JavaScript 數(shù)據(jù)類型的轉換

概述

JavaScript 是一種動態(tài)類型語言，變量沒有類型限制，可以隨時賦予任意值。

var x = y ? 1 : 'a';

上面代碼中，變量x到底是數(shù)值還是字符串，取決于另一個變量y的值。y為true時，x是一個數(shù)值；y為false時，x是一個字符串。這意味著，x的類型沒法在編譯階段就知道，必須等到運行時才能知道。

雖然變量的數(shù)據(jù)類型是不確定的，但是各種運算符對數(shù)據(jù)類型是有要求的。如果運算符發(fā)現(xiàn)，運算子的類型與預期不符，就會自動轉換類型。比如，減法運算符預期左右兩側的運算子應該是數(shù)值，如果不是，就會自動將它們轉為數(shù)值。

'4' - '3' // 1

上面代碼中，雖然是兩個字符串相減，但是依然會得到結果數(shù)值1，原因就在于 JavaScript 將運算子自動轉為了數(shù)值。

本章講解數(shù)據(jù)類型自動轉換的規(guī)則。在此之前，先講解如何手動強制轉換數(shù)據(jù)類型。

強制轉換

強制轉換主要指使用Number()、String()和Boolean()三個函數(shù)，手動將各種類型的值，分別轉換成數(shù)字、字符串或者布爾值。

Number()

使用Number函數(shù)，可以將任意類型的值轉化成數(shù)值。

下面分成兩種情況討論，一種是參數(shù)是原始類型的值，另一種是參數(shù)是對象。

（1）原始類型值

原始類型值的轉換規(guī)則如下。

// 數(shù)值：轉換后還是原來的值
Number(324) // 324

// 字符串：如果可以被解析為數(shù)值，則轉換為相應的數(shù)值
Number('324') // 324

// 字符串：如果不可以被解析為數(shù)值，返回 NaN
Number('324abc') // NaN

// 空字符串轉為0
Number('') // 0

// 布爾值：true 轉成 1，false 轉成 0
Number(true) // 1
Number(false) // 0

// undefined：轉成 NaN
Number(undefined) // NaN

// null：轉成0
Number(null) // 0

Number函數(shù)將字符串轉為數(shù)值，要比parseInt函數(shù)嚴格很多?；旧希灰幸粋€字符無法轉成數(shù)值，整個字符串就會被轉為NaN。

parseInt('42 cats') // 42
Number('42 cats') // NaN

上面代碼中，parseInt逐個解析字符，而Number函數(shù)整體轉換字符串的類型。

另外，parseInt和Number函數(shù)都會自動過濾一個字符串前導和后綴的空格。

parseInt('\t\v\r12.34\n') // 12
Number('\t\v\r12.34\n') // 12.34

（2）對象

簡單的規(guī)則是，Number方法的參數(shù)是對象時，將返回NaN，除非是包含單個數(shù)值的數(shù)組。

Number({a: 1}) // NaN
Number([1, 2, 3]) // NaN
Number([5]) // 5

之所以會這樣，是因為Number背后的轉換規(guī)則比較復雜。

第一步，調用對象自身的valueOf方法。如果返回原始類型的值，則直接對該值使用Number函數(shù)，不再進行后續(xù)步驟。

第二步，如果valueOf方法返回的還是對象，則改為調用對象自身的toString方法。如果toString方法返回原始類型的值，則對該值使用Number函數(shù)，不再進行后續(xù)步驟。

第三步，如果toString方法返回的是對象，就報錯。

請看下面的例子。

var obj = {x: 1};
Number(obj) // NaN

// 等同于
if (typeof obj.valueOf() === 'object') {
  Number(obj.toString());
} else {
  Number(obj.valueOf());
}

上面代碼中，Number函數(shù)將obj對象轉為數(shù)值。背后發(fā)生了一連串的操作，首先調用obj.valueOf方法, 結果返回對象本身；于是，繼續(xù)調用obj.toString方法，這時返回字符串[object Object]，對這個字符串使用Number函數(shù)，得到NaN。

默認情況下，對象的valueOf方法返回對象本身，所以一般總是會調用toString方法，而toString方法返回對象的類型字符串（比如[object Object]）。所以，會有下面的結果。

Number({}) // NaN

如果toString方法返回的不是原始類型的值，結果就會報錯。

var obj = {
  valueOf: function () {
    return {};
  },
  toString: function () {
    return {};
  }
};

Number(obj)
// TypeError: Cannot convert object to primitive value

上面代碼的valueOf和toString方法，返回的都是對象，所以轉成數(shù)值時會報錯。

從上例還可以看到，valueOf和toString方法，都是可以自定義的。

Number({
  valueOf: function () {
    return 2;
  }
})
// 2

Number({
  toString: function () {
    return 3;
  }
})
// 3

Number({
  valueOf: function () {
    return 2;
  },
  toString: function () {
    return 3;
  }
})
// 2

上面代碼對三個對象使用Number函數(shù)。第一個對象返回valueOf方法的值，第二個對象返回toString方法的值，第三個對象表示valueOf方法先于toString方法執(zhí)行。

String()

String函數(shù)可以將任意類型的值轉化成字符串，轉換規(guī)則如下。

（1）原始類型值

• 數(shù)值：轉為相應的字符串。
• 字符串：轉換后還是原來的值。
• 布爾值：true轉為字符串"true"，false轉為字符串"false"。
• undefined：轉為字符串"undefined"。
• null：轉為字符串"null"。

String(123) // "123"
String('abc') // "abc"
String(true) // "true"
String(undefined) // "undefined"
String(null) // "null"

（2）對象

String方法的參數(shù)如果是對象，返回一個類型字符串；如果是數(shù)組，返回該數(shù)組的字符串形式。

String({a: 1}) // "[object Object]"
String([1, 2, 3]) // "1,2,3"

String方法背后的轉換規(guī)則，與Number方法基本相同，只是互換了valueOf方法和toString方法的執(zhí)行順序。

1. 先調用對象自身的toString方法。如果返回原始類型的值，則對該值使用String函數(shù)，不再進行以下步驟。

2. 如果toString方法返回的是對象，再調用原對象的valueOf方法。如果valueOf方法返回原始類型的值，則對該值使用String函數(shù)，不再進行以下步驟。

3. 如果valueOf方法返回的是對象，就報錯。

下面是一個例子。

String({a: 1})
// "[object Object]"

// 等同于
String({a: 1}.toString())
// "[object Object]"

上面代碼先調用對象的toString方法，發(fā)現(xiàn)返回的是字符串[object Object]，就不再調用valueOf方法了。

如果toString法和valueOf方法，返回的都是對象，就會報錯。

var obj = {
  valueOf: function () {
    return {};
  },
  toString: function () {
    return {};
  }
};

String(obj)
// TypeError: Cannot convert object to primitive value

下面是通過自定義toString方法，改變返回值的例子。

String({
  toString: function () {
    return 3;
  }
})
// "3"

String({
  valueOf: function () {
    return 2;
  }
})
// "[object Object]"

String({
  valueOf: function () {
    return 2;
  },
  toString: function () {
    return 3;
  }
})
// "3"

上面代碼對三個對象使用String函數(shù)。第一個對象返回toString方法的值（數(shù)值3），第二個對象返回的還是toString方法的值（[object Object]），第三個對象表示toString方法先于valueOf方法執(zhí)行。

Boolean()

Boolean()函數(shù)可以將任意類型的值轉為布爾值。

它的轉換規(guī)則相對簡單：除了以下五個值的轉換結果為false，其他的值全部為true。

• undefined
• null
• 0（包含-0和+0）
• NaN
• ''（空字符串）

Boolean(undefined) // false
Boolean(null) // false
Boolean(0) // false
Boolean(NaN) // false
Boolean('') // false

當然，true和false這兩個布爾值不會發(fā)生變化。

Boolean(true) // true
Boolean(false) // false

注意，所有對象（包括空對象）的轉換結果都是true，甚至連false對應的布爾對象new Boolean(false)也是true（詳見《原始類型值的包裝對象》一章）。

Boolean({}) // true
Boolean([]) // true
Boolean(new Boolean(false)) // true

所有對象的布爾值都是true，這是因為 JavaScript 語言設計的時候，出于性能的考慮，如果對象需要計算才能得到布爾值，對于obj1 && obj2這樣的場景，可能會需要較多的計算。為了保證性能，就統(tǒng)一規(guī)定，對象的布爾值為true。

自動轉換

下面介紹自動轉換，它是以強制轉換為基礎的。

遇到以下三種情況時，JavaScript 會自動轉換數(shù)據(jù)類型，即轉換是自動完成的，用戶不可見。

第一種情況，不同類型的數(shù)據(jù)互相運算。

123 + 'abc' // "123abc"

第二種情況，對非布爾值類型的數(shù)據(jù)求布爾值。

if ('abc') {
  console.log('hello')
}  // "hello"

第三種情況，對非數(shù)值類型的值使用一元運算符（即+和-）。

+ {foo: 'bar'} // NaN
- [1, 2, 3] // NaN

自動轉換的規(guī)則是這樣的：預期什么類型的值，就調用該類型的轉換函數(shù)。比如，某個位置預期為字符串，就調用String()函數(shù)進行轉換。如果該位置既可以是字符串，也可能是數(shù)值，那么默認轉為數(shù)值。

由于自動轉換具有不確定性，而且不易除錯，建議在預期為布爾值、數(shù)值、字符串的地方，全部使用Boolean()、Number()和String()函數(shù)進行顯式轉換。

自動轉換為布爾值

JavaScript 遇到預期為布爾值的地方（比如if語句的條件部分），就會將非布爾值的參數(shù)自動轉換為布爾值。系統(tǒng)內部會自動調用Boolean()函數(shù)。

因此除了以下五個值，其他都是自動轉為true。

• undefined
• null
• +0或-0
• NaN
• ''（空字符串）

下面這個例子中，條件部分的每個值都相當于false，使用否定運算符后，就變成了true。

if ( !undefined
  && !null
  && !0
  && !NaN
  && !''
) {
  console.log('true');
} // true

下面兩種寫法，有時也用于將一個表達式轉為布爾值。它們內部調用的也是Boolean()函數(shù)。

// 寫法一
expression ? true : false

// 寫法二
!! expression

自動轉換為字符串

JavaScript 遇到預期為字符串的地方，就會將非字符串的值自動轉為字符串。具體規(guī)則是，先將復合類型的值轉為原始類型的值，再將原始類型的值轉為字符串。

字符串的自動轉換，主要發(fā)生在字符串的加法運算時。當一個值為字符串，另一個值為非字符串，則后者轉為字符串。

'5' + 1 // '51'
'5' + true // "5true"
'5' + false // "5false"
'5' + {} // "5[object Object]"
'5' + [] // "5"
'5' + function (){} // "5function (){}"
'5' + undefined // "5undefined"
'5' + null // "5null"

這種自動轉換很容易出錯。

var obj = {
  width: '100'
};

obj.width + 20 // "10020"

上面代碼中，開發(fā)者可能期望返回120，但是由于自動轉換，實際上返回了一個字符10020。

自動轉換為數(shù)值

JavaScript 遇到預期為數(shù)值的地方，就會將參數(shù)值自動轉換為數(shù)值。系統(tǒng)內部會自動調用Number()函數(shù)。

除了加法運算符（+）有可能把運算子轉為字符串，其他運算符都會把運算子自動轉成數(shù)值。

'5' - '2' // 3
'5' * '2' // 10
true - 1  // 0
false - 1 // -1
'1' - 1   // 0
'5' * []    // 0
false / '5' // 0
'abc' - 1   // NaN
null + 1 // 1
undefined + 1 // NaN

上面代碼中，運算符兩側的運算子，都被轉成了數(shù)值。

注意：?null?轉為數(shù)值時為?0?，而?undefined?轉為數(shù)值時為?NaN?。

一元運算符也會把運算子轉成數(shù)值。

+'abc' // NaN
-'abc' // NaN
+true // 1
-false // 0

參考鏈接

• Axel Rauschmayer, What is {} + {} in JavaScript?
• Axel Rauschmayer, JavaScript quirk 1: implicit conversion of values
• Benjie Gillam, Quantum JavaScript?