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[Java教程]对于JS == 运算的一些理解


声明:本文是摘自一篇文章,放在这只为做为一个笔记能更好学习。

 

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,画了一张图,通过它你会彻底地搞清楚关于==的一切。同时,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。

 

先上图:

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(http://es5.github.io/#x11.9.3)。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JS中关于类型的知识:

  1. JS中的值有两种类型:原始类型(Primitive)、对象类型(Object)。

  2. 原始类型包括:Undefined、Null、Boolean、Number和String等五种。

  3. 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。

  4. 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。

 

 1   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是用来表示不确定或者的,而右侧的四种类型都是确定的非空。我们可以这样说:

左侧是一个存在的世界,右侧是一个的世界。

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)

 

 2   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JS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JS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。

 

 3   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 -> 
1false -> 0

这一点也不需浪费过多口舌。想一下在C语言中,根本没有布尔类型,通常用来表示逻辑真假的正是整数1和0。

 

 4   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('\r\n\t123\v\f') // 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0Number('\r\n\t \v\f') // 结果0

 

 5   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。

 

 6   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):

 7   举个例子

 

前面废话太多了,这里还是举个例子,来证明图1确实是方便有效可以指导实践的。

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。

 

 8   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。

 

 9   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valueOftoString方法)。

瞧见没有,一共只有4条规则!是不是很清晰、很简单。