JS加法运算全解析

终极命题:
在JS中:[]+[]、[]+{}、{}+[]、{}+{}的结果分别是什么?

一、JS中的类型
  • 基本类型
    JS的基本类型包括Undefined、Null、Boolean、Number和String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。
  • 值类型
    JS中的值有原始类型(Primitive)和对象类型(Object)。在做相加等操作时,不是原始类型的要先转换为原始类型,再执行相关的操作。
二、JS中的加法运算

1、使用ToPrimitive运算转换左右运算元为原始数据类型(primitive)。
2、在转换后,如果其中一个运算元出现原始数据类型是“字符串”类型值时,则另一运算元强制转换为字符串,然后做字符串的连接运算。
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,然后作数字的相加。

三、ToPrimitive内部运算

加号运算符只能用于原始数据类型,对于对象类型的值,需要进行数据转换。在ECMAScript中,有一个抽象的ToPrimitive运算,用于将对象转换为原始数据类型,在对象的加法、关系比较或值相等比较的运算中,都会用到。

关于ToPrimitive的说明语法:

ToPrimitive(input, PreferredType?)

input代表代入的值,PreferredType可以是数字(Number)或字符串(String)其中一种,表示需要优先转换的原始类型。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,有两个方法,valueOf与toString,在对象的数据类型转换过程中会根据传入的值调整被调用的顺序。

  • PreferredType为数字(Number)时
    当PreferredType为数字(Number)时,input为要被转换的值,转换input值的步骤:
    1.如果input为原始数据类型,直接返回input。
    2.否则,input是对象,调用valueOf()方法,如果能得到原始数据类型的值,返回这个值。
    3.否则,input是对象,调用toString()方法,如果能得到原始数据类型的值,返回这个值。
    4.否则,抛出TypeError错误。

  • PreferredType为字符串(String)时
    1.如果input是原始数据类型,直接返回input。
    2.否则,input是对象,调用toString()方法,如果能得到原始数据类型的值,返回这个值。
    3.否则,input是对象,调用valueOf()方法,如果能得到原始数据类型的值,返回这个值。
    4.否则,抛出TypeError错误。

  • PreferredType未提供(default)时
    PreferredType预设类型为Number,所以先调用valueOf(),再调用toString()。

其中比较特殊的是Date对象和Symbol对象,他们覆盖了原来的PreferredType行为,Date对象预设首选类型是String。

四、valueOf()和toString()

valueOf()和toString()是Object上的两个方法,但是在JS中,可能会根据Object之间的差异,返回值有所不同。

  • 普通的Object对象
    valueOf():返回对象本身。
    toString():"[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)。

利用Object中的toString来进行各种不同对象的判断语法:

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

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

需要配合call,才能得到正确的对象类型值。

  • Array(数组)
    Array(数组)虽然是个对象类型,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(): 返回对象本身
    toString(): 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
    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(): 返回对象本身
    toString(): 返回函数中包含的代码转为字符串值。

  • Date对象
    valueOf(): 返回给定的时间转为UNIX时间(自1 January 1970 00:00:00 UTC起算),但是以微秒计算的数字值
    toString(): 返回本地化的时间字符串

五、Number、String、Boolean包装对象

JS的包装对象是必须使用new关键字进行对象实例化的,直接使用Number()、String()与Boolean()三个强制转换函数的用法。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。

  • 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,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:
    1、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)
    2、 String包装对象的toString方法: 与String包装对象中的valueOf相同返回结果
    3、Boolean包装对象的toString方法: 返回"true"或"false"字符串

  • 强制转换
    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。

    通过ToNumber()把值转换成Number:

    参数 结果
    undefined NaN
    null +0
    boolean true被转换为1,false转换为+0
    number 无需转换
    string 由字符串解析为数字。例如,”324″被转换为324

    通过ToString()把值转化成字符串:

    参数 结果
    undefined “undefined”
    null “null”
    boolean “true” 或者 “false”
    number 数字作为字符串。比如,”1.765″
    string 无需转换
六、从实例中理解
  • 运算元其一为字符串(String)
/**
 * 运算元其一为字符串(String)
 */
console.log('12'+1);            // 121
console.log('abc'+'def');       // abcdef
console.log('1'+true);          //1true
console.log('1'+undefined);     //1undefined
console.log('1'+null);          //1null

运算元其一为字符串,字符串的拼接运算。

  • 运算元其一为数字(Number)
/**
 * 运算元其一为数字(Number)
 */
console.log(1+1);            // 2
console.log(1+'def');       // 1def
console.log(1+true);          //2
console.log(1+undefined);     //NaN
console.log(1+null);          //1

1+'def'为运算元其一为字符串情况,其余为在没有字符串情况下,运算元其一为数字,做类型转换后相加。

  • 数字(Number)/字符串(String)以外的原始类型相加
/**
 * 数字(Number)/字符串(String)以外的原始类型相加
 */
console.log(true+true);             // 2
console.log(true+null);             // 1
console.log(true+undefined);        //NaN
console.log(undefined+null);        //NaN
console.log(undefined+undefined);   //NaN
console.log(null+null);            //0

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,这与字符串完全无关。

  • 空数组 + 空数组
console.log([] + []);        //""

两个数组相加,左右运算元先调用valueOf(),返回数组本身,调用toString(),返回原始数据类型,即空字符串,作连接操作,得到一个空字符串。

  • 空对象 + 空对象
console.log({} + {});        //"[object Object][object Object]"

两个对象相加,左右运算元先调用valueOf(),返回对象本身,调用toString(),返回原始数据类型,即对象字符串[object Object],作连接操作,得到字符串[object Object][object Object]

console.log({}+{})得到的这样的结果,但是,在有些浏览器例如Firefox、Edge控制台直接输入{}+{},会得到NaN,因为浏览器会把{} + {}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,所以会认为略过第一个{},把整个语句认为是个+{}的语句,也就是相当于强制求出数字值的Number({})函数调用运算,相当于Number("[object Object]")运算,最后得出的是NaN。如果加上圆括号({}) + {},则可以避免这样的问题。

  • 空对象 + 空数组
console.log({} + []);        //"[object Object]"

空对象和空数组相加,左右运算元先调用valueOf(),返回对象数组本身,调用toString(),返回原始数据类型,即对象字符串[object Object]和"",作连接操作,得到字符串[object Object]

直接console.log得到的都是一样的值,但是直接在浏览器控制台输入:

> {} + []
0

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

{} + []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。

  • Date对象
console.log(1 + (new Date()));       //"1Tue Aug 14 2018 21:18:24 GMT+0800 (中国标准时间)"

Date对象首选类型String,先调用toString(),得到字符串做字符串连接运算。

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:

console.log(+new Date());
1534298171747
  • Symbols类型
    ES6中新加入的Symbols数据类型,它不算是一般的值也不是对象,它并没有内部自动转型的设计,所以完全不能直接用于加法运算,使用时会报错。

  • +[]/+{}

console.log(+[]);     // 0
console.log(+{});     // NaN
console.log(+null);     //0
console.log(+true);     //1
console.log(+undefined);     //NaN

一元加号运算时,唯一的运算元相当于强制求出数字值的Number([])运算。

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