProperty 方法，它会直接在一个对象上定义一个新属性，或者修改一个对象的现有属性，并返回这个对象，对于定义的这个对象有两种描述它的状态，一种称之为数据属性描述符，一种被称为存取属性描述符，分别举一个例子：

var a = {}
Object.defineProperty(a, \'value\', {
  enumerable: false,
  configurable: false,
  writable: false,
  value: "static"
})

　　这四个数据描述服分别作用是 enumerable 判断是否可以枚举，configurable 判断当前属性是否之后再被更改描述符，writable 判断是否可以继续赋值，value 判断这个结果的值。

　　经过这样的操作之后，a 对象下就有了 value 这个 key ，他被赋予不可继续赋值，不可继续配置，不能被枚举，值为 ‘static’，我们可以通过 a.value 拿到这里的 ‘static’，但是不能继续通过 a.value = \'relative\' 来继续赋值。

　　同样的，设置存取描述符也是四个属性：

var a = { i: 1 }
Object.defineProperty(a, \'value\', {
  enumerable: false,
  configurable: false,
  get() { return a.i }
  set() { a.i++ }
})

　　这里设置时就没有配置 writable 和 value 属性，转而配置了 get 和 set 方法，在这两种配置中，get set 方法和 writable value 是不能共存的，否则就会抛出异常。类似上面这样的设置，当我们访问 a.value 时就会调用 get 方法，当我们通过 a.value = \'test\' 时，就会执行 set 方法。

　　所以回归到题目中，当我们访问一个被设置了存取描述符的元素时，如果在 get 方法里面做一些操作，就能巧妙的使得最终的结果达到预期：

var i = 1
Object.defineProperty(window, \'a\', {
  get() { return i++ }
})

if (a === 1 && a === 2 && a === 3) {
  console.log(\'Hello World!\');
}

　　同时，这种劫持 getter 和 setter 的方法本质上是执行了一个函数，内部除了用自增变量，还可以有更多的方法：

const value = function* () {
  let i = 1
  while(true) yield i++
}()

Object.defineProperty(window, \'a\', {
  get() {
    return value.next().value
  }
})

if (a === 1 && a === 2 && a === 3) {
  console.log(\'Hello World!\');
}

1、数据属性描述符

　　对象是一个属性集合，对象的基本特征是属性名（name）和属性值（value）。ES5 增加了属性描述符，可以更细腻的控制属性的不同操作。属性描述符有 configurable、writable 和 enumerable、value。

　　属性描述符通常和 Object.defineProperty/Object.defineProperties 一起使用来定义属性，它也会受到诸如 Object.freeze/Object.seal 等方法改变。

2、存取属性描述符

　　存取描述符是由一对 getter-setter 函数功能来描述的属性，格式为

name: {
    get: function() { ... },
    set: function(newVal) { ... },
    enumerable: true,
    configurable: true
}

　　与上述的属性描述符只能存在一种，即二选一，不能同时存在，否则会报错。

四、总结

　　对于严格相等的情况，一般来说只能通过劫持数据的 getter 来进行操作，但是里面具体操作的方法在上面列举的就有很多。

　　对于宽松相等的情况，除了劫持 getter 以外，因为宽松相等 JS 引擎的缘故，还能用 Object ， Proxy 对象的 valueOf 和 toString 方法达到目的。

　　当然，在 stackoverflow 中有人提出了另一种做法，在 a 变量的前后用不同的字符达到目的，原理就在于某些字符在肉眼条件下是不可见的，所以虽然看起来都是 a ，但变量实际上的不同的，也能达到题目的要求，不过这就不在本文的讨论范围之内了。

　　来源：https://zhangzhao.name/posts/make-a-1-a-2-a-3-evaluate-true/