JavaScript 运算符规则与隐式类型转换详解 从属于笔者的现代 JavaScript 开发：语法基础与工程实践系列文章，主要探讨 JavaScript 中令人迷惑的加减乘除与比较等常见运算中的规则与隐式类型转换;本文中涉及的参考资料全部声明在了JavaScript 数据结构学习与实践资料索引。
在 JavaScript 中，当我们进行比较操作或者加减乘除四则运算操作时，常常会触发 JavaScript 的隐式类型转换机制;而这部分也往往是令人迷惑的地方。譬如浏览器中的 console.log 操作常常会将任何值都转化为字符串然后展示，而数学运算则会首先将值转化为数值类型(除了 Date 类型对象)然后进行操作。
我们首先来看几组典型的 JavaScript 中运算符操作结果，希望阅读完本部分之后能够对每一个条目都能进行合理解释：
- // 比较
- [] == ![] // true
- NaN !== NaN // true
- 1 == true // true
- 2 == true // false
- "2" == true // flase
- null > 0 // false
- null < 0 // false
- null == 0 // false
- null >= 0 // true
- // 加法
- true + 1 // 1
- undefined + 1 // NaN
- let obj = {};
- {} + 1 // 1，这里的 {} 被当成了代码块
- { 1 + 1 } + 1 // 1
- obj + 1 // [object Object]1
- {} + {} // Chrome 上显示 "[object Object][object Object]"，Firefox 显示 NaN
- [] + {} // [object Object]
- [] + a // [object Object]
- + [] // 等价于 + "" => 0
- {} + [] // 0
- a + [] // [object Object]
- [2,3] + [1,2] // '2,31,2'
- [2] + 1 // '21'
- [2] + (-1) // "2-1"
- // 减法或其他操作，无法进行字符串连接，因此在错误的字符串格式下返回 NaN
- [2] - 1 // 1
- [2,3] - 1 // NaN
- {} - 1 // -1
原始类型间转换
JavaScript 中我们常说的原始类型包括了数值类型、字符串类型、布尔类型与空类型这几种;而我们常用的原始类型之间的转换函数就是 String、Number 与 Boolean:
- // String
- let value = true;
- console.log(typeof value); // boolean
- value = String(value); // now value is a string "true"
- console.log(typeof value); // string
- // Number
- let str = "123";
- console.log(typeof str); // string
- let num = Number(str); // becomes a number 123
- console.log(typeof num); // number
- let age = Number("an arbitrary string instead of a number");
- console.log(age); // NaN, conversion failed
- // Boolean
- console.log( Boolean(1) ); // true
- console.log( Boolean(0) ); // false
- console.log( Boolean("hello") ); // true
- console.log( Boolean("") ); // false
最终，我们可以得到如下的 JavaScript 原始类型转换表(包括复合类型向原始类型转换的范例)：
ToPrimitive
在比较运算与加法运算中，都会涉及到将运算符两侧的操作对象转化为原始对象的步骤;而 JavaScript 中这种转化实际上都是由 ToPrimitive 函数执行的。实际上，当某个对象出现在了需要原始类型才能进行操作的上下文时，JavaScript 会自动调用 ToPrimitive 函数将对象转化为原始类型;譬如上文介绍的 alert 函数、数学运算符、作为对象的键都是典型场景，该函数的签名如下：
- ToPrimitive(input, PreferredType?)
为了更好地理解其工作原理，我们可以用 JavaScript 进行简单地实现：
- var ToPrimitive = function(obj,preferredType){
- var APIs = {
- typeOf: function(obj){
- return Object.prototype.toString.call(obj).slice(8,-1);
- },
- isPrimitive: function(obj){
- var _this = this,
- types = ['Null','Undefined','String','Boolean','Number'];
- return types.indexOf(_this.typeOf(obj)) !== -1;
- }
- };
- // 如果 obj 本身已经是原始对象，则直接返回
- if(APIs.isPrimitive(obj)) {return obj;}
- // 对于 Date 类型，会优先使用其 toString 方法；否则优先使用 valueOf 方法
- preferredType = (preferredType === 'String' || APIs.typeOf(obj) === 'Date' ) ? 'String' : 'Number';
- if(preferredType==='Number'){
- if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
- if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
- }else{
- if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
- if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
- }
- throw new TypeError('TypeError');
- }
我们可以简单覆写某个对象的 valueOf 方法，即可以发现其运算结果发生了变化：
- let obj = {
- valueOf:() => {
- return 0;
- }
- }
- obj + 1 // 1
如果我们强制将某个对象的 valueOf 与 toString 方法都覆写为返回值为对象的方法，则会直接抛出异常。
- obj = {
- valueOf: function () {
- console.log("valueOf");
- return {}; // not a primitive
- },
- toString: function () {
- console.log("toString");
- return {}; // not a primitive
- }
- }
- obj + 1
- // error
- Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
- at <anonymous>:1:5
值得一提的是对于数值类型的 valueOf() 函数的调用结果仍为数组，因此数组类型的隐式类型转换结果是字符串。而在 ES6 中引入 Symbol 类型之后，JavaScript 会优先调用对象的 [Symbol.toPrimitive] 方法来将该对象转化为原始类型，那么方法的调用顺序就变为了：
- 当 obj[Symbol.toPrimitive](preferredType) 方法存在时，优先调用该方法;
- 如果 preferredType 参数为 String，则依次尝试 obj.toString() 与 obj.valueOf();
- 如果 preferredType 参数为 Number 或者默认值，则依次尝试 obj.valueOf() 与 obj.toString()。
而 [Symbol.toPrimitive] 方法的签名为：
- obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
- // return a primitive value
- // hint = one of "string", "number", "default"
- }
我们同样可以通过覆写该方法来修改对象的运算表现：
- user = {
- name: "John",
- money: 1000,
- [Symbol.toPrimitive](hint) {
- console.log(`hint: ${hint}`);
- return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money;
- }
- };
- // conversions demo:
- console.log(user); // hint: string -> {name: "John"}
- console.log(+user); // hint: number -> 1000
- console.log(user + 500); // hint: default -> 1500
比较运算
JavaScript 为我们提供了严格比较与类型转换比较两种模式，严格比较(===)只会在操作符两侧的操作对象类型一致，并且内容一致时才会返回为 true，否则返回 false。而更为广泛使用的 == 操作符则会首先将操作对象转化为相同类型，再进行比较。对于 <= 等运算，则会首先转化为原始对象(Primitives)，然后再进行对比。
标准的相等性操作符(== 与 !=)使用了Abstract Equality Comparison Algorithm来比较操作符两侧的操作对象(x == y)，该算法流程要点提取如下：
- 如果 x 或 y 中有一个为 NaN，则返回 false;
- 如果 x 与 y 皆为 null 或 undefined 中的一种类型，则返回 true(null == undefined // true);否则返回 false(null == 0 // false);
- 如果 x,y 类型不一致，且 x,y 为 String、Number、Boolean 中的某一类型，则将 x,y 使用 toNumber 函数转化为 Number 类型再进行比较;
- 如果 x，y 中有一个为 Object，则首先使用 ToPrimitive 函数将其转化为原始类型，再进行比较。
我们再来回顾下文首提出的 [] == ![] 这个比较运算，首先 [] 为对象，则调用 ToPrimitive 函数将其转化为字符串 "";对于右侧的 ![]，首先会进行显式类型转换，将其转化为 false。然后在比较运算中，会将运算符两侧的运算对象都转化为数值类型，即都转化为了 0，因此最终的比较结果为 true。在上文中还介绍了 null >= 0 为 true 的这种比较结果，在 ECMAScript 中还规定，如果 <为 false，则 >= 为 true。
加法运算
对于加法运算而言，JavaScript 首先会将操作符两侧的对象转换为 Primitive 类型;然后当适当的隐式类型转换能得出有意义的值的前提下，JavaScript 会先进行隐式类型转换，再进行运算。譬如 value1 + value2 这个表达式，首先会调用 ToPrimitive 函数将两个操作数转化为原始类型：
- prim1 := ToPrimitive(value1)
- prim2 := ToPrimitive(value2)
这里将会优先调用除了 Date 类型之外对象的 valueOf 方法，而因为数组的 valueOf 方法的返回值仍为数组类型，则会返回其字符串表示。而经过转换之后的 prim1 与 prim2 中的任一个为字符串，则会优先进行字符串连接;否则进行加法计算。
【本文是51CTO专栏作者“张梓雄 ”的原创文章，如需转载请通过51CTO与作者联系】
