分析 JavaScript 的數據類型與變量

原文鏈接:https://segmentfault.com/a/1190000017016407

這篇文章,來聊聊 JS 中的數據類型與變量。這是在學習 JS 時最基礎的一類問題,但卻很重要。希望我的分享有幫助到你。

文章開頭,我先提幾個面試中遇到的問題:

比如:

如何理解參數的按值傳遞?

什麼是暫時性死區?

什麼是變量提升?

全局變量和 window 的屬性有什麼區別?爲什麼?

... ...

這篇文章的風格,在分析知識點的同時,插入一些我經歷過的面試題。

基本數據類型

在 JS 中,基本數據類型有 6 種,即數值、字符串、布爾值、null、undefined、Symbol。

對於基本數據類型,我們需要明白的是:基本類型在內存中的存儲方式是棧。每一個值都是單獨存放,互不影響。

基本類型都是按值訪問的。在比較時,按值進行比較:

1 === 1 // true

引用數據類型

引用類型的值保存在堆中,而引用是保存在棧中。

引用類型按引用訪問。在比較時,也比較的引用:

{} === {} // => false

參數的傳遞方式

在 JS 中,參數可以是任何類型的值,甚至可以是函數。

這裏要分析的是參數是以哪種類型傳遞的?引用類型還是基本類型?

先看一個基礎的例子:

var out_num = 1;

function addOne(in_num) {
    in_num += 1;
    return in_num;
}

addOne(out_num); // => 2
out_num // => 1

這個例子中,我們給 addOne() 函數傳遞一個實參 out_num,這個時 out_num 會傳遞給 in_num,即內部存在着 in_num = out_num 的過程。最後我們看到的結果是 out_num 並沒有被函數改變,說明 in_num 和 out_num 是兩個在內存中獨立存放的值,即按值傳遞。

再來看一個變形:

var out_obj = { value: 1 };

function addOne(in_obj) {
    in_obj.value += 1;
    return in_obj;
}

addOne(out_obj); // => { value: 2 }
out_obj // => { value: 2 }

問題來了?函數參數不是按值傳遞嗎?爲什麼這裏函數內部的處理反映到外部了?這是一個超級超級超級的理解誤區。

首先,我們還是得擺正觀點,即函數參數是按值傳遞的。那這裏怎麼理解呢?對於引用類型而言,前面說引用類型分爲引用和實際的內存空間。在這裏 out_obj 依舊傳遞給 in_obj,即 in_obj = out_obj ,out_obj 和 in_obj 是兩個引用,它們在內存中的存儲方式是獨立的,但是它們卻指向同一塊內存。

而 in_obj.value = 1 則是直接操作的實際對象。實際對象的改變,會同步到所有引用這個實際對象的引用。

圖片描述
圖片描述

你再來看這個例子,或許就會更清晰一些。

var out_obj = { value: 1 };

function addOne(in_obj) {
    in_obj = { value: 2 };
    return in_obj;
}

addOne(out_obj); // => { value: 2 }
out_obj // => { value: 1 }

你只要抓住一點:對象的賦值就會造成引用指向的實際對象發生改變。

如何判斷數據類型

判斷數據類型,通常有三種具體的方法:

1、typeof 操作符

typeof 操作符返回一個表示數據類型的字符串。它存在以下明顯的缺陷:

typeof null // => 'object'

typeof [] // => 'object'

這是因爲在 JS 語言設計之初遺留的 bug。可以閱讀這篇文章 http://2ality.com/2013/10/typ... 瞭解更多關於 typeof 處理 null 的問題。

所以 typeof 最好用於判斷一些基本類型,比如數值、字符串、布爾值、undefined、Symbol。

2、instanceof 操作符

typeof 的背後是通過判斷 type tags 來判斷數據類型,而 instanceof 則是通過判斷構造函數的 prototype 是否出現在對象原型鏈上的任何位置。

舉個例子:

{} instanceof Object // => true

[] instanceof Array // => true
[] instanceof Object // => true

也判斷自定義類型:

function Car(make, model, year) {
  this.make = make;
  this.model = model;
  this.year = year;
}
var auto = new Car('Honda', 'Accord', 1998);

console.log(auto instanceof Car);
// => true

console.log(auto instanceof Object);
// => true

所以,對於字面量形式的基本數據類型,不能通過 instanceof 判斷:

1 instanceof Number // => false

Number(1) instanceof Number // => false

new Number(1) instanceof Number // => true

3、Object.prototype.toString()

這是目前最爲推薦的一種方法,可以更加精細且準確的判斷任何數據類型,甚至是 JSON、正則、日期、錯誤等等。在 Lodash 中,其判斷數據類型的核心也是 Object.prototype.toString() 方法。

Object.prototype.toString.call(JSON) // => "[object JSON]"

關於這背後的原理,你可以閱讀這篇文章 http://www.cnblogs.com/ziyunf...

4、其他

上面三種是通用的判斷數據類型的方法。面試中還會出現如何判斷一個數組、如何判斷 NaN、如何判斷類數組對象、如何判斷一個空對象等問題。這一類問題比較開放,解決思路通常是抓住判斷數據的核心特點。

舉個例子:判斷類數組對象。

你先要知道 JS 中類數組對象是什麼樣子的,並尋求一個實際的參照物,比如 arguments 就是類數組對象。那麼類數組對象具有的特點是:真值 & 對象 & 具有 length 屬性 & length 爲整數 & length 的範圍大於等於 0,小於等於最大安全正整數(Number.MAX_SAFE_INTEGER)。

在你分析特點的時候,答案就呼之欲出了。【注意全面性】

數據類型如何轉換

JS 數據類型的動態性將貫穿整個 JS 的學習,這是 JS 非常重要的特性,很多現象就是因爲動態性的存在而成爲 JS 獨有。

正是由於動態性,JS 的數據類型可能在你毫無察覺的情況下,就發生了改變,直到運行時報錯。

這裏主要分析下面 8 種轉換規則。

1、if 語句

if 語句中的類型轉換是最常見的。

if (isTrue) {
    // ...
} else {}

在 if 語句中,會自動調用 Boolean() 轉型函數對變量 isTrue 進行轉換。

當 isTrue 的值是 null, undefined, 0, NaN, '' 時,都會轉爲 false。其餘值除 false 本身外都會轉爲 true。

2、Number() 轉型函數

我們重點關注 null undefined 以及字符串在 Number() 下的轉換:

Number(null) // => 0
Number(undefined) // => NaN
Number('') // => 0
Number('123') // => 123
Number('123abc') // => NaN

注意和 parseInt() 對比。

3、parseInt()

parseInt(null) // => NaN
parseInt(undefined) // => NaN
parseInt('') // => NaN
parseInt('123') // => 123
parseInt('123abc') // => 123

4、==

這裏需要注意的是:

null == undefined // => true

null == 0 // => false
undefined == false // => false

null 與 undefined 的相等性是由 ECMA-262 規定的,並且 null 與 undefined 在比較相等性時不能轉換爲其他任何值。

5、關係操作符

對於兩個字符串的比較,是比較的字符編碼值:

'B' < 'a' // => true

一個數值,另一個其他類型,都將轉爲數字進行比較。

兩個布爾值轉爲數值進行比較。

對象,先調用 valueOf(),若不存在該方法,則調用 toString()。

6、加法

加法中特別注意的是,數字和字符串相加,將數字轉爲字符串。

'1' + 2 => // '12'
1 + 2 => // 3

對於對象和布爾值,調用它們的 toString() 方法得到對應的字符串值,然後進行字符串相加。對於 undefined 和 null 調用 String() 取得字符串 'undeifned' 和 'null'。

{ value: 1 } + true // => "[object Object]true"

7、減法

對於字符串、布爾值、null 或者 undefined,自動調用 Number(),轉換結果若爲 NaN,那麼最終結果爲 NaN。

對於對象,先調用 valueOf(),如果得到 NaN,結果爲 NaN。如果沒有 valueOf(),則調用 toString()。

8、乘法、除法

對於非數值,都會調用 Number() 轉型函數。

變量提升與暫時性死區

JS 中有三種聲明變量的方式:var, let, const。

var 聲明變量最大的一個特點是存在變量提升。

console.log(a); // undefined
var a = 1;
console.log(a); // 1

第一個打印結果表示,在聲明變量 a 之前,a 就已經可以訪問了,只不過並未賦值。這就是變量提升現象。(具體原因,我放在後面分析作用域的時候來寫)

let 和 const 就不存在這個問題,但是又引入了暫時性死區這樣的概念。

/**
* 這上面都屬於變量 a 的暫時性死區
* console.log(a) // => Reference Error
*/
let a = 1;
console.log(a); // => 1

即聲明 a 之前,不能夠訪問 a,而直接報錯。

而暫時性死區的出現又引出另外一個問題,即 typeof 不再安全。你可以參考這篇文章 http://es-discourse.com/t/why...

補充:一個經典面試題

for (var i = 0; i < 4; i++) {
    setTimeout(function(){
        console.log(i);
    }, i * 1000);
}

我先不再這裏展開分析,我打算放到異步與事件循環機制中去分析。不過這裏將 var 替換成 let 可以作爲一種解決方案。如果你有興趣,也可以先去分析。

對於 const,這裏再補充一點,用於加深對基本類型和引用類型的理解。

const a = 1;
const b = { value: 1 };

a = 2; // => Error
b.value = 2; // => 2
b = { value: 2 }; // => Error

本質上,const 並不是保證變量的值不得改動,而是變量指向的內存地址不得改動。

聲明全局變量

直接通過 var 聲明全局變量,這個全局變量會作爲 window 對象的一個屬性。

var a = 1;
window.a // => 1

在這裏提出兩個問題,一是 let 聲明的全局變量會成爲 window 的屬性嗎?二是 var 聲明的全局變量和直接在 window 創建屬性有沒有區別?

先來回答第一問題。let 聲明的全局變量不會成爲 window 的屬性。用什麼來支撐這樣的結論呢?在 ES6 中,對於 let 和 const 聲明的變量從一開始就形成封閉作用域。想想之前的暫時性死區。

第二個問題,var 聲明的全局變量和直接在 window 創建屬性存在着本質的區別。先看下面的代碼:

var a = 1;
window.a // => 1

window.b = 2;

delete window.a
delete window.b

window.a // => 1
window.b // => undefined

我們可以看到,直接創建在 window 上的屬性可以被 delete 刪除,而 var 創建的全局屬性則不會。這是現象,通過現象看本質,二者本質上的區別在於:

使用 var 聲明的全局變量的 [[configurable]] 數據屬性的值爲 false,不能通過 delete 刪除。而直接在對象上創建的屬性默認 [[configurable]] 的值爲 true,即可以被 delete 刪除。(關於 [[configurable]] 屬性,在後面的文章中分析對象的時候還會提到)

小結

在這篇「數據類型與變量」文章中,分析了 7 個大類。再來回顧一下:

基本類型、引用類型、參數傳遞方式、如何判斷數據類型、數據類型如何轉換、變量提升與暫時性死區、聲明全局變量。

這些不僅是校招面試中的高頻考點,也是學習 JS 必不可少的知識點。

Tip1:《JavaScript 高級程序設計》這本書被稱作“前端的聖經”是有原因的。對於正在準備校園招聘的你,非常有必要!書讀百遍,其義自見。你會發現你在面試中遇到的絕大部分 JS 相關的知識點都能在這本書中找到“答案”!

Tip2:在準備複習的過程中,注意知識的模塊性與相關性。你得有自己劃分知識模塊的能力,比如今天的「數據類型與變量」模塊。相關性是指,任何的知識都是由聯繫的,比如這裏牽涉到作用域、內存等模塊。

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