一道面试题引发的对javascript类型转换的思考
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-orderfunction):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:
functionadd(){ varargs=Array.prototype.slice.call(arguments); returnfunction(){ vararg2=Array.prototype.slice.call(arguments); returnargs.concat(arg2).reduce(function(a,b){ returna+b; }); } }
验证了一下,发现错了:
add(1)(2)//3 add(1,2)(3)//6 add(1)(2)(3)//UncaughtTypeError:add(...)(...)isnotafunction(…)
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:
functionadd(){ varargs=Array.prototype.slice.call(arguments); varfn=function(){ vararg_fn=Array.prototype.slice.call(arguments); returnadd.apply(null,args.concat(arg_fn)); } fn.valueOf=function(){ returnargs.reduce(function(a,b){ returna+b; }) } returnfn; }
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的时候,会触发Object的String转换,举个例子:
varobj={name:'Coco'}; varstr='123'+obj; console.log(str);//123[objectObject]
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:
varobj={name:'Coco'}; varstr='123'+obj.toString();
其中,obj.toString()的值为"[objectObject]"
假设是数组:
vararr=[1,2]; varstr='123'+arr; console.log(str);//1231,2
上面+arr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:
varobj={ toString:function(){ console.log('调用了obj.toString'); return'111'; } } alert(obj); //调用了obj.toString //111
上面alert(obj),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[objectObject],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111。
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toString()方法不可用的时候系统会调用valueOf()方法,下面我们改写对象的valueOf:
varobj={ 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:
varobj={ 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 //UncaughtTypeError:Cannotconvertobjecttoprimitivevalue
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。
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:
varobj={ valueOf:function(){ console.log('调用valueOf'); return5; } } console.log(obj+1); //调用valueOf //6 varobj={ valueOf:function(){ console.log('调用valueOf'); return{}; }, toString:function(){ console.log('调用toString'); return10; } } console.log(obj+1); //调用valueOf //调用toString //11 varobj={ 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 //UncaughtTypeError:Cannotconvertobjecttoprimitivevalue
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:
functiontest(){ vara=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'); return2; } 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'); return3; } 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:
functionadd(){ console.log('进入add'); varargs=Array.prototype.slice.call(arguments); varfn=function(){ vararg_fn=Array.prototype.slice.call(arguments); console.log('调用fn'); returnadd.apply(null,args.concat(arg_fn)); } fn.valueOf=function(){ console.log('调用valueOf'); returnargs.reduce(function(a,b){ returna+b; }) } returnfn; }
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){ returna+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:
functionadd(){ varargs=Array.prototype.slice.call(arguments); varfn=function(){ vararg_fn=Array.prototype.slice.call(arguments); returnadd.apply(null,args.concat(arg_fn)); } fn.toString=function(){ returnargs.reduce(function(a,b){ returna+b; }) } returnfn; }
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String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。
如果你能认真读完,相信会有所收获。
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