在 JavaScript 中,加法的規則其實很簡單,只有兩種情況:
-
把數字和數字相加
-
把字符串和字符串相加
所有其他類型的值都會被自動轉換成這兩種類型的值。 為了能夠弄明白這種隱式轉換是如何進行的,我們首先需要搞懂一些基礎知識。
注意:在下面的文章中提到某一章節的時候(比如§9.1),指的都是 ECMA-262 語言規范(ECMAScript 5.1)中的章節。
讓我們快速的復習一下。 在 JavaScript 中,一共有兩種類型的值:
-
原始值(primitives)
-
undefined
-
null
-
boolean
-
number
-
string
-
-
對象值(objects)。
除了原始值外,其他的所有值都是對象類型的值,包括數組(array)和函數(function)。
類型轉換
加法運算符會觸發三種類型轉換:
-
轉換為原始值
-
轉換為數字
-
轉換為字符串
通過 ToPrimitive() 將值轉換為原始值
JavaScript 引擎內部的抽象操作 ToPrimitive() 有着這樣的簽名:
ToPrimitive(input,PreferredType?)
可選參數 PreferredType 可以是 Number 或者 String。 它只代表了一個轉換的偏好,轉換結果不一定必須是這個參數所指的類型(汗),但轉換結果一定是一個原始值。 如果 PreferredType 被標志為 Number,則會進行下面的操作來轉換 input (§9.1):
-
如果
input是個原始值,則直接返回它。 -
否則,如果
input是一個對象。則調用obj.valueOf()方法。 如果返回值是一個原始值,則返回這個原始值。 -
否則,調用
obj.toString()方法。 如果返回值是一個原始值,則返回這個原始值。 -
否則,拋出
TypeError異常。
如果 PreferredType 被標志為 String,則轉換操作的第二步和第三步的順序會調換。 如果沒有 PreferredType 這個參數,則 PreferredType 的值會按照這樣的規則來自動設置:
-
Date類型的對象會被設置為String, -
其它類型的值會被設置為
Number。
通過 ToNumber() 將值轉換為數字
下面的表格解釋了 ToNumber() 是如何將原始值轉換成數字的 (§9.3)
| 參數 | 結果 |
|---|---|
| undefined | NaN |
| null | +0 |
| boolean | true被轉換為1,false轉換為+0 |
| number | 無需轉換 |
| string | 由字符串解析為數字。例如,"324"被轉換為324 |
如果輸入的值是一個對象,則會首先會調用 ToPrimitive(obj, Number) 將該對象轉換為原始值, 然后在調用 ToNumber() 將這個原始值轉換為數字。
通過ToString()將值轉換為字符串
下面的表格解釋了 ToString() 是如何將原始值轉換成字符串的(§9.8)。
| 參數 | 結果 |
|---|---|
| undefined | "undefined" |
| null | "null" |
| boolean | "true" 或者 "false" |
| number | 數字作為字符串。比如,"1.765" |
| string | 無需轉換 |
如果輸入的值是一個對象,則會首先會調用 ToPrimitive(obj, String) 將該對象轉換為原始值, 然后再調用 ToString() 將這個原始值轉換為字符串。
實踐一下
下面的對象可以讓你看到引擎內部的轉換過程。
var obj = { valueOf: function () { console.log("valueOf"); return {}; // not a primitive }, toString: function () { console.log("toString"); return {}; // not a primitive } }
Number 作為一個函數被調用(而不是作為構造函數調用)時,會在引擎內部調用 ToNumber() 操作:
> Number(obj)
valueOf
toString
TypeError: Cannot convert object to primitive value
加法
有下面這樣的一個加法操作。
value1 + value2
在計算這個表達式時,內部的操作步驟是這樣的 (§11.6.1):
-
將兩個操作數轉換為原始值 (以下是數學表示法的偽代碼,不是可以運行的 JavaScript 代碼):
javascript prim1 := ToPrimitive(value1) prim2 := ToPrimitive(value2)PreferredType被省略,因此Date類型的值采用String,其他類型的值采用Number。 -
如果 prim1 或者 prim2 中的任意一個為字符串,則將另外一個也轉換成字符串,然后返回兩個字符串連接操作后的結果。
-
否則,將 prim1 和 prim2 都轉換為數字類型,返回他們的和。
預料到的結果
當你將兩個數組相加時,結果正是我們期望的:
> [] + []
''
[] 被轉換成一個原始值:首先嘗試 valueOf() 方法,該方法返回數組本身(this):
> var arr = [];
> arr.valueOf() === arr
true
此時結果不是原始值,所以再調用 toString() 方法,返回一個空字符串(string 是原始值)。 因此,[] + [] 的結果實際上是兩個空字符串的連接。
將一個數組和一個對象相加,結果依然符合我們的期望:
> [] + {}
'[object Object]'
解析:將空對象轉換成字符串時,產生如下結果。
> String({})
'[object Object]'
所以最終的結果其實是把 "" 和 "[object Object]" 兩個字符串連接起來。
更多的對象轉換為原始值的例子:
> 5 + new Number(7)
12
> 6 + { valueOf: function () { return 2 } }
8
> "abc" + { toString: function () { return "def" } }
'abcdef'
意想不到的結果
如果 + 加法運算的第一個操作數是個空對象字面量,則會出現詭異的結果(Firefox console 中的運行結果):
> {} + {}
NaN
天哪!神馬情況?(譯注:這個問題的原因是,JavaScript 把第一個 {} 解釋成了一個空的代碼塊(code block)並忽略了它。 NaN 其實是表達式 +{} 計算的結果 (+ 加號以及第二個 {})。 你在這里看到的 + 加號並不是二元運算符「加法」,而是一個一元運算符,作用是將它后面的操作數轉換成數字,和 Number() 函數完全一樣。例如:
> +"3.65"
3.65
以下的表達式是它的等價形式:
+{}
Number({})
Number({}.toString()) // {}.valueOf() isn’t primitive
Number("[object Object]")
NaN
為什么第一個 {} 會被解析成代碼塊(code block)呢? 因為整個輸入被解析成了一個語句:如果左大括號出現在一條語句的開頭,則這個左大括號會被解析成一個代碼塊的開始。 所以,你也可以通過強制把輸入解析成一個表達式來修復這樣的計算結果: (譯注:我們期待它是個表達式,結果卻被解析成了語句)
> ({} + {})
'[object Object][object Object]'
一個函數或方法的參數也會被解析成一個表達式:
> console.log({} + {})
[object Object][object Object]
經過前面的講解,對於下面這樣的計算結果,你也應該不會感到吃驚了:
> {} + []
0
在解釋一次,上面的輸入被解析成了一個代碼塊后跟一個表達式 +[]。 轉換的步驟是這樣的:
+[]
Number([])
Number([].toString()) // [].valueOf() isn’t primitive
Number("")
0
有趣的是,Node.js 的 REPL 在解析類似的輸入時,與 Firefox 和 Chrome(和Node.js 一樣使用 V8 引擎) 的解析結果不同。 下面的輸入會被解析成一個表達式,結果更符合我們的預料:
> {} + {}
'[object Object][object Object]'
> {} + []
'[object Object]'
在大多數情況下,想要弄明白 JavaScript 中的 + 號是如何工作的並不難:你只能將數字和數字相加或者字符串和字符串相加。 對象值會被轉換成原始值后再進行計算。如果將多個數組相加,可能會出現你意料之外的結果。
如果你想連接多個數組,需要使用數組的 concat 方法:
> [1, 2].concat([3, 4])
[1, 2, 3, 4]
JavaScript 中沒有內置的方法來“連接” (合並)多個對象。 你可以使用一個 JavaScript 庫,比如 Underscore:
> var o1 = {eeny:1, meeny:2};
> var o2 = {miny:3, moe: 4};
> _.extend(o1, o2)
{eeny: 1, meeny: 2, miny: 3, moe: 4}
注意:和 Array.prototype.concat() 方法不同,extend() 方法會修改它的第一個參數,而不是返回合並后的對象:
> o1
{eeny: 1, meeny: 2, miny: 3, moe: 4}
> o2
{miny: 3, moe: 4}
