4.1 数据类型的转换
概述
JavaScript 是一种动态类型语言,变量没有类型限制,可以随时赋予任意值。
var x = y ? 1 : 'a';
上面代码中,变量x
到底是数值还是字符串,取决于另一个变量y
的值。y
为true
时,x
是一个数值;y
为false
时,x
是一个字符串。这意味着,x
的类型没法在编译阶段就知道,必须等到运行时才能知道。
虽然变量的数据类型是不确定的,但是各种运算符对数据类型是有要求的。如果运算符发现,运算子的类型与预期不符,就会自动转换类型。比如,减法运算符预期左右两侧的运算子应该是数值,如果不是,就会自动将它们转为数值。
'4' - '3' // 1
上面代码中,虽然是两个字符串相减,但是依然会得到结果数值1
,原因就在于 JavaScript 将运算子自动转为了数值。
本章讲解数据类型自动转换的规则。在此之前,先讲解如何手动强制转换数据类型。
强制转换
强制转换主要指使用Number()
、String()
和Boolean()
三个函数,手动将各种类型的值,分别转换成数字、字符串或者布尔值。
Number()
使用Number
函数,可以将任意类型的值转化成数值。
下面分成两种情况讨论,一种是参数是原始类型的值,另一种是参数是对象。
(1)原始类型值
原始类型值的转换规则如下。
// 数值:转换后还是原来的值
Number(324) // 324
// 字符串:如果可以被解析为数值,则转换为相应的数值
Number('324') // 324
// 字符串:如果不可以被解析为数值,返回 NaN
Number('324abc') // NaN
// 空字符串转为0
Number('') // 0
// 布尔值:true 转成 1,false 转成 0
Number(true) // 1
Number(false) // 0
// undefined:转成 NaN
Number(undefined) // NaN
// null:转成0
Number(null) // 0
Number
函数将字符串转为数值,要比parseInt
函数严格很多。基本上,只要有一个字符无法转成数值,整个字符串就会被转为NaN
。
parseInt('42 cats') // 42
Number('42 cats') // NaN
上面代码中,parseInt
逐个解析字符,而Number
函数整体转换字符串的类型。
另外,parseInt
和Number
函数都会自动过滤一个字符串前导和后缀的空格。
parseInt('\t\v\r12.34\n') // 12
Number('\t\v\r12.34\n') // 12.34
(2)对象
简单的规则是,Number
方法的参数是对象时,将返回NaN
,除非是包含单个数值的数组。
Number({a: 1}) // NaN
Number([1, 2, 3]) // NaN
Number([5]) // 5
之所以会这样,是因为Number
背后的转换规则比较复杂。
第一步,调用对象自身的valueOf
方法。如果返回原始类型的值,则直接对该值使用Number
函数,不再进行后续步骤。
第二步,如果valueOf
方法返回的还是对象,则改为调用对象自身的toString
方法。如果toString
方法返回原始类型的值,则对该值使用Number
函数,不再进行后续步骤。
第三步,如果toString
方法返回的是对象,就报错。
请看下面的例子。
var obj = {x: 1};
Number(obj) // NaN
// 等同于
if (typeof obj.valueOf() === 'object') {
Number(obj.toString());
} else {
Number(obj.valueOf());
}
上面代码中,Number
函数将obj
对象转为数值。背后发生了一连串的操作,首先调用obj.valueOf
方法, 结果返回对象本身;于是,继续调用obj.toString
方法,这时返回字符串[object Object]
,对这个字符串使用Number
函数,得到NaN
。
默认情况下,对象的valueOf
方法返回对象本身,所以一般总是会调用toString
方法,而toString
方法返回对象的类型字符串(比如[object Object]
)。所以,会有下面的结果。
Number({}) // NaN
如果toString
方法返回的不是原始类型的值,结果就会报错。
var obj = {
valueOf: function () {
return {};
},
toString: function () {
return {};
}
};
Number(obj)
// TypeError: Cannot convert object to primitive value
上面代码的valueOf
和toString
方法,返回的都是对象,所以转成数值时会报错。
从上例还可以看到,valueOf
和toString
方法,都是可以自定义的。
Number({
valueOf: function () {
return 2;
}
})
// 2
Number({
toString: function () {
return 3;
}
})
// 3
Number({
valueOf: function () {
return 2;
},
toString: function () {
return 3;
}
})
// 2
上面代码对三个对象使用Number
函数。第一个对象返回valueOf
方法的值,第二个对象返回toString
方法的值,第三个对象表示valueOf
方法先于toString
方法执行。
String()
String
函数可以将任意类型的值转化成字符串,转换规则如下。
(1)原始类型值
- 数值:转为相应的字符串。
- 字符串:转换后还是原来的值。
- 布尔值:
true
转为字符串"true"
,false
转为字符串"false"
。 - undefined:转为字符串
"undefined"
。 - null:转为字符串
"null"
。
String(123) // "123"
String('abc') // "abc"
String(true) // "true"
String(undefined) // "undefined"
String(null) // "null"
(2)对象
String
方法的参数如果是对象,返回一个类型字符串;如果是数组,返回该数组的字符串形式。
String({a: 1}) // "[object Object]"
String([1, 2, 3]) // "1,2,3"
String
方法背后的转换规则,与Number
方法基本相同,只是互换了valueOf
方法和toString
方法的执行顺序。
先调用对象自身的
toString
方法。如果返回原始类型的值,则对该值使用String
函数,不再进行以下步骤。如果
toString
方法返回的是对象,再调用原对象的valueOf
方法。如果valueOf
方法返回原始类型的值,则对该值使用String
函数,不再进行以下步骤。如果
valueOf
方法返回的是对象,就报错。
下面是一个例子。
String({a: 1})
// "[object Object]"
// 等同于
String({a: 1}.toString())
// "[object Object]"
上面代码先调用对象的toString
方法,发现返回的是字符串[object Object]
,就不再调用valueOf
方法了。
如果toString
法和valueOf
方法,返回的都是对象,就会报错。
var obj = {
valueOf: function () {
return {};
},
toString: function () {
return {};
}
};
String(obj)
// TypeError: Cannot convert object to primitive value
下面是通过自定义toString
方法,改变返回值的例子。
String({
toString: function () {
return 3;
}
})
// "3"
String({
valueOf: function () {
return 2;
}
})
// "[object Object]"
String({
valueOf: function () {
return 2;
},
toString: function () {
return 3;
}
})
// "3"
上面代码对三个对象使用String
函数。第一个对象返回toString
方法的值(数值3),第二个对象返回的还是toString
方法的值([object Object]
),第三个对象表示toString
方法先于valueOf
方法执行。
Boolean()
Boolean()
函数可以将任意类型的值转为布尔值。
它的转换规则相对简单:除了以下五个值的转换结果为false
,其他的值全部为true
。
undefined
null
0
(包含-0
和+0
)NaN
''
(空字符串)
Boolean(undefined) // false
Boolean(null) // false
Boolean(0) // false
Boolean(NaN) // false
Boolean('') // false
当然,true
和false
这两个布尔值不会发生变化。
Boolean(true) // true
Boolean(false) // false
注意,所有对象(包括空对象)的转换结果都是true
,甚至连false
对应的布尔对象new Boolean(false)
也是true
(详见《原始类型值的包装对象》一章)。
Boolean({}) // true
Boolean([]) // true
Boolean(new Boolean(false)) // true
所有对象的布尔值都是true
,这是因为 JavaScript 语言设计的时候,出于性能的考虑,如果对象需要计算才能得到布尔值,对于obj1 && obj2
这样的场景,可能会需要较多的计算。为了保证性能,就统一规定,对象的布尔值为true
。
自动转换
下面介绍自动转换,它是以强制转换为基础的。
遇到以下三种情况时,JavaScript 会自动转换数据类型,即转换是自动完成的,用户不可见。
第一种情况,不同类型的数据互相运算。
123 + 'abc' // "123abc"
第二种情况,对非布尔值类型的数据求布尔值。
if ('abc') {
console.log('hello')
} // "hello"
第三种情况,对非数值类型的值使用一元运算符(即+
和-
)。
+ {foo: 'bar'} // NaN
- [1, 2, 3] // NaN
自动转换的规则是这样的:预期什么类型的值,就调用该类型的转换函数。比如,某个位置预期为字符串,就调用String()
函数进行转换。如果该位置既可以是字符串,也可能是数值,那么默认转为数值。
由于自动转换具有不确定性,而且不易除错,建议在预期为布尔值、数值、字符串的地方,全部使用Boolean()
、Number()
和String()
函数进行显式转换。
自动转换为布尔值
JavaScript 遇到预期为布尔值的地方(比如if
语句的条件部分),就会将非布尔值的参数自动转换为布尔值。系统内部会自动调用Boolean()
函数。
因此除了以下五个值,其他都是自动转为true
。
undefined
null
+0
或-0
NaN
''
(空字符串)
下面这个例子中,条件部分的每个值都相当于false
,使用否定运算符后,就变成了true
。
if ( !undefined
&& !null
&& !0
&& !NaN
&& !''
) {
console.log('true');
} // true
下面两种写法,有时也用于将一个表达式转为布尔值。它们内部调用的也是Boolean()
函数。
// 写法一
expression ? true : false
// 写法二
!! expression
自动转换为字符串
JavaScript 遇到预期为字符串的地方,就会将非字符串的值自动转为字符串。具体规则是,先将复合类型的值转为原始类型的值,再将原始类型的值转为字符串。
字符串的自动转换,主要发生在字符串的加法运算时。当一个值为字符串,另一个值为非字符串,则后者转为字符串。
'5' + 1 // '51'
'5' + true // "5true"
'5' + false // "5false"
'5' + {} // "5[object Object]"
'5' + [] // "5"
'5' + function (){} // "5function (){}"
'5' + undefined // "5undefined"
'5' + null // "5null"
这种自动转换很容易出错。
var obj = {
width: '100'
};
obj.width + 20 // "10020"
上面代码中,开发者可能期望返回120
,但是由于自动转换,实际上返回了一个字符10020
。
自动转换为数值
JavaScript 遇到预期为数值的地方,就会将参数值自动转换为数值。系统内部会自动调用Number()
函数。
除了加法运算符(+
)有可能把运算子转为字符串,其他运算符都会把运算子自动转成数值。
'5' - '2' // 3
'5' * '2' // 10
true - 1 // 0
false - 1 // -1
'1' - 1 // 0
'5' * [] // 0
false / '5' // 0
'abc' - 1 // NaN
null + 1 // 1
undefined + 1 // NaN
上面代码中,运算符两侧的运算子,都被转成了数值。
注意:
null
转为数值时为0
,而undefined
转为数值时为NaN
。
一元运算符也会把运算子转成数值。
+'abc' // NaN
-'abc' // NaN
+true // 1
-false // 0
参考链接
- Axel Rauschmayer, What is {} + {} in JavaScript?
- Axel Rauschmayer, JavaScript quirk 1: implicit conversion of values
- Benjie Gillam, Quantum JavaScript?
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