一道面试题引发的对 javascript 类型转换的思考
sdkdlbj
8年前
<p>最近群里有人发了下面这题：</p> <p>实现一个函数，运算结果可以满足如下预期结果：</p> <pre> <code class="language-javascript">add(1)(2) // 3 add(1, 2, 3)(10) // 16 add(1)(2)(3)(4)(5) // 15 </code></pre> <p>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() 。</p> <p>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。</p> <p>得到了下面这个解法：</p> <pre> <code class="language-javascript">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; }); } } </code></pre> <p>验证了一下，发现错了：</p> <pre> <code class="language-javascript">add(1)(2) // 3 add(1, 2)(3) // 6 add(1)(2)(3) // Uncaught TypeError: add(...)(...) is not a function(…) </code></pre> <p>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。</p> <p>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？</p> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">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; } </code></pre> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">add(1) // 1 add(1,2)(3) //6 add(1)(2)(3)(4)(5) // 15 </code></pre> <p>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。</p> <h2>valueOf 和 toString</h2> <p>先来简单了解下这两个方法：</p> <h3>Object.prototype.valueOf()</h3> <p>用 MDN 的话来说，valueOf() 方法返回指定对象的原始值。</p> <p>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。</p> <p>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。</p> <h3>Object.prototype.toString()</h3> <p>toString() 方法返回一个表示该对象的字符串。</p> <p>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。</p> <p>这里先记住，valueOf() 和 toString() 在特定的场合下会自行调用。</p> <h2>原始类型</h2> <p>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：</p> <ul> <li>Number</li> <li>String</li> <li>Boolean</li> <li>Undefined</li> <li>Null</li> </ul> <p>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：</p> <h2>String 类型转换</h2> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">var obj = {name: 'Coco'}; var str = '123' + obj; console.log(str); // 123[object Object] </code></pre> <p>转换规则：</p> <ol> <li>如果 toString 方法存在并且返回原始类型，返回 toString 的结果。</li> <li>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。</li> <li>其他情况，抛出错误。</li> </ol> <p>上面的例子实际上是：</p> <pre> <code class="language-javascript">var obj = {name: 'Coco'}; var str = '123' + obj.toString(); </code></pre> <p>其中， obj.toString() 的值为 "[object Object]" 。</p> <p>假设是数组：</p> <pre> <code class="language-javascript">var arr = [1, 2]; var str = '123' + arr; console.log(str); // 1231,2 </code></pre> <p>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() 。</p> <p>但是，我们可以自己改写对象的 toString ， valueOf 方法:</p> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <p>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。</p> <p>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：</p> <p>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。</p> <p>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 ：</p> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <p>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。</p> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <p>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。</p> <p>添加于 2017-03-17：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) 。</p> <h2>Number 类型转换</h2> <p>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：</p> <ul> <li>调用 Number() 函数，强制进行 Number 类型转换</li> <li>调用 Math.sqrt() 这类参数需要 Number 类型的方法</li> <li>obj == 1 ，进行对比的时候</li> <li>obj + 1 , 进行运算的时候</li> </ul> <p>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：</p> <ol> <li>如果 valueOf 存在，且返回原始类型数据，返回 valueOf 的结果。</li> <li>如果 toString 存在，且返回原始类型数据，返回 toString 的结果。</li> <li>其他情况，抛出错误。</li> </ol> <p>按照上述步骤，分别尝试一下：</p> <pre> <code class="language-javascript">var obj = { valueOf: function() { console.log('调用 valueOf'); return 5; } } console.log(obj + 1); // 调用 valueOf // 6 </code></pre> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <h2>Boolean 转换</h2> <p>什么时候会进行布尔转换呢：</p> <ul> <li>布尔比较时</li> <li>if(obj) , while(obj) 等判断时</li> </ul> <p>简单来说，除了下述 6 个值转换结果为 false，其他全部为 true：</p> <ul> <li>undefined</li> <li>null</li> <li>-0</li> <li>0或+0</li> <li>NaN</li> <li>”（空字符串）</li> </ul> <pre> <code class="language-javascript">Boolean(undefined) // false Boolean(null) // false Boolean(0) // false Boolean(NaN) // false Boolean('') // false </code></pre> <h2>Function 转换</h2> <p>好，最后回到我们一开始的题目，来讲讲函数的转换。</p> <p>我们定义一个函数如下：</p> <pre> <code class="language-javascript">function test() { var a = 1; console.log(1); } </code></pre> <p>如果我们仅仅是调用 test 而不是 test() ，看看会发生什么？</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/702187f784c0e03c698d6432b2b79e48.png"></p> <p>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：</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/1173eb6debe2e3bea7850d294a4207ac.png"></p> <p>我们改写一下 test 函数的 valueOf 方法。</p> <pre> <code class="language-javascript">test.valueOf = function() { console.log('调用 valueOf 方法'); return 2; } test; // 输出如下： // 调用 valueOf 方法 // 2 </code></pre> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <h2>破题</h2> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">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; } </code></pre> <p>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() ;</p> <pre> <code class="language-javascript">add(1); // 输出如下： // 进入add // 调用valueOf // 1 </code></pre> <p>其实也就是相当于：</p> <pre> <code class="language-javascript">[1].reduce(function(a, b) { return a + b; }) // 1 </code></pre> <p>当链式调用两次的时候：</p> <pre> <code class="language-javascript">add(1)(2); // 输出如下： // 进入add // 调用fn // 进入add // 调用valueOf // 3 </code></pre> <p>当链式调用三次的时候：</p> <pre> <code class="language-javascript">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 </code></pre> <p>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。</p> <p>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：</p> <pre> <code class="language-javascript">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; } </code></pre> <p>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。</p> <p>如果你能认真读完，相信会有所收获。</p> <p>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。</p> <p> </p> <p>来自：http://web.jobbole.com/90654/</p> <p> </p>