JS的{} + {}与{} + []的结果是什么?

浏览: 2 发布日期: 2017-01-07 分类: java

在JS中的运算符共同的情况中,(+)符号是很常见的一种,它有以下的使用情况:

  • 数字的加法运算,二元运算

  • 字符串的连接运算,二元运算,最高优先

  • 正号,一元运算,可延伸为强制转换其他类型的运算元为数字类型

当然,如果考虑多个符号一起使用时,(+=)与(++)又是另外的用途。

另一个常见的是花括号({}),它有两个用途也很常见:

  • 对象的字面文字定义

  • 区块语句

所以,要能回答这个问题,要先搞清楚重点是什么?

第一个重点是:

加号(+)运算在JS中在使用上的规定是什么。

第二个重点则是:

对象在JS中是怎么转换为原始数据类型的值的。

加号运算符(+)

除了上面说明的常见情况外,在标准中转换的规则还有以下几个,要注意它的顺序:

operand + operand = result

  1. 使用 ToPrimitive 运算转换左与右运算元为原始数据类型值(primitive)

  2. 在第1步转换后,如果有运算元出现原始数据类型是"字符串"类型值时,则另一运算元作强制转换为字符串,然后作字符串的连接运算(concatenation)

  3. 在其他情况时,所有运算元都会转换为原始数据类型的"数字"类型值,然后作数学的相加运算(addition)

ToPrimitive内部运算

因此,加号运算符只能使用于原始数据类型,那么对于对象类型的值,要如何转换为原始数据类型?下面说明是如何转换为原始数据类型的。

ECMAScript 6th Edition #7.1.1 ,有一个抽象的 ToPrimitive 运算,它会用于对象转换为原始数据类型,这个运算不只会用在加号运算符,也会用在关系比较或值相等比较的运算中。下面有关于 ToPrimitive 的说明语法:

ToPrimitive(input, PreferredType?)

input 代表代入的值,而 PreferredType 可以是数字(Number)或字符串(String)其中一种,这会代表"优先的"、"首选的"的要进行转换到哪一种原始类型,转换的步骤会依这里的值而有所不同。但如果没有提供这个值也就是预设情况,则会设置转换的 hint 值为 "default" 。这个首选的转换原始类型的指示( hint 值),是在作内部转换时由JS视情况自动加上的,一般情况就是预设值。

而在JS的 Object 原型的设计中,都一定会有两个 valueOf 与 toString 方法,所以这两个方法在所有对象里面都会有,不过它们在转换有可能会交换被调用的顺序。

当PreferredType为数字(Number)时

当 PreferredType 为数字(Number)时, input 为要被转换的值,以下是转换这个 input 值的步骤:

  1. 如果 input 是原始数据类型,则直接返回 input 。

  2. 否则,如果 input 是个对象时,则调用对象的 valueOf() 方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

  3. 否则,如果 input 是个对象时,调用对象的 toString() 方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

  4. 否则,抛出TypeError错误。

当PreferredType为字符串(String)时

上面的步骤2与3对调,如同下面所说:

  1. 如果 input 是原始数据类型,则直接返回 input 。

  2. 否则,如果 input 是个对象时,调用对象的 toString() 方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

  3. 否则,如果 input 是个对象时,则调用对象的 valueOf() 方法,如果能得到原始数据类型的值,则返回这个值。

  4. 否则,抛出TypeError错误。

PreferredType没提供时,也就是hint为"default"时

与 PreferredType 为数字(Number)时的步骤相同。

数字其实是预设的首选类型,也就是说在一般情况下,加号运算中的对象要作转型时,都是先调用 valueOf 再调用 toString 。

但这有两个异常,一个是 Date 对象,另一是 Symbol 对象,它们覆盖了原来的 PreferredType 行为, Date 对象的预设首选类型是字符串(String)。

因此你会看到在一些教程文件上会区分为两大类对象,一类是 Date 对象,另一类叫 非Date(non-date) 对象。因为这两大类的对象在进行转换为原始数据类型时,首选类型恰好相反。

模拟代码说明

以简单的模拟代码来说明,加号运算符(+)的运行过程就是像下面这个模拟码一样,我想这会很容易理解:

a + b:
    pa = ToPrimitive(a)
    pb = ToPrimitive(b)

    if(pa is string || pb is string)
       return concat(ToString(pa), ToString(pb))
    else
       return add(ToNumber(pa), ToNumber(pb))

步骤简单来说就是,运算元都用 ToPrimitive 先转换为原始数据类型,然后其一是字符串时,使用 ToString 强制转换另一个运算元,然后作字符串连接运算。要不然,就是都使用 ToNumber 强制转换为数字作加法运算。

而 ToPrimitive 在遇到对象类型时,预设调用方式是先调用 valueOf 再调用 toString ,一般情况数字类型是首选类型。

上面说的 ToString 与 ToNumber 这两个也是JS内部的抽象运算。

valueOf与toString方法

valueOf 与 ToString 是在Object中的两个必有的方法,位于Object.prototype上,它是对象要转为原始数据类型的两个姐妹方法。从上面的内容已经可以看到, ToPrimitive 这个抽象的内部运算,会依照设置的首选的类型,决定要先后调用 valueOf 与 toString 方法的顺序,当数字为首选类型时,优先使用 valueOf ,然后再调用 toString 。当字符串为首选类型时,则是相反的顺序。预设调用方式则是如数字首选类型一样,是先调用 valueOf 再调用 toString 。

JS对于Object与Array的设计

在JS中所设计的 Object 纯对象类型的 valueOf 与 toString 方法,它们的返回如下:

  • valueOf 方法返回值: 对象本身。

  • toString 方法返回值: "[object Object]"字符串值,不同的内建对象的返回值是"[object type]"字符串,"type"指的是对象本身的类型识别,例如Math对象是返回"[object Math]"字符串。但有些内建对象因为覆盖了这个方法,所以直接调用时不是这种值。(注意: 这个返回字符串的前面的"object"开头英文是小写,后面开头英文是大写)

你有可能会看过,利用Object中的toString来进行各种不同对象的判断语法,这在以前JS能用的函数库或方法不多的年代经常看到,不过它需要配合使用函数中的 call 方法,才能输出正确的对象类型值,例如:

> Object.prototype.toString.call([])
"[object Array]"

> Object.prototype.toString.call(new Date)
"[object Date]"

所以,从上面的内容就可以知道,下面的这段代码的结果会是调用到 toString 方法(因为 valueOf 方法的返回并不是原始的数据类型):

> 1 + {}
"1[object Object]"

一元正号(+),具有让首选类型(也就是hint)设置为数字(Number)的功能,所以可以强制让对象转为数字类型,一般的对象会转为:

> +{} //相当于 +"[object Object]"
NaN

当然,对象的这两个方法都可以被覆盖,你可以用下面的代码来观察这两个方法的运行顺序,下面这个都是先调用 valueOf 的情况:

let obj = {
  valueOf: function () {
      console.log('valueOf');
      return {}; // object
  },
  toString: function () {
      console.log('toString');
      return 'obj'; // string
  }
}
console.log(1 + obj);  //valueOf -> toString -> '1obj'
console.log(+obj); //valueOf -> toString -> NaN
console.log('' + obj); //valueOf -> toString -> 'obj'

先调用 toString 的情况比较少见,大概只有 Date 对象或强制要转换为字符串时才会看到:

let obj = {
  valueOf: function () {
      console.log('valueOf');
      return 1; // number
  },
  toString: function () {
      console.log('toString');
      return {}; // object
  }
}
alert(obj); //toString -> valueOf -> alert("1");
String(obj); //toString -> valueOf -> "1";

而下面这个例子会造成错误,因为不论顺序是如何都得不到原始数据类型的值,错误消息是"TypeError: Cannot convert object to primitive value",从这个消息中很明白的告诉你,它这里面会需要转换对象到原始数据类型:

let obj = {
  valueOf: function () {
      console.log('valueOf');
      return {}; // object
  },
  toString: function () {
      console.log('toString');
      return {}; // string
  }
}

console.log(obj + obj);  //valueOf -> toString -> error!

Array(数组)很常用到,虽然它是个对象类型,但它与Object的设计不同,它的 toString 有覆盖,说明一下数组的 valueOf 与 toString 的两个方法的返回值:

  • valueOf 方法返回值: 对象本身。(与Object一样)

  • toString 方法返回值: 相当于用数组值调用 join(',') 所返回的字符串。也就是 [1,2,3].toString() 会是 "1,2,3" ,这点要特别注意。

Function对象很少会用到,它的 toString 也有被覆盖,所以并不是Object中的那个 toString ,Function对象的 valueOf 与 toString 的两个方法的返回值:

  • valueOf 方法返回值: 对象本身。(与Object一样)

  • toString 方法返回值: 函数中包含的代码转为字符串值

Number、String、Boolean三个包装对象

包装对象是JS为原始数据类型数字、字符串、布尔专门设计的对象,所有的这三种原始数据类型所使用到的属性与方法,都是在这上面所提供。

包装对象的 valueOf 与 toString 的两个方法在原型上有经过覆盖,所以它们的返回值与一般的Object的设计不同:

  • valueOf 方法返回值: 对应的原始数据类型值

  • toString 方法返回值: 对应的原始数据类型值,转换为字符串类型时的字符串值

toString 方法会比较特别,这三个包装对象里的 toString 的细部说明如下:

  • Number包装对象的 toString 方法: 可以有一个传参,可以决定转换为字符串时的进位(2、8、16)

  • String包装对象的 toString 方法: 与String包装对象中的 valueOf 相同返回结果

  • Boolean包装对象的 toString 方法: 返回"true"或"false"字符串

另外,常被搞混的是直接使用 Number() 、 String() 与 Boolean() 三个强制转换函数的用法,这与包装对象的用法不同,包装对象是必须使用 new 关键字进行对象实例化的,例如 new Number(123) ,而 Number('123') 则是强制转换其他类型为数字类型的函数。

Number() 、 String() 与 Boolean() 三个强制转换函数,所对应的就是在ECMAScript标准中的 ToNumber 、 ToString 、 ToBoolean 三个内部运算转换的对照表。而当它们要转换对象类型前,会先用上面说的 ToPrimitive 先转换对象为原始数据类型,再进行转换到所要的类型值。

不管如何,包装对象很少会被使用到,一般我们只会直接使用原始数据类型的值。而强制转换函数因为也有替换的语法,它们会被用到的机会也不多。

实例

字符串 + 其他原始类型

字符串在加号运算有最高的优先运算,与字符串相加必定是字符串连接运算(concatenation)。所有的其他原始数据类型转为字符串,可以参考ECMAScript标准中的 ToString 对照表,以下为一些简单的例子:

> '1' + 123
"1123"

> '1' + false
"1false"

> '1' + null
"1null"

> '1' + undefined
"1undefined"

数字 + 其他的非字符串的原始数据类型

数字与其他类型作相加时,除了字符串会优先使用字符串连接运算(concatenation)的,其他都要依照数字为优先,所以除了字符串之外的其他原始数据类型,都要转换为数字来进行数学的相加运算。如果明白这项规则,就会很容易的得出加法运算的结果。

所有转为数字类型可以参考ECMAScript标准中的 ToNumber 对照表,以下为一些简单的例子:

> 1 + true //true转为1, false转为0
2

> 1 + null //null转为0
1

> 1 + undefined //null转为NaN
NaN

数字/字符串以外的原始数据类型作加法运算

所以,当数字与字符串以外的其他原始数据类型直接使用加号运算时,就是转为数字再运算,这与字符串无关。

> true + true
2

> true + null
1

> undefined + null
NaN

空数组 + 空数组

> [] + []
""

两个数组相加,依然按照 valueOf -> toString 的顺序,但因为 valueOf 是数组本身,所以会以 toString 的返回值才是原始数据类型,也就是空字符串,所以这个运算相当于两个空字符串在相加,依照加法运算规则第2步骤,是字符串连接运算(concatenation),两个空字符串连接最后得出一个空字符串。

空对象 + 空对象

> {} + {}
"[object Object][object Object]"

两个空对象相加,依然按照 valueOf -> toString 的顺序,但因为 valueOf 是对象本身,所以会以 toString 的返回值才是原始数据类型,也就是"[object Object]"字符串,所以这个运算相当于两个"[object Object]"字符串在相加,依照加法运算规则第2步骤,是字符串连接运算(concatenation),最后得出一个"object Object"字符串。

但是这个结果有异常,上面的结果只是在Chrome浏览器上的结果,怎么说呢?

有些浏览器例如Firefox、Edge浏览器会把 {} + {} 直译为相当于 +{} 语句,因为它们会认为以花括号开头( { )的,是一个区块语句的开头,而不是一个对象字面量的语句,所以会认为略过第一个 {} ,把它认为是个 +{} 的语句,也就是相当于强制求出数字值的 Number({}) 运算,相当于 Number("[object Object]") 运算,最后得出的是 NaN 。

特别注意: {} + {} 在不同的浏览器有不同结果

如果在第一个(前面)的空对象加上圆括号( () ),这样JS就会认为前面是个对象,就可以得出同样的结果:

> ({}) + {}
"[object Object][object Object]"

或是分开来先定义对象的变量值,也可以得出同样的结果,像下面这样:

> let foo = {}, bar = {};
> foo + bar;

注: 上面说的行为这与加号运算的第一个(前面)的对象字面值是不是个空对象无关,就算是里面有值的对象字面,例如 {a:1, b:2} ,也是同样的结果。

空对象 + 空数组

上面同样的把 {} 当作区块语句的情况又会发生,不过这次所有的浏览器都会有一致结果,如果 {} (空对象)在前面,而 [] (空数组)在后面时,前面那个会被认为是区块而不是对象。

所以 {} + [] 相当于 +[] 语句,也就是相当于强制求出数字值的 Number([]) 运算,相当于 Number("") 运算,最后得出的是 0 数字。

> {} + []
0

> [] + {}
"[object Object]"

特别注意: 所以如果第一个(前面)是 {} 时,后面加上其他的像数组、数字或字符串,这时候加号运算会直接变为一元正号运算,也就是强制转为数字的运算。这是个陷阱要小心。

Date对象

Date对象的 valueOf 与 toString 的两个方法的返回值:

  • valueOf 方法返回值:

  • toString 方法返回值:

Date对象上面有提及是首选类型为"字符串"的一种异常的对象,这与其他的对象的行为不同(一般对象会先调用 valueOf 再调用 toString ),在进行加号运算时时,它会优先使用 toString 来进行转换,最后必定是字符串连接运算(concatenation),例如以下的结果:

> 1 + (new Date())
> "1Sun Nov 27 2016 01:09:03 GMT+0800 (CST)"

要得出Date对象中的 valueOf 返回值,需要使用一元加号(+),来强制转换它为数字类型,例如以下的代码:

> +new Date()
1480180751492

Symbols类型

ES6中新加入的Symbols数据类型,它不算是值也不是对象,所以完全不能直接用于加法运算,它并没有内部自动转型的设计,使用时会报错。

总结

{} + {} 的结果是会因浏览器而有不同结果,Chrome中是 [object Object][object Object] 字符串连接,但其它的浏览器则是认为相当于 +{} 运算,得出 NaN 数字类型。

{} + {} 的结果是相当于 +[] ,结果是 0 数字类型。

 

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