對於JS == 運算的一些理解

聲明：本文是摘自一篇文章，放在這隻為做為一個筆記能更好學習。

大家知道，==是JavaScript中比較複雜的一個運算符。它的運算規則奇怪，容易讓人犯錯，從而成為JavaScript中“最糟糕的特性”之一。

在仔細閱讀了ECMAScript規範的基礎上，畫了一張圖，通過它你會徹底地搞清楚關於==的一切。同時，試圖通過此文向大家證明==並不是那麼糟糕的東西，它很容易掌握，甚至看起來很合理。

先上圖：

圖1 ==運算規則的圖形化表示

==運算規則的精確描述在此：The Abstract Equality Comparison Algorithm（http://es5.github.io/#x11.9.3）。但是，這麼複雜的描述，你確定看完後腦子不暈？確定立馬就能拿它指導實踐？

肯定不行，規範畢竟是給JavaScript運行環境的開發人員看的(比如V8引擎的開發人員們)，而不是給語言的使用者看的。而上圖正是將規範中複雜的描述翻譯成了更容易看懂的形式。

在詳細介紹圖1中的每個部分前，我們來複習一下JS中關於類型的知識：

1. JS中的值有兩種類型：原始類型(Primitive)、對象類型(Object)。

2. 原始類型包括：Undefined、Null、Boolean、Number和String等五種。

3. Undefined類型和Null類型的都只有一個值，即undefined和null；Boolean類型有兩個值：true和false；Number類型的值有很多很多；String類型的值理論上有無數個。

4. 所有對象都有valueOf()和toString()方法，它們繼承自Object，當然也可能被子類重寫。

現在考慮表達式：

x == y

其中x和y是上述六種類型中某一種類型的值。

當x和y的類型相同時，x == y可以轉化為x === y，而後者是很簡單的(唯一需要註意的可能是NaN)，所以下麵我們只考慮x和y的類型不同的情況。

 1   有和無

在圖1中，JavaScript值的六種類型用藍底色的矩形表示。它們首先被分成了兩組：

• String、Number、Boolean和Object (對應左側的大矩形框)

• Undefined和Null (對應右側的矩形框)

分組的依據是什麼？我們來看一下，右側的Undefined和Null是用來表示不確定、無或者空的，而右側的四種類型都是確定的、有和非空。我們可以這樣說：

左側是一個存在的世界，右側是一個空的世界。

所以，左右兩個世界中的任意值做==比較的結果都是false是很合理的。(見圖1中連接兩個矩形的水平線上標的false)

 2   空和空

JavaScript中的undefined和null是另一個經常讓我們崩潰的地方。通常它被認為是一個設計缺陷，這一點我們不去深究。不過我曾聽說，JavaScript的作者最初是這樣想的：

假如你打算把一個變數賦予對象類型的值，但是現在還沒有賦值，那麼你可以用null表示此時的狀態(證據之一就是typeof null 的結果是'object')；相反，假如你打算把一個變數賦予原始類型的值，但是現在還沒有賦值，那麼你可以用undefined表示此時的狀態。

不管這個傳聞是否可信，它們兩者做==比較的結果是true是很合理的。(見圖1中右側垂直線上標的true)

在進行下一步之前，我們先來說一下圖1中的兩個符號：大寫字母N和P。這兩個符號並不是PN結中正和負的意思。而是：

• N表示ToNumber操作，即將操作數轉為數字。它是規範中的抽象操作，但我們可以用JS中的Number()函數來等價替代。

• P表示ToPrimitive操作，即將操作數轉為原始類型的值。它也是規範中的抽象操作，同樣也可以翻譯成等價的JS代碼。不過稍微複雜一些，簡單說來，對於一個對象obj：

ToPrimitive(obj)等價於：先計算obj.valueOf()，如果結果為原始值，則返回此結果；否則，計算obj.toString()，如果結果是原始值，則返回此結果；否則，拋出異常。

註：此處有個例外，即Date類型的對象，它會先調用toString()方法，後調用valueOf()方法。

在圖1中，標有N或P的線表示：當它連接的兩種類型的數據做==運算時，標有N或P的那一邊的操作數要先執行ToNumber或ToPrimitive變換。

 3   真與假

從圖1可以看出，當布爾值與其他類型的值作比較時，布爾值會轉化為數字，具體來說

true -> 
1false -> 0

這一點也不需浪費過多口舌。想一下在C語言中，根本沒有布爾類型，通常用來表示邏輯真假的正是整數1和0。

 4   字元的序列

在圖1中，我們把String和Number類型分成了一組。為什麼呢？在六種類型中，String和Number都是字元的序列(至少在字面上如此)。字元串是所有合法的字元的序列，而數字可以看成是符合特定條件的字元的序列。所以，數字可以看成字元串的一個子集。

根據圖1，在字元串和數字做==運算時，需要使用ToNumber操作，把字元串轉化為數字。假設x是字元串，y是數字，那麼：

x == y -> Number(x) == y

那麼字元串轉化為數字的規則是怎樣的呢？規範中描述得很複雜，但是大致說來，就是把字元串兩邊的空白字元去掉，然後把兩邊的引號去掉，看它能否組成一個合法的數字。如果是，轉化結果就是這個數字；否則，結果是NaN。例如：

Number('123') // 結果123
Number('1.2e3') // 結果1200
Number('123abc') // 結果NaN
Number('\r\n\t123\v\f') // 結果123

當然也有例外，比如空白字元串轉化為數字的結果是0。即

Number('') // 結果0Number('\r\n\t \v\f') // 結果0

 5   單純與複雜

原始類型是一種單純的類型，它們直接了當、容易理解。然而缺點是表達能力有限，難以擴展，所以就有了對象。對象是屬性的集合，而屬性本身又可以是對象。所以對象可以被構造得任意複雜，足以表示各種各樣的事物。

但是，有時候事情複雜了也不是好事。比如一篇冗長的論文，並不是每個人都有時間、有耐心或有必要從頭到尾讀一遍，通常只瞭解其中心思想就夠了。於是論文就有了關鍵字、概述。JavaScript中的對象也一樣，我們需要有一種手段瞭解它的主要特征，於是對象就有了toString()和valueOf()方法。

toString()方法用來得到對象的一段文字描述；而valueOf()方法用來得到對象的特征值。

當然，這隻是我自己的理解。顧名思義，toString()方法傾向於返回一個字元串。那麼valueOf()方法呢？根據規範中的描述，它傾向於返回一個數字——儘管內置類型中，valueOf()方法返回數字的只有Number和Date。

根據圖1，當一個對象與一個非對象比較時，需要將對象轉化為原始類型(雖然與布爾類型比較時，需要先將布爾類型變成數字類型，但是接下來還是要將對象類型變成原始類型)。這也是合理的，畢竟==是不嚴格的相等比較，我們只需要取出對象的主要特征來參與運算，次要特征放在一邊就行了。

 6   萬物皆數

我們回過頭來看一下圖1。裡面標有N或P的那幾條連線是沒有方向的。假如我們在這些線上標上箭頭，使得連線從標有N或P的那一端指向另一端，那麼會得到(不考慮undefined和null)：

 7   舉個例子

前面廢話太多了，這裡還是舉個例子，來證明圖1確實是方便有效可以指導實踐的。

例，計算下麵表達式的值：

[''] == false

首先，兩個操作數分別是對象類型、布爾類型。根據圖1，需要將布爾類型轉為數字類型，而false轉為數字的結果是0，所以表達式變為：

[''] == 0

兩個操作數變成了對象類型、數字類型。根據圖1，需要將對象類型轉為原始類型：

• 首先調用[].valueOf()，由於數組的valueOf()方法返回自身，所以結果不是原始類型，繼續調用[].toString()。

• 對於數組來說，toString()方法的演算法，是將每個元素都轉為字元串類型，然後用逗號','依次連接起來，所以最終結果是空字元串''，它是一個原始類型的值。

此時，表達式變為：

'' == 0

兩個操作數變成了字元串類型、數字類型。根據圖1，需要將字元串類型轉為數字類型，前面說了空字元串變成數字是0。於是表達式變為：

0 == 0

到此為止，兩個操作數的類型終於相同了，結果明顯是true。

從這個例子可以看出，要想掌握==運算的規則，除了牢記圖1外，還需要記住那些內置對象的toString()和valueOf()方法的規則。包括Object、Array、Date、Number、String、Boolean等，幸好這沒有什麼難度。

 8   再次變形

其實，圖一還不夠完美。為什麼呢？因為對象與字元串/數字比較時都由對象來轉型，但是與同樣是原始類型的布爾類型比較時卻需要布爾類型轉型。實際上，只要稍稍分析一下，全部讓對象來轉為原始類型也是等價的。所以我們得到了最終的更加完美的圖形：

圖3 更完美的==運算規則的圖形化表示

有一個地方可能讓你疑惑：為什麼Boolean與String之間標了兩個N？雖然按照規則應該是由Boolean轉為數字，但是下一步String就要轉為數字了，所以乾脆不如兩邊同時轉成數字。

 9   總結一下

前面說得很亂，根據我們得到的最終的圖3，我們總結一下==運算的規則：

• undefined == null，結果是true。且它倆與所有其他值比較的結果都是false。

• String == Boolean，需要兩個操作數同時轉為Number。

• String/Boolean == Number，需要String/Boolean轉為Number。

• Object == Primitive，需要Object轉為Primitive(具體通過valueOf和toString方法)。

瞧見沒有，一共只有4條規則！是不是很清晰、很簡單。