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一道面试题引发的对javascript类型转换的思考[含2P]

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发表于 2017-3-14 02:28:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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的时候,会触发 Object 的 String 转换,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 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 '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[object Object] ,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 :

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。

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 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。

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。

来自:http://www.cnblogs.com/coco1s/p/6509141.html

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