一道面试题引发的对 javascript 类型转换的思考-mile米乐体育
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。