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一道面试题引发的对JavaScript类型转换的思考

作者: 来源: 2017-03-10 13:03:14 阅读 我要评论

   最近群里有人发了下面这题:

  实现一个函数,运算结果可以满足如下预期结果:

  add(1)(2) // 3

  add(1, 2, 3)(10) // 16

  add(1)(2)(3)(4)(5) // 15

  对于一个好奇的切图仔来说,忍不住动手尝试了一下,看到题目首先想到的是会用到高阶函数以及 Array.prototype.reduce()。

  高阶函数(Higher-order function):高阶函数的意思是它接收另一个函数作为参数。在 javascript 中,函数是一等公民,允许函数作为参数或者返回值传递。

  得到了下面这个解法:

  function add() {

  var args = Array.prototype.slice.call(arguments);

  return function() {

  var arg2 = Array.prototype.slice.call(arguments);

  return args.concat(arg2).reduce(function(a, b){

  return a + b;

  });

  }

  }

  验证了一下,发现错了:

  add(1)(2) // 3

  add(1, 2)(3) // 6

  add(1)(2)(3) // Uncaught TypeError: add(...)(...) is not a function(…)

  上面的解法,只有在 add()() 情形下是正确的。而当链式操作的参数多于两个或者少于两个的时候,无法返回结果。

  而这个也是这题的一个难点所在,add()的时候,如何既返回一个值又返回一个函数以供后续继续调用?

  后来经过高人指点,通过重写函数的 valueOf 方法或者 toString 方法,可以得到其中一种解法:

  function add () {

  var args = Array.prototype.slice.call(arguments);

  var fn = function () {

  var arg_fn = Array.prototype.slice.call(arguments);

  return add.apply(null, args.concat(arg_fn));

  }

  fn.valueOf = function () {

  return args.reduce(function(a, b) {

  return a + b;

  })

  }

  return fn;

  }

  嗯?第一眼看到这个解法的时候,我是懵逼的。因为我感觉 fn.valueOf() 从头到尾都没有被调用过,但是验证了下结果:

  add(1) // 1

  add(1,2)(3) //6

  add(1)(2)(3)(4)(5) // 15

  神奇的对了!那么玄机必然是在上面的 fn.valueOf = function() {} 内了。为何会是这样呢?这个方法是在函数的什么时刻执行的?且听我一步一步道来。

  valueOf 和 toString

  先来简单了解下这两个方法:

  Object.prototype.valueOf()

  用 MDN 的话来说,valueOf() 方法返回指定对象的原始值。

  JavaScript 调用 valueOf() 方法用来把对象转换成原始类型的值(数值、字符串和布尔值)。但是我们很少需要自己调用此函数,valueOf 方法一般都会被 JavaScript 自动调用。

  记住上面这句话,下面我们会细说所谓的自动调用是什么意思。

  Object.prototype.toString()

  toString() 方法返回一个表示该对象的字符串。

  每个对象都有一个 toString() 方法,当对象被表示为文本值时或者当以期望字符串的方式引用对象时,该方法被自动调用。

  这里先记住,valueOf() 和 toString() 在特定的场合下会自行调用。

  原始类型

  好,铺垫一下,先了解下 javascript 的几种原始类型,除去 Object 和 Symbol,有如下几种原始类型:

  Number

  String

  Boolean

  Undefined

  Null

  在 JavaScript 进行对比或者各种运算的时候会把对象转换成这些类型,从而进行后续的操作,下面逐一说明:

  String 类型转换

  在某个操作或者运算需要字符串而该对象又不是字符串的时候,会触发该对象的 String 转换,会将非字符串的类型尝试自动转为 String 类型。系统内部会自动调用 toString 函数。举个例子:

  var obj = {name: 'Coco'};

  var str = '123' + obj;

  console.log(str); // 123[object Object]

  转换规则:

  如果 toString 方法存在并且返回原始类型,返回 toString 的结果。

  如果 toString 方法不存在或者返回的不是原始类型,调用 valueOf 方法,如果 valueOf 方法存在,并且返回原始类型数据,返回 valueOf 的结果。

  其他情况,抛出错误。

  上面的例子实际上是:

  var obj = {name: 'Coco'};

  var str = '123' + obj.toString();

  其中,obj.toString() 的值为 "[object Object]"。

  假设是数组:

  var arr = [1, 2];

  var str = '123' + arr;

  console.log(str); // 1231,2

  上面 + arr ,由于这里是个字符串加操作,后面的 arr 需要转化为一个字符串类型,所以其实是调用了 + arr.toString() 。

  但是,我们可以自己改写对象的 toString,valueOf 方法:

  var obj = {

  toString: function() {

  console.log('调用了 obj.toString');

  return {};

  },

  valueOf: function() {

  console.log('调用了 obj.valueOf')

  return '110';

  }

  }

  alert(obj);

  // 调用了 obj.toString

  // 调用了 obj.valueOf

  // 110

  上面 alert(obj + '1') ,obj 会自动调用自己的 obj.toString() 方法转化为原始类型,如果我们不重写它的 toString 方法,将输出 [object Object]1 ,这里我们重写了 toString ,而且返回了一个原始类型字符串 111 ,所以最终 alert 出了 1111。

  上面的转化规则写了,toString 方法需要存在并且返回原始类型,那么如果返回的不是一个原始类型,则会去继续寻找对象的 valueOf 方法:

  下面我们尝试证明如果在一个对象尝试转换为字符串的过程中,如果 toString() 方法不可用的时候,会发生什么。

  这个时候系统会再去调用 valueOf() 方法,下面我们改写对象的 toString 和 valueOf:

  var obj = {

  toString: function() {

  console.log('调用了 obj.toString');

  return {};

  },

  valueOf: function() {

  console.log('调用了 obj.valueOf')

  return '110';

  }

  }

  alert(obj);

  // 调用了 obj.toString

  // 调用了 obj.valueOf

  // 110

  从结果可以看到,当 toString 不可用的时候,系统会再尝试 valueOf 方法,如果 valueOf 方法存在,并且返回原始类型(String、Number、Boolean)数据,返回valueOf的结果。

  那么如果,toString 和 valueOf 返回的都不是原始类型呢?看下面这个例子:

  var obj = {

  toString: function() {

  console.log('调用了 obj.toString');

  return {};

  },

  valueOf: function() {

  console.log('调用了 obj.valueOf')

  return {};

  }

  }

  alert(obj);

  // 调用了 obj.toString

  // 调用了 obj.valueOf

  // Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

  可以发现,如果 toString 和 valueOf 方法均不可用的情况下,系统会直接返回一个错误。

  添加于 2017-03-07:在查证了 ECMAScript5 官方文档后,发现上面的描述有一点问题,Object 类型转换为 String 类型的转换规则远比上面复杂。转换规则为:1.设原始值为调用 ToPrimitive 的结果;2.返回 ToString(原始值) 。关于 ToPrimitive 和 ToString 的规则可以看看官方文档:ECMAScript5 — ToString

  Number 类型转换

  上面描述的是 String 类型的转换,很多时候也会发生 Number 类型的转换:

  调用 Number() 函数,强制进行 Number 类型转换

  调用 Math.sqrt() 这类参数需要 Number 类型的方法

  obj == 1 ,进行对比的时候

  obj + 1 , 进行运算的时候

  与 String 类型转换相似,但是 Number 类型刚好反过来,先查询自身的 valueOf 方法,再查询自己 toString 方法:

  如果 valueOf 存在,且返回原始类型数据,返回 valueOf 的结果。

  如果 toString 存在,且返回原始类型数据,返回 toString 的结果。

  其他情况,抛出错误。

  按照上述步骤,分别尝试一下:

  var obj = {

  valueOf: function() {

  console.log('调用 valueOf');

  return 5;

  }

  }

  console.log(obj + 1);

  // 调用 valueOf

  // 6

  var obj = {

  valueOf: function() {

  console.log('调用 valueOf');

  return {};

  },

  toString: function() {

  console.log('调用 toString');

  return 10;

  }

  }

  console.log(obj + 1);

  // 调用 valueOf

  // 调用 toString

  // 11

  var obj = {

  valueOf: function() {

  console.log('调用 valueOf');

  return {};

  },

  toString: function() {

  console.log('调用 toString');

  return {};

  }

  }

  console.log(obj + 1);

  // 调用 valueOf

  // 调用 toString

  // Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

  Boolean 转换

  什么时候会进行布尔转换呢:

  布尔比较时

  if(obj) , while(obj) 等判断时

  简单来说,除了下述 6 个值转换结果为 false,其他全部为 true:

  undefined

  null

  -0

  0或+0

  NaN

  ”(空字符串)

  Boolean(undefined) // false

  Boolean(null) // false

  Boolean(0) // false

  Boolean(NaN) // false

  Boolean('') // false

  Function 转换

  好,最后回到我们一开始的题目,来讲讲函数的转换。

  我们定义一个函数如下:

  function test() {

  var a = 1;

  console.log(1);

  }

  如果我们仅仅是调用 test 而不是 test() ,看看会发生什么?

  

 

  可以看到,这里把我们定义的 test 函数的重新打印了一遍,其实,这里自行调用了函数的 valueOf 方法:

  

 

  我们改写一下 test 函数的 valueOf 方法。

  test.valueOf = function() {

  console.log('调用 valueOf 方法');

  return 2;

  }

  test;

  // 输出如下:

  // 调用 valueOf 方法

  // 2

  与 Number 转换类似,如果函数的 valueOf 方法返回的不是一个原始类型,会继续找到它的 toString 方法:

  test.valueOf = function() {

  console.log('调用 valueOf 方法');

  return {};

  }

  test.toString= function() {

  console.log('调用 toString 方法');

  return 3;

  }

  test;

  // 输出如下:

  // 调用 valueOf 方法

  // 调用 toString 方法

  // 3

  破题

  再看回我正文开头那题的答案,正是运用了函数会自行调用 valueOf 方法这个技巧,并改写了该方法。我们稍作改变,变形如下:

  function add () {

  console.log('进入add');

  var args = Array.prototype.slice.call(arguments);

  var fn = function () {

  var arg_fn = Array.prototype.slice.call(arguments);

  console.log('调用fn');

  return add.apply(null, args.concat(arg_fn));

  }

  fn.valueOf = function () {

  console.log('调用valueOf');

  return args.reduce(function(a, b) {

  return a + b;

  })

  }

  return fn;

  }

  当调用一次 add 的时候,实际是是返回 fn 这个 function,实际是也就是返回 fn.valueOf();

  add(1);

  // 输出如下:

  // 进入add

  // 调用valueOf

  // 1

  其实也就是相当于:

  [1].reduce(function(a, b) {

  return a + b;

  })

  // 1

  当链式调用两次的时候:

  add(1)(2);

  // 输出如下:

  // 进入add

  // 调用fn

  // 进入add

  // 调用valueOf

  // 3

  当链式调用三次的时候:

  add(1)(2)(3);

  // 输出如下:

  // 进入add

  // 调用fn

  // 进入add

  // 调用fn

  // 进入add

  // 调用valueOf

  // 6

  可以看到,这里其实有一种循环。只有最后一次调用才真正调用到 valueOf,而之前的操作都是合并参数,递归调用本身,由于最后一次调用返回的是一个 fn 函数,所以最终调用了函数的 fn.valueOf,并且利用了 reduce 方法对所有参数求和。

  除了改写 valueOf 方法,也可以改写 toString 方法,所以,如果你喜欢,下面这样也可以:

  function add () {

  var args = Array.prototype.slice.call(arguments);

  var fn = function () {

  var arg_fn = Array.prototype.slice.call(arguments);

  return add.apply(null, args.concat(arg_fn));

  }

  fn.toString = function() {

  return args.reduce(function(a, b) {

  return a + b;

  })

  }

  return fn;

  }

  这里有个规律,如果只改写 valueOf() 或是 toString() 其中一个,会优先调用被改写了的方法,而如果两个同时改写,则会像 Number 类型转换规则一样,优先查询 valueOf() 方法,在 valueOf() 方法返回的是非原始类型的情况下再查询 toString() 方法。

  后记

  像阮一峰老师所说的,“炫耀从来不是我写作的动机,好奇才是”。本文行文过程也是我自己学习的一个过程,过程中我也遇到了很多困惑,所以即便查阅了官方文档及大量的文章,但是错误及疏漏仍然在所难免,欢迎指正及给出更好的方法。

  对于类型转换,最好还是看看 ECMAScript 规范,拒绝成为伸手党,自己多尝试。另外评论处有很多人提出了自己的疑问,值得一看。

  到此本文结束,如果还有什么疑问或者建议,可以多多交流,原创文章,文笔有限,才疏学浅,文中若有不正之处,万望告知。


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本文标题:一道面试题引发的对JavaScript类型转换的思考

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关键词: 探索发现

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