徹底搞懂JS的==運算

在仔細閱讀了ECMAScript規(guī)范的基礎上，我畫了一張圖，我想通過它你會徹底地搞清楚關于==的一切。同時，我也試圖通過此文向大家證明==并不是那么糟糕的東西，它很容易掌握，甚至看起來很合理。

先上圖：

圖1 ==運算規(guī)則的圖形化表示

  ==運算規(guī)則的精確描述在此：The Abstract Equality Comparison Algorithm。但是，這么復雜的描述，你確定看完后腦子不暈？確定立馬就能拿它指導實踐？

  肯定不行，規(guī)范畢竟是給JavaScript運行環(huán)境的開發(fā)人員看的(比如V8引擎的開發(fā)人員們)，而不是給語言的使用者看的。而上圖正是將規(guī)范中復雜的描述翻譯成了更容易看懂的形式。

  在詳細介紹圖1中的每個部分前，我們來復習一下JS中關于類型的知識：

  JS中的值有兩種類型：原始類型(Primitive)、對象類型(Object)。

  基本類型包括：Undefined、Null、Boolean、Number和String等五種。

  Undefined類型和Null類型的都只有一個值，即undefined和null；Boolean類型有兩個值：true和false；Number類型的值有很多很多；String類型的值理論上有無數(shù)個。

  所有對象都有valueOf()和toString()方法，它們繼承自Object，當然也可能被子類重寫。

現(xiàn)在考慮表達式：

x == y

其中x和y是上述六種類型中某一種類型的值。

當x和y的類型相同時，x == y可以轉(zhuǎn)化為x === y，而后者是很簡單的(唯一需要注意的可能是NaN)，所以下面我們只考慮x和y的類型不同的情況。

一. 有和無

  在圖1中，JavaScript值的六種類型用藍底色的矩形表示。它們首先被分成了兩組：

  String、Number、Boolean和Object (對應左側(cè)的大矩形框)

  Undefined和Null (對應右側(cè)的矩形框)

  分組的依據(jù)是什么？
  我們來看一下，右側(cè)的Undefined和Null是用來表示不確定、無或者空的，而右側(cè)的四種類型都是確定的、有和非空。我們可以這樣說：

  左側(cè)是一個存在的世界，右側(cè)是一個空的世界。

  所以，左右兩個世界中的任意值做==比較的結(jié)果都是false是很合理的。(見圖1中連接兩個矩形的水平線上標的false)

二. 空和空

  JavaScript中的undefined和null是另一個經(jīng)常讓我們崩潰的地方。通常它被認為是一個設計缺陷，這一點我們不去深究。不過我曾聽說，    JavaScript的作者最初是這樣想的：

  假如你打算把一個變量賦予對象類型的值，但是現(xiàn)在還沒有賦值，那么你可以用null表示此時的狀態(tài)(證據(jù)之一就是typeof null 的結(jié)果是'object')；相反，假如你打算把一個變量賦予原始類型的值，但是現(xiàn)在還沒有賦值，那么你可以用undefined表示此時的狀態(tài)。

不管這個傳聞是否可信，它們兩者做==比較的結(jié)果是true是很合理的。(見圖1中右側(cè)垂直線上標的true)

  在進行下一步之前，我們先來說一下圖1中的兩個符號：大寫字母N和P。這兩個符號并不是PN結(jié)中正和負的意思。而是：

N表示ToNumber操作，即將操作數(shù)轉(zhuǎn)為數(shù)字。它是規(guī)范中的抽象操作，但我們可以用JS中的Number()函數(shù)來等價替代。

P表示ToPrimitive操作，即將操作數(shù)轉(zhuǎn)為原始類型的值。它也是規(guī)范中的抽象操作，同樣也可以翻譯成等價的JS代碼。不過稍微復雜一些，簡單說來，對于一個對象obj：

ToPrimitive(obj)等價于：先計算obj.valueOf()，如果結(jié)果為原始值，則返回此結(jié)果；否則，計算obj.toString()，如果結(jié)果是原始值，則返回此結(jié)果；否則，拋出異常。

注：此處有個例外，即Date類型的對象，它會先調(diào)用toString()方法，后調(diào)用valueOf()方法。

在圖1中，標有N或P的線表示：當它連接的兩種類型的數(shù)據(jù)做==運算時，標有N或P的那一邊的操作數(shù)要先執(zhí)行ToNumber或ToPrimitive變換。

三. 真與假

  從圖1可以看出，當布爾值與其他類型的值作比較時，布爾值會轉(zhuǎn)化為數(shù)字，具體來說

true -> 1false -> 0

  這一點也不需浪費過多口舌。想一下在C語言中，根本沒有布爾類型，通常用來表示邏輯真假的正是整數(shù)1和0。

四. 字符的序列

  在圖1中，我們把String和Number類型分成了一組。為什么呢？在六種類型中，String和Number都是字符的序列(至少在字面上如此)。字符串是所有合法的字符的序列，而數(shù)字可以看成是符合特定條件的字符的序列。所以，數(shù)字可以看成字符串的一個子集。

  根據(jù)圖1，在字符串和數(shù)字做==運算時，需要使用ToNumber操作，把字符串轉(zhuǎn)化為數(shù)字。假設x是字符串，y是數(shù)字，那么：

x == y -> Number(x) == y

  那么字符串轉(zhuǎn)化為數(shù)字的規(guī)則是怎樣的呢？規(guī)范中描述得很復雜，但是大致說來，就是把字符串兩邊的空白字符去掉，然后把兩邊的引號去掉，看它能否組成一個合法的數(shù)字。如果是，轉(zhuǎn)化結(jié)果就是這個數(shù)字；否則，結(jié)果是NaN。例如：

Number('123') // 結(jié)果123Number('1.2e3') // 結(jié)果1200Number('123abc')// 結(jié)果NaNNumber('\r\n\t123\v\f') // 結(jié)果123

當然也有例外，比如空白字符串轉(zhuǎn)化為數(shù)字的結(jié)果是0。即

Number('') // 結(jié)果0Number('\r\n\t \v\f') // 結(jié)果0

五. 單純與復雜

  原始類型是一種單純的類型，它們直接了當、容易理解。然而缺點是表達能力有限，難以擴展，所以就有了對象。對象是屬性的集合，而屬性本身又可以是對象。所以對象可以被構(gòu)造得任意復雜，足以表示各種各樣的事物。

  但是，有時候事情復雜了也不是好事。比如一篇冗長的論文，并不是每個人都有時間、有耐心或有必要從頭到尾讀一遍，通常只了解其中心思想就夠了。于是論文就有了關鍵字、概述。JavaScript中的對象也一樣，我們需要有一種手段了解它的主要特征，于是對象就有了toString()和valueOf()方法。

toString()方法用來得到對象的一段文字描述；而valueOf()方法用來得到對象的特征值。

  當然，這只是我自己的理解。顧名思義，toString()方法傾向于返回一個字符串。那么valueOf()方法呢？根據(jù)規(guī)范中的描述，它傾向于返回一個數(shù)字——盡管內(nèi)置類型中，valueOf()方法返回數(shù)字的只有Number和Date。

根據(jù)圖1，當一個對象與一個非對象比較時，需要將對象轉(zhuǎn)化為原始類型(雖然與布爾類型比較時，需要先將布爾類型變成數(shù)字類型，但是接下來還是要將對象類型變成原始類型)。這也是合理的，畢竟==是不嚴格的相等比較，我們只需要取出對象的主要特征來參與運算，次要特征放在一邊就行了。

六. 萬物皆數(shù)

  我們回過頭來看一下圖1。里面標有N或P的那幾條連線是沒有方向的。假如我們在這些線上標上箭頭，使得連線從標有N或P的那一端指向另一端，那么會得到(不考慮undefined和null)：

圖2 ==運算過程中類型轉(zhuǎn)化的趨勢

  發(fā)現(xiàn)什么了嗎？對，在運算過程中，所有類型的值都有一種向數(shù)字類型轉(zhuǎn)化的趨勢。畢竟曾經(jīng)有名人說過：

萬物皆數(shù)。

七. 舉個栗子

  前面廢話太多了，這里還是舉個例子，來證明圖1確實是方便有效可以指導實踐的。

例，計算下面表達式的值：

[''] == false

  首先，兩個操作數(shù)分別是對象類型、布爾類型。根據(jù)圖1，需要將布爾類型轉(zhuǎn)為數(shù)字類型，而false轉(zhuǎn)為數(shù)字的結(jié)果是0，所以表達式變?yōu)椋?/p>

[''] == 0

  兩個操作數(shù)變成了對象類型、數(shù)字類型。根據(jù)圖1，需要將對象類型轉(zhuǎn)為原始類型：

  首先調(diào)用[].valueOf()，由于數(shù)組的valueOf()方法返回自身，所以結(jié)果不是原始類型，繼續(xù)調(diào)用[].toString()。

  對于數(shù)組來說，toString()方法的算法，是將每個元素都轉(zhuǎn)為字符串類型，然后用逗號','依次連接起來，所以最終結(jié)果是空字符串''，它是一個原始類型的值。

  此時，表達式變?yōu)椋?/p>

'' == 0

  兩個操作數(shù)變成了字符串類型、數(shù)字類型。根據(jù)圖1，需要將字符串類型轉(zhuǎn)為數(shù)字類型，前面說了空字符串變成數(shù)字是0。于是表達式變?yōu)椋?/p>

0 == 0

  到此為止，兩個操作數(shù)的類型終于相同了，結(jié)果明顯是true。

  從這個例子可以看出，要想掌握==運算的規(guī)則，除了牢記圖1外，還需要記住那些內(nèi)置對象的toString()和valueOf()方法的規(guī)則。包括Object、Array、Date、Number、String、Boolean等，幸好這沒有什么難度。

八. 再次變形

  其實，圖一還不夠完美。為什么呢？因為對象與字符串/數(shù)字比較時都由對象來轉(zhuǎn)型，但是與同樣是原始類型的布爾類型比較時卻需要布爾類型轉(zhuǎn)型。實際上，只要稍稍分析一下，全部讓對象來轉(zhuǎn)為原始類型也是等價的。所以我們得到了最終的更加完美的圖形：

圖3 更完美的==運算規(guī)則的圖形化表示

  有一個地方可能讓你疑惑：為什么Boolean與String之間標了兩個N？雖然按照規(guī)則應該是由Boolean轉(zhuǎn)為數(shù)字，但是下一步String就要轉(zhuǎn)為數(shù)字了，所以干脆不如兩邊同時轉(zhuǎn)成數(shù)字。

九. 總結(jié)一下

  前面說得很亂，根據(jù)我們得到的最終的圖3，我們總結(jié)一下==運算的規(guī)則：

undefined == null，結(jié)果是true。且它倆與所有其他值比較的結(jié)果都是false。

String == Boolean，需要兩個操作數(shù)同時轉(zhuǎn)為Number。

String/Boolean == Number，需要String/Boolean轉(zhuǎn)為Number。

Object == Primitive，需要Object轉(zhuǎn)為Primitive(具體通過valueOf和toString方法)。

作者：黑馬程序員前端與移動開發(fā)培訓學院

首發(fā)：http://web.itheima.com/