一道面试题引发的对JavaScript类型转换的思考

发表于:2017-3-10 09:41

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 作者:ChokCoco    来源:51Testing软件测试网采编

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  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:
  1、如果 toString 方法存在并且返回原始类型,返回 toString 的结果。
  2、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。
  3、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:
  1、如果 valueOf 存在,且返回原始类型数据,返回 valueOf 的结果。
  2、如果 toString 存在,且返回原始类型数据,返回 toString 的结果。
  3、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?
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