让你彻底地、永久地搞懂JavaScript的==

大家知道, == 是JavaScript中比较复杂的一个运算符。它的运算规则奇怪,容易让人犯错,从而成为JavaScript中“最糟糕的特性”之一。在仔细阅读了ECMAScript规范的基础上,我画了一张图,我想通过它你会彻底地搞清楚关于 == 的一切。同时,我也试图通过此文向大家证明 == 并不是那么糟糕的东西,它很容易掌握,甚至看起来很合理。

 图1: == 运算规则的图形化表示

== 运算规则的精确描述在此: The Abstract Equality Comparison Algorithm 。但是,这么复杂的描述,你确定看完后脑子不晕?确定立马就能拿它指导实践?肯定不行,规范毕竟是给JavaScript运行环境的开发人员看的(比如V8引擎的开发人员们),而不是给语言的使用者看的。而上图正是将规范中复杂的描述翻译成了更容易看懂的形式。

在详细介绍图1中的每个部分前,我们来复习一下JavaScript中关于类型的知识:

  • JS中的值有两种类型:原始类型(Primitive)、对象类型(Object)。
  • 原始类型包括: Undefined 、 Null 、 Boolean 、 Number 和 String 等五种。
  • Undefined 类型和 Null 类型的都只有一个值,即 undefined 和 null ; Boolean 类型有两个值: true 和 false ; Number 类型的值有很多很多; String 类型的值理论上有无数个。
  • 所有对象都有 valueOf() 和 toString() 方法,它们继承自 Object ,当然也可能被子类重写。

现在考虑表达式:x == y

其中 x 和 y 是上述六种类型中某一种类型的值。当 x 和 y 的类型相同时, x == y 可以转化为 x === y ,而后者是很简单的(唯一需要注意的可能是 NaN ),所以下面我们只考虑 x 和 y 的类型不同的情况。

有和无

在图1中,JavaScript值的六种类型用蓝底色的矩形表示。它们首先被分成了两组:

  • String 、 Number 、 Boolean 和 Object (对应左侧的大矩形框)
  • Undefined 和 Null (对应右侧的矩形框)

分组的依据是什么?我们来看一下,右侧的 Undefined 和 Null 是用来表示不确定、无或者空的,而右侧的四种类型都是确定的、有和非空。我们可以这样说:左侧是一个 存在 的世界,右侧是一个 空 的世界。所以,左右两个世界中的任意值做 == 比较的结果都是 false 是很合理的。(见图1中连接两个矩形的水平线上标的 false )

空和空

JavaScript中的 undefined 和 null 是另一个经常让我们崩溃的地方。通常它被认为是一个设计缺陷,这一点我们不去深究。不过我曾听说,JavaScript的作者最初是这样想的:假如你打算把一个变量赋予对象类型的值,但是现在还没有赋值,那么你可以用 null 表示此时的状态(证据之一就是 typeof null 的结果是 object );相反,假如你打算把一个变量赋予原始类型的值,但是现在还没有赋值,那么你可以用 undefined 表示此时的状态。

不管这个传闻是否可信,它们两者做 == 比较的结果是 true 是很合理的。(见图1中右侧垂直线上标的 true )。在进行下一步之前,我们先来说一下图1中的两个符号:大写字母 N 和 P 。这两个符号并不是 PN 结中正和负的意思。而是:

  • N 表示 ToNumber 操作,即将操作数转为数字。它是规范中的抽象操作,但我们可以用JavaScript中的 Number() 函数来等价替代。
  • P 表示 ToPrimitive 操作,即将操作数转为原始类型的值。它也是规范中的抽象操作,同样也可以翻译成等价的JavaScript代码。不过稍微复杂一些,简单说来,对于一个对象 obj :ToPrimitive(obj) 等价于:先计算 obj.valueOf() ,如果结果为原始值,则返回此结果;否则,计算 obj.toString() ,如果结果是原始值,则返回此结果;否则,抛出异常。

注:此处有个例外,即 Date 类型的对象,它会先调用 toString() 方法,后调用 valueOf() 方法。

在图1中,标有 N 或 P 的线表示:当它连接的两种类型的数据做 == 运算时,标有 N 或 P 的那一边的操作数要先执行 ToNumber 或 ToPrimitive 变换。

真与假

从图1可以看出,当布尔值与其他类型的值作比较时,布尔值会转化为数字,具体来说:true -> 1 , false -> 0。

字符的序列

在图1中,我们把 String 和 Number 类型分成了一组。为什么呢?在六种类型中, String 和 Number 都是字符的序列(至少在字面上如此)。字符串是所有合法的字符的序列,而数字可以看成是符合特定条件的字符的序列。所以,数字可以看成字符串的一个子集。

根据图1,在字符串和数字做 == 运算时,需要使用 ToNumber 操作,把字符串转化为数字。假设 x 是字符串, y 是数字,那么:x == y -> Number(x) == y。

那么字符串转化为数字的规则是怎样的呢?规范中描述得很复杂,但是大致说来,就是把字符串两边的空白字符去掉,然后把两边的引号去掉,看它能否组成一个合法的数字。如果是,转化结果就是这个数字;否则,结果是 NaN 。例如:

  Number('123') // 结果123

  Number('1.2e3') // 结果1200

  Number('123abc') // 结果NaN

  Number(' 123vf') // 结果123

当然也有例外,比如空白字符串转化为数字的结果是 0 。即:

  Number('') // 结果0

  Number(' vf') // 结果0

单纯与复杂

原始类型是一种单纯的类型,它们直接了当、容易理解。然而缺点是表达能力有限,难以扩展,所以就有了对象。对象是属性的集合,而属性本身又可以是对象。所以对象可以被构造得任意复杂,足以表示各种各样的事物。

但是,有时候事情复杂了也不是好事。比如一篇冗长的论文,并不是每个人都有时间、有耐心或有必要从头到尾读一遍,通常只了解其中心思想就够了。于是论文就有了关键字、概述。JavaScript中的对象也一样,我们需要有一种手段了解它的主要特征,于是对象就有了 toString() 和 valueOf() 方法。

toString() 方法用来得到对象的一段文字描述;而 valueOf() 方法用来得到对象的特征值。当然,这只是我自己的理解。顾名思义, toString() 方法倾向于返回一个字符串。那么 valueOf() 方法呢?根据 规范中的描述 ,它倾向于返回一个数字——尽管内置类型中, valueOf() 方法返回数字的只有 Number 和 Date 。

根据图1,当一个对象与一个非对象比较时,需要将对象转化为原始类型(虽然与布尔类型比较时,需要先将布尔类型变成数字类型,但是接下来还是要将对象类型变成原始类型)。这也是合理的,毕竟 == 是不严格的相等比较,我们只需要取出对象的主要特征来参与运算,次要特征放在一边就行了。

万物皆数

我们回过头来看一下图1。里面标有N或P的那几条连线是没有方向的。假如我们在这些线上标上箭头,使得连线从标有 N 或 P 的那一端指向另一端,那么会得到(不考虑 undefined 和 null ):

 图2: == 运算过程中类型转化的趋势

发现什么了吗?对,在运算过程中,所有类型的值都有一种向数字类型转化的趋势。毕竟曾经有名言曰:万物皆数。

例,计算下面表达式的值:[''] == false

首先,两个操作数分别是对象类型、布尔类型。根据图1,需要将布尔类型转为数字类型,而 false 转为数字的结果是 0 ,所以表达式变为:[''] == 0

两个操作数变成了对象类型、数字类型。根据图1,需要将对象类型转为原始类型:

  • 首先调用 [].valueOf() ,由于数组的 valueOf() 方法返回自身,所以结果不是原始类型,继续调用 [].toString() 。
  • 对于数组来说, toString() 方法的算法,是将每个元素都转为字符串类型,然后用逗号 , 依次连接起来,所以最终结果是空字符串 '' ,它是一个原始类型的值。

此时,表达式变为:'' == 0,两个操作数变成了字符串类型、数字类型。根据图1,需要将字符串类型转为数字类型,前面说了空字符串变成数字是 0 。于是表达式变为:0 == 0。到此为止,两个操作数的类型终于相同了,结果明显是 true 。

从这个例子可以看出,要想掌握 == 运算的规则,除了牢记图1外,还需要记住那些内置对象的 toString() 和 valueOf() 方法的规则。包括 Object 、 Array 、 Date 、 Number 、 String 、 Boolean 等,幸好这没有什么难度。

再次变形

其实,图一还不够完美。为什么呢?因为对象与字符串/数字比较时都由对象来转型,但是与同样是原始类型的布尔类型比较时却需要布尔类型转型。实际上,只要稍稍分析一下,全部让对象来转为原始类型也是等价的。所以我们得到了最终的更加完美的图形:

图3: 更完美的 == 运算规则的图形化表示

有一个地方可能让你疑惑:为什么 Boolean 与 String 之间标了两个 N ?虽然按照规则应该是由 Boolean 转为数字,但是下一步 String 就要转为数字了,所以干脆不如两边同时转成数字。

总结一下

前面说得很乱,根据我们得到的最终的图3,我们总结一下==运算的规则:

  • undefined == null ,结果是 true 。且它俩与所有其他值比较的结果都是 false 。
  • String == Boolean ,需要两个操作数同时转为 Number 。
  • String/Boolean == Number ,需要 String/Boolean 转为 Number 。
  • Object == Primitive ,需要 Object 转为 Primitive (具体通过 valueOf() 和 toString() 方法)。

瞧见没有,一共只有4条规则!是不是很清晰、很简单。


原文地址:https://www.cnblogs.com/itfky/p/13730589.html