Javascript 里的类型转换规则

Javascript 里的类型转换是一个你永远绕不开的话题，不管你是在面试中还是工作写代码，总会碰到这类问题和各种的坑，所以不学好这个那是不行滴。关于类型转换我也看过不少的书和各种博客、帖子，也查过规范和做过各种测试，这里就谈谈我的总结和理解吧。

首先，为了掌握好类型转换，我们要理解一个重要的抽象操作：ToPrimitive。

ToPrimitive

为什么说这是个抽象操作呢？因为这是 Javascript 内部才会使用的操作，我们不会显式调用到。

对于 Undefined、Null、Boolean、Number 和 String 这些基础类型会返回原值不会转换；当需要将对象转换为相应的基本类型值时，ToPrimitive 就会调用对象的内部方法 [[DefaultValue]] 来完成。

ToPrimitive 操作接收两个参数，一个是 input 需要转换的值，第二个是可选参数 hint 代表期望的转换类型。并且在调用 [[DefaultValue]] 的时候 hint 会传递过去。

这里我们首先只需要知道 [[DefaultValue]] 会调用 valueOf() 和 toString() 来完成基本类型值的转换，如果任何一个调用返回了基础值则调用就结束了，没有返回基础值就接着调用另一个。但是注意：valueOf() 和 toString() 的调用逻辑顺序并不是固定的取决于 hint 参数，规则如下：

如果 hint 参数是 String，那么先调用 toString() 再调用 valueOf()。
如果 hint 参数是 Number 或者没有值（ES6+ 有默认值 'default'），则先调用 valueOf() 再调用 toString()；但是这里有个例外是 Date 对象，如果是 Date 对象则 hint 当做 String 处理。
如果 valueOf() 和 toString() 都没有返回基础值，则抛出异常：TypeError: Cannot convert object to primitive value。

更新内容：

对象的 Symbol.toPrimitive 属性，会影响 ToPrimitive。如果对象定义了这个方法，则转换的基础值就是这个方法的返回值，如果这个方法没有返回初始值，则后续也不会再调用 toString() 和 valueOf() 了，会直接抛出异常：TypeError: Cannot convert object to primitive value。 Symbol.toPrimitive 属性的用法请看这里。

基本规则

JavaScript 中的类型转换总是返回基本类型值，如字符串、数字和布尔值，不会返回对象和函数。那么这也对应了三种抽象操作：ToString、ToNumber 和 ToBoolean，下面就来逐一说明。

ToString

var a = {};
console.log(String(a));
// 显式类型转换，输出为："[object Object]"

以上代码我们通常称为显式类型转换，这里面就包含 ToString 抽象操作，也就是把非字符串值转换为字符串的操作。

先来看看非对象的基本类型值的 ToString 转换规则：

输入类型	输出结果
Undefined	"undefined"
Null	"null"
Boolean	输入 true，输出 "true" 输入 false，输出 "false"
Number	输入 NaN，输出 "NaN" 输入 +0 或 -0，输出 "0" 如果输入小于 0 的数字，如：-2，输出将包括负号："-2" 输入 Infinity，输出 "Infinity"

接着我们重点来看一下输入是对象的转换规则。

这个时候 ToPrimitive 就出场了，并且 hint 参数是 String。还记得 ToPrimitive 内部是调用的[[DefaultValue]]吗，**并且这个时候 hint 是 String **。下面来看下这种情况下 ToPrimitive 的调用逻辑：

toPrimitive 调用 [[DefaultValue]] 并传递 hint，然后返回调用结果
[[DefaultValue]] 根据 hint 是 String 执行以下调用顺序：
- 如果对象存在 toString() 并返回一个基本类型值，即返回这个值
- 如果 toString() 不存在或返回的不是一个基本类型值，就调用 valueOf()
- 如果 valueOf() 存在并返回一个基本类型值，即返回这个值
- 如果 valueOf() 不存在或返回的不是一个基本类型值，则抛出 TypeError 异常

那么这里就可以总结为：对象在类型转换为字符串时， toString() 的调用顺序在 valueOf() 之前，并且这两个方法如果都没有返回一个基本类型值，则抛出异常；如果返回了基本类型值 primValue，则返回 String(primValue)。

基本类型值的 ToString 结果参看前面那个表格。

我们来测试一下。先看下这节开头的例子：

var a = {};
console.log(String(a));

字面量对象的原型是 Object.prototype，Object.prototype.toString() 返回内部属性 [[Class]] 的值，那么结果就是 [object Object]。然后测试一下 ToPrimitive 的调用逻辑。来看下这段代码：

var a = Object.create(null);

上面的意思是创建一个没有原型的对象(没有原型就没有继承的 toString() 和 valueOf() 了)。接下来：

console.log(String(a));
// Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

这里因为没有 toString() 和 valueOf() 所以就抛出 TypeError 异常了。OK，跟前面的总结一致。

下面来测试一下 toString() 和 valueOf() 的调用顺序逻辑，上代码：

a.toString = function () {
  console.log('toString');
  return 'hello';
};

a.valueOf = function () {
  return true;
};

console.log(String(a)); // 先输出 'toString'，再输出 'hello'

跟前面的总结一致，确实是 toString() 先返回结果。接着做一下变化：

a.toString = function () {
  return {};
};
// 或是直接去掉这个方法，a.toString = undefined;

a.valueOf = function () {
  return true;
};

console.log(String(a)); // 'true'

当 toString() 返回的不是一个基本类型值或不存在 toString() 时，返回 valueOf() 的结果，并且遵循基本类型值的 ToString 转换结果。OK，验证没有问题 ✌️ 其他的情况也可以根据前面的总结逻辑自己验证下。

在《Javascript 高级程序设计（第 4 版）》和《你不知道的 Javascript（中卷）》上均未提到类型转换到字符串会与 valueOf() 有关系。

ToNumber

首先照例先来看下非对象的基本类型值的 ToNumber 转换规则：

输入类型	输出结果
Undefined	NaN
Null	0
Boolean	输入 true，输出 1 输入 false，输出 0
String	输入 ''，输出 0 输入 'Infinity'，输出 Infinity 输入有效数字的字符串（包括二、八和十六进制），输出数字的十进制数值如果输入包含非数字格式的字符串，输出 NaN

字符串转数字上面只说了一些常用的情况，更多细节请看这里。

然后来看看对象 ToNumber 的情况。这里与对象转字符串的情况类似，也会调用 ToPrimitive 来转换（hint 是 Number）。但细节与 ToString 稍有不同，这里直接给出结论：

对象在类型转换为数字时， valueOf() 的调用顺序在 toString() 之前，并且这两个方法如果都没有返回一个基本类型值，则抛出异常；如果返回了基本类型值 primValue，则返回 Number(primValue)。

这里验证了 ToPrimitive 里面说到的，[[DefaultValue]] 会根据 hint 参数决定 toString() 和 valueOf() 的调用顺序。

接着来用代码说话：

var a = Object.create(null);
console.log(Number(a));
// Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

这里因为没有 toString() 和 valueOf() 所以就抛出 TypeError 异常了。OK，跟前面的总结一致。

我们先加入 valueOf() 方法：

a.valueOf = function () {
  return 123;
}
console.log(Number(a)); // 123

valueOf() 返回了数字 123，所以输出没问题。再修改一下：

a.valueOf = function () {
  return true;
}
console.log(Number(a)); // 1

valueOf() 返回了 true，这也是一个基本类型，然后根据基本类型转换规则 true 转换为 1，也是对的。

再来：

a.valueOf = function () {
  return NaN;
}
console.log(Number(a)); // NaN

NaN 是一个特殊的数值，所以也是基本类型。OK，也是对的。

这里的结果说明了《Javascript 高级程序设计(第 4 版)》关于对象转换为数字的解释是有错误的，书上是这么说的：如果转换的结果是 NaN，则调用对象的 toString() 方法。

再来验证一下 toString() 的调用顺序：

a.valueOf = function () {
  console.log('valueOf');
  return {};
}
a.toString = function () {
  return '123';
}
console.log(Number(a)); // 先输出 'valueOf'，再输出 123

因为 valueOf() 返回了对象非基本类型值，转而执行 toString()，返回的 '123' 根据字符串转换数字的规则就是 123，对于 valueOf() 和 toString() 的执行顺序验证也是 OK 的。

ToBoolean

最后我们来看看转换为布尔值。这个比较简单，一个列表可以全部归纳了：

输入类型	输出结果
Undefined	false
Null	false
Number	输入 +0，-0，NaN，输出 false 输入其他数字，输出 true
String	输入 length 为 0 的字符串（如：''），输出 false 输入其他字符串，输出 true
Object	输入任何对象类型，输出 true

ToBoolean 转换规则比较简单，只有一个需要注意的地方，那就是封箱操作：

var a = new Boolean(false);
console.log(Boolean(a));
// 输出是 true 不是 false 喔

new Boolean(false) 返回的是对象不是布尔值，所以最好避免进行类似的操作。

总结

以上即是我总结的 JS 类型转换基本规则，当你明显感知类型转换即将发生时可以拿上面的规则去套（也就是我们通常说的显式类型转换，以上转换规则面试时特别有用喔）。

既然规则有了，下一篇准备聊一下隐式类型转换，有了这篇的基础掌握隐式转换会容易很多。

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