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:

  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 tostringvalueof 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?

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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