JS的{} + {}与{} + []的结果是什么?

2017-01-09 14:08:20来源:segmentfault作者:eyesofkids人点击

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

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


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)


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。


在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:

如果input是原始数据类型,则直接返回input。


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。


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。


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:

如果input是原始数据类型,则直接返回input。


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。


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。


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。


参考文章

What is {} + {} in JavaScript?

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