先来看下面几个问题

  • 为什么有的编程规范要求用 void 0 代替 undefined？
  • 字符串有最大长度吗？
  • 0.1 + 0.2 不是等于 0.3 么？为什么 JavaScript 里不是这样的？
  • ES6 新加入的 Symbol 是个什么东西？
  • 为什么给对象添加的方法能用在基本类型上？

Undefined、Null

因为 JavaScript 的代码 undefined 是一个变量，而并非是一个关键字，这是 JavaScript 语言公认的设计失误之一，所以，我们为了避免无意中被篡改，我建议使用 void 0 来获取 undefined 值。

undefined在全局环境没法被赋值，在局部环境是可以被赋值的！

Null 类型也只有一个值，就是 null，它的语义表示空值，与 undefined 不同，null 是 JavaScript 关键字，所以在任何代码中，你都可以放心用 null 关键字来获取 null 值。

String

String 用于表示文本数据。String 有最大长度是 2^53 - 1，这在一般开发中都是够用的，但是有趣的是，这个所谓最大长度，并不完全是你理解中的字符数。

因为 String 的意义并非“字符串”，而是字符串的 UTF16 编码，我们字符串的操作 charAt、charCodeAt、length 等方法针对的都是 UTF16 编码。所以，字符串的最大长度，实际上是受字符串的编码长度影响的。

JavaScript 字符串把每个 UTF16 单元当作一个字符来处理，所以处理非 BMP（超出 U+0000 - U+FFFF 范围）的字符时，你应该格外小心。

JavaScript 中的 Number 类型基本符合 IEEE 754-2008 规定的双精度浮点数规则，但是 JavaScript 为了表达几个额外的语言场景（比如不让除以 0 出错，而引入了无穷大的概念），规定了几个例外情况：

  • NaN，占用了 9007199254740990，这原本是符合 IEEE 规则的数字；NaN其实是 2^53-2 个特殊数字的合集，NaN并不是一个数，而是一堆数据合集，所以NaN ! == NaN
  • Infinity，无穷大；
  • -Infinity，负无穷大。

根据双精度浮点数的定义，Number 类型中有效的整数范围是 -0x1fffffffffffff 至 0x1fffffffffffff，所以 Number 无法精确表示此范围外的整数。

此处为13个f并非17个f，即 2 ^ 52 - 1，前面再加一位，即2 ^ 53 - 1.

console.log( 0.1 + 0.2 == 0.3); 这里输出的结果是 false，说明两边不相等的，这是浮点运算的特点，也是很多同学疑惑的来源，浮点数运算的精度问题导致等式左右的结果并不是严格相等，而是相差了个微小的值。

number运算会被转换为二进制进行运算，而后转换为十进制；0.1转换后会变成无限循环小数，即浮点数运算精度问题

所以实际上，这里错误的不是结论，而是比较的方法，正确的比较方法是使用 JavaScript 提供的最小精度值：

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console.log( Math.abs(0.1 + 0.2 - 0.3) <= Number.EPSILON);

检查等式左右两边差的绝对值是否小于最小精度，才是正确的比较浮点数的方法。这段代码结果就是 true 了。

Number

下面，我们来说说 Number 类型。Number 类型表示我们通常意义上的“数字”。这个数字大致对应数学中的有理数，当然，在计算机中，我们有一定的精度限制。

JavaScript 中的 Number 类型有 18437736874454810627(即 2^64 - 2^53 + 3) 个值。

2^64是64位二进制最多表示的数量，但是IEEE754的1-12位表示指数偏移量，指数偏移量为0的时候，其他位数的值是无意义的，因为任何数的0次方都是1。所以要减去2^(64-11)。+3的话是三个特殊数值：NaN、Infinity、-Infinity。最后结果就是：2^64-2^53+3。

Symbol

Symbol 是 ES6 中引入的新类型，它是一切非字符串的对象 key 的集合，在 ES6 规范中，整个对象系统被用 Symbol 重塑。

ES5 的对象属性名都是字符串，字符串容易造成属性名的冲突。比如，你使用了一个他人提供的对象，但又想为这个对象添加新的方法，新方法的名字就有可能与现有方法产生冲突。如果有一种机制，保证每个属性的名字都是独一无二的就好了，这样就从根本上防止属性名的冲突，ES6 引入的Symbol 就表示独一无二的值。

一些标准中提到的 Symbol，可以在全局的 Symbol 函数的属性中找到。例如，我们可以使用 Symbol.iterator 来自定义 for…of 在对象上的行为：

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var o = new Object

o[Symbol.iterator] = function() {
    var v = 0
    return {
        next: function() {
            return { value: v++, done: v > 10 }
        }
    }        
};

for(var v of o) 
    console.log(v); // 0 1 2 3 ... 9

这里我们给对象 o 添加了 Symbol.iterator 属性，并且按照迭代器的要求定义了一个 0 到 10 的迭代器，之后我们就可以在 for of 中愉快地使用这个 o 对象啦。

Object

JavaScript 中的几个基本类型，都在对象类型中有一个“亲戚”。它们是：

  • Number；
  • String；
  • Boolean；
  • Symbol。

Number、String 和 Boolean，三个构造器是两用的，当跟 new 搭配时，它们产生对象，当直接调用时，它们表示强制类型转换。

Symbol 函数比较特殊，直接用 new 调用它会抛出错误，但它仍然是 Symbol 对象的构造器。

围绕原始数据类型创建一个显式包装器对象从 ECMAScript 6 开始不再被支持。 然而，现有的原始包装器对象，如 new Boolean、new String以及new Number，因为遗留原因仍可被创建。

JavaScript 语言设计上试图模糊对象和基本类型之间的关系，我们日常代码可以把对象的方法在基本类型上使用，比如：

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console.log("abc".charAt(0)); // a // 基本类型凭什么也能 . 出来，又不是对象

甚至我们在原型上添加方法，都可以应用于基本类型，比如以下代码，在 Symbol 原型上添加了 hello 方法，在任何 Symbol 类型变量都可以调用。

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Symbol.prototype.hello = () => console.log("hello");

var a = Symbol("a");
console.log(typeof a); //symbol，a并非对象
a.hello(); //hello，有效

所以我们文章开头的问题，答案就是. 运算符提供了装箱操作，它会根据基础类型构造一个临时对象，使得我们能在基础类型上调用对应对象的方法。

类型转换

因为 JS 是弱类型语言，所以类型转换发生非常频繁，大部分我们熟悉的运算都会先进行类型转换。大部分类型转换符合人类的直觉，但是如果我们不去理解类型转换的严格定义，很容易造成一些代码中的判断失误。

其中最为臭名昭著的是 JavaScript 中的“ == ”运算，因为试图实现跨类型的比较，它的规则复杂到几乎没人可以记住。

其它运算，如加减乘除大于小于，也都会涉及类型转换。幸好的是，实际上大部分类型转换规则是非常简单的，如下表所示：

在这个里面，较为复杂的部分是 Number 和 String 之间的转换，以及对象跟基本类型之间的转换。我们分别来看一看这几种转换的规则。

StringToNumber

字符串到数字的类型转换，存在一个语法结构，类型转换支持十进制、二进制、八进制和十六进制，比如：

  • 30；
  • 0b111；
  • 0o13；
  • 0xFF。

此外，JavaScript 支持的字符串语法还包括正负号科学计数法，可以使用大写或者小写的 e 来表示：

  • 1e3；
  • -1e-2。

需要注意的是，parseInt 和 parseFloat 并不使用这个转换，所以支持的语法跟这里不尽相同。

在不传入第二个参数的情况下，parseInt 只支持 16 进制前缀“0x”，而且会忽略非数字字符，也不支持科学计数法。

在一些古老的浏览器环境中，parseInt 还支持 0 开头的数字作为 8 进制前缀，这是很多错误的来源。所以在任何环境下，都建议传入 parseInt 的第二个参数，而 parseFloat 则直接把原字符串作为十进制来解析，它不会引入任何的其他进制。

多数情况下，Number 是比 parseInt 和 parseFloat 更好的选择。

NumberToString

在较小的范围内，数字到字符串的转换是完全符合你直觉的十进制表示。当 Number 绝对值较大或者较小时，字符串表示则是使用科学计数法表示的(var a = 99999999999999999999999999999; a.toString( ); // “1e+29”)。这个算法细节繁多，我们从感性的角度认识，它其实就是保证了产生的字符串不会过长。

装箱转换

每一种基本类型 Number、String、Boolean、Symbol 在对象中都有对应的类，所谓装箱转换，正是把基本类型转换为对应的对象，它是类型转换中一种相当重要的种类。

前文提到，全局的 Symbol 函数无法使用 new 来调用，但我们仍可以利用装箱机制来得到一个 Symbol 对象，我们可以利用一个函数的 call 方法来强迫产生装箱。

我们定义一个函数，函数里面只有 return this，然后我们调用函数的 call 方法到一个 Symbol 类型的值上，这样就会产生一个 symbolObject。

我们可以用 console.log 看一下这个东西的 type of，它的值是 object，我们使用 symbolObject instanceof 可以看到，它是 Symbol 这个类的实例，我们找它的 constructor 也是等于 Symbol 的，所以我们无论从哪个角度看，它都是 Symbol 装箱过的对象：

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var symbolObject = (function(){ return this; }).call(Symbol("a"));

console.log(typeof symbolObject); //object
console.log(symbolObject instanceof Symbol); //true
console.log(symbolObject.constructor == Symbol); //true

装箱机制会频繁产生临时对象，在一些对性能要求较高的场景下，我们应该尽量避免对基本类型做装箱转换。

使用内置的 Object 函数，我们可以在 JavaScript 代码中显式调用装箱能力

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var symbolObject = Object(Symbol("a"));

console.log(typeof symbolObject); //object
console.log(symbolObject instanceof Symbol); //true
console.log(symbolObject.constructor == Symbol); //true

每一类装箱对象皆有私有的 Class 属性，这些属性可以用 Object.prototype.toString 获取：

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var symbolObject = Object(Symbol("a"));

console.log(Object.prototype.toString.call(symbolObject)); //[object Symbol]

在 JavaScript 中，没有任何方法可以更改私有的 Class 属性，因此 Object.prototype.toString 是可以准确识别对象对应的基本类型的方法，它比 instanceof 更加准确。

但需要注意的是，call 本身会产生装箱操作，所以需要配合 typeof 来区分基本类型还是对象类型

拆箱转换

JavaScript 标准中，规定了 ToPrimitive 函数，它是对象类型到基本类型的转换（即，拆箱转换）。

对象到 String 和 Number 的转换都遵循“先拆箱再转换”的规则。通过拆箱转换，把对象变成基本类型，再从基本类型转换为对应的 String 或者 Number。

拆箱转换会尝试调用 valueOf 和 toString 来获得拆箱后的基本类型。如果 valueOf 和 toString 都不存在，或者没有返回基本类型，则会产生类型错误 TypeError。

o 
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    valueOf : () => {console.log("valueOf"); return {}},
    toString : () => {console.log("toString"); return {}}
}

o * 2
// valueOf
// toString
// TypeError

我们定义了一个对象 o，o 有 valueOf 和 toString 两个方法，这两个方法都返回一个对象，然后我们进行 o*2 这个运算的时候，你会看见先执行了 valueOf，接下来是 toString，最后抛出了一个 TypeError，这就说明了这个拆箱转换失败了。

到 String 的拆箱转换会优先调用 toString。我们把刚才的运算从 o*2 换成 String(o)，那么你会看到调用顺序就变了。

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 var o = {
     valueOf : () => {console.log("valueOf"); return {}},
     toString : () => {console.log("toString"); return {}}
 }

String(o)
 // toString
 // valueOf
 // TypeError

在 ES6 之后，还允许对象通过显式指定 @@toPrimitive Symbol 来覆盖原有的行为。

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var o = {
    valueOf : () => {console.log("valueOf"); return {}},
    toString : () => {console.log("toString"); return {}}
}

o[Symbol.toPrimitive] = () => {console.log("toPrimitive"); return "hello"}


console.log(o + "")
// toPrimitive
// hello

除了这七种语言类型，还有一些语言的实现者更关心的规范类型。

  • List 和 Record： 用于描述函数传参过程。
  • Set：主要用于解释字符集等。
  • Completion Record：用于描述异常、跳出等语句执行过程。
  • Reference：用于描述对象属性访问、delete 等。
  • Property Descriptor：用于描述对象的属性。
  • Lexical Environment 和 Environment Record：用于描述变量和作用域。
  • Data Block：用于描述二进制数据。

补充

事实上，“类型”在 JavaScript 中是一个有争议的概念。一方面，标准中规定了运行时数据类型； 另一方面，JavaScript 语言中提供了 typeof 这样的运算，用来返回操作数的类型，但 typeof 的运算结果，与运行时类型的规定有很多不一致的地方。我们可以看下表来对照一下。

img.png

在表格中，多数项是对应的，但是请注意 object——Null 和 function——Object 是特例，我们理解类型的时候需要特别注意这个区别。

从一般语言使用者的角度来看，毫无疑问，我们应该按照 typeof 的结果去理解语言的类型系统。但 JavaScript 之父本人也在多个场合表示过，typeof 的设计是有缺陷的，只是现在已经错过了修正它的时机。