JavaScript运算符规则与隐式类型转换详解

本文中涉及的参考资料全部声明在了JavaScript 数据结构学习与实践资料索引。在JavaScript中，当我们进行比较操作或者加减乘除四则运算操作时，常常会触发JavaScript的隐式类型转换机制;而这部分也往往是令人迷惑的地方。

本文中涉及的参考资料全部声明在了JavaScript 数据结构学习与实践资料索引 。

隐式类型转换

在 JavaScript 中，当我们进行比较操作或者加减乘除四则运算操作时，常常会触发 JavaScript 的隐式类型转换机制;而这部分也往往是令人迷惑的地方。譬如浏览器中的 console.log 操作常常会将任何值都转化为字符串然后展示，而数学运算则会首先将值转化为数值类型(除了 Date 类型对象)然后进行操作。

我们首先来看几组典型的 JavaScript 中运算符操作结果，希望阅读完本部分之后能够对每一个条目都能进行合理解释：

//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
letobj={};
{}+1//1，这里的{}被当成了代码块
{1+1}+1//1
obj+1//[objectObject]1
{}+{}//Chrome上显示"[objectObject][objectObject]"，Firefox显示NaN
[]+{}//[objectObject]
[]+a//[objectObject]
+[]//等价于+""=>0
{}+[]//0
a+[]//[objectObject]
[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 中我们常说的原始类型包括了数值类型、字符串类型、布尔类型与空类型这几种;而我们常用的原始类型之间的转换函数就是 String、Number 与 Boolean:

//String
letvalue=true;
console.log(typeofvalue);//boolean
value=String(value);//nowvalueisastring"true"
console.log(typeofvalue);//string
//Number
letstr="123";
console.log(typeofstr);//string
letnum=Number(str);//becomesanumber123
console.log(typeofnum);//number
letage=Number("anarbitrarystringinsteadofanumber");
console.log(age);//NaN,conversionfailed
//Boolean
console.log(Boolean(1));//true
console.log(Boolean(0));//false
console.log(Boolean("hello"));//true
console.log(Boolean(""));//false

最终，我们可以得到如下的 JavaScript 原始类型转换表(包括复合类型向原始类型转换的范例)：

在比较运算与加法运算中，都会涉及到将运算符两侧的操作对象转化为原始对象的步骤;而 JavaScript 中这种转化实际上都是由 ToPrimitive 函数执行的。实际上，当某个对象出现在了需要原始类型才能进行操作的上下文时，JavaScript 会自动调用 ToPrimitive 函数将对象转化为原始类型;譬如上文介绍的 alert 函数、数学运算符、作为对象的键都是典型场景，该函数的签名如下：

ToPrimitive(input,PreferredType?)

为了更好地理解其工作原理，我们可以用 JavaScript 进行简单地实现：

varToPrimitive=function(obj,preferredType){
varAPIs={
typeOf:function(obj){
returnObject.prototype.toString.call(obj).slice(8,-1);
},
isPrimitive:function(obj){
var_this=this,
types=['Null','Undefined','String','Boolean','Number'];
returntypes.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)){returnobj;}
//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())){returnobj.valueOf()};
if(APIs.isPrimitive(obj.toString())){returnobj.toString()};
}else{
if(APIs.isPrimitive(obj.toString())){returnobj.toString()};
if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())){returnobj.valueOf()};
}
thrownewTypeError('TypeError');
}

我们可以简单覆写某个对象的 valueOf 方法，即可以发现其运算结果发生了变化：

letobj={
valueOf:()=>{
return0;
}
}
obj+1//1

如果我们强制将某个对象的 valueOf 与 toString 方法都覆写为返回值为对象的方法，则会直接抛出异常。

obj={
valueOf:function(){
console.log("valueOf");
return{};//notaprimitive
},
toString:function(){
console.log("toString");
return{};//notaprimitive
}
}
obj+1
//error
UncaughtTypeError:Cannotconvertobjecttoprimitivevalue
at<anonymous>:1:5

值得一提的是对于数值类型的 valueOf() 函数的调用结果仍为数组，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 类型之后，JavaScript 会优先调用对象的 [Symbol.toPrimitive] 方法来将该对象转化为原始类型，那么方法的调用顺序就变为了：

• 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){
//returnaprimitivevalue
//hint=oneof"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:${hint}`);
returnhint=="string"?`{name:"${this.name}"}`:this.money;
}
};
//conversionsdemo:
console.log(user);//hint:string->{name:"John"}
console.log(+user);//hint:number->1000
console.log(user+500);//hint:default->1500

比较运算

JavaScript 为我们提供了严格比较与类型转换比较两种模式，严格比较(===)只会在操作符两侧的操作对象类型一致，并且内容一致时才会返回为 true，否则返回 false。而更为广泛使用的 == 操作符则会首先将操作对象转化为相同类型，再进行比较。对于 <= 等运算，则会首先转化为原始对象(Primitives)，然后再进行对比。

标准的相等性操作符(== 与 !=)使用了 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。

我们再来回顾下文首提出的 [] == ![] 这个比较运算，首先 [] 为对象，则调用 ToPrimitive 函数将其转化为字符串 "" ;对于右侧的 ![] ，首先会进行显式类型转换，将其转化为 false。然后在比较运算中，会将运算符两侧的运算对象都转化为数值类型，即都转化为了 0，因此最终的比较结果为 true。在上文中还介绍了 null >= 0 为 true 的这种比较结果，在 ECMAScript 中还规定，如果 < 为 false，则 >= 为 true。

加法运算

对于加法运算而言，JavaScript 首先会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的前提下，JavaScript 会先进行隐式类型转换，再进行运算。譬如 value1 + value2 这个表达式，首先会调用 ToPrimitive 函数将两个操作数转化为原始类型：

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

这里将会优先调用除了 Date 类型之外对象的 valueOf 方法，而因为数组的 valueOf 方法的返回值仍为数组类型，则会返回其字符串表示。而经过转换之后的 prim1 与 prim2 中的任一个为字符串，则会优先进行字符串连接;否则进行加法计算。