JavaScript 程式設計精解 中文第三版 一、值，類型和運算符

一、值，類型和運算符

原文： Values, Types, and Operators 譯者： 飛龍 協定： CC BY-NC-SA 4.0 自豪地采用 谷歌翻譯 部分參考了 《JavaScript 程式設計精解（第 2 版）》

在機器的表面之下，程式在運轉。 它不費力就可以擴大和縮小。 在和諧的關系中，電子散開并重新聚合。 螢幕上的表格隻是水面上的漣漪。 本質隐藏在下面。

Master Yuan-Ma，《The Book of Programming》

計算機世界裡隻有資料。 你可以讀取資料，修改資料，建立新資料 - 但不能提及不是資料的東西。 所有這些資料都以位的長序列存儲，是以基本相似。

位是任何類型的二值的東西，通常描述為零和一。 在計算機内部，他們有一些形式，例如高電荷或低電荷，強信号或弱信号，或 CD 表面上的亮斑點或暗斑點。 任何一段離散資訊都可以簡化為零和一的序列，進而以位表示。

例如，我們可以用位來表示數字 13。 它的原理與十進制數字相同，但不是 10 個不同的數字，而隻有 2 個，每個數字的權重從右到左增加 2 倍。 以下是組成數字 13 的位，下方顯示數字的權重：

0   0   0   0   1   1   0   1
 128  64  32  16   8   4   2   1           

是以，這就是二進制數

00001101

，或者

8+4+1

，即 13。

值

想象一下位之海 - 一片它們的海洋。 典型的現代計算機的易失性資料存儲器（工作存儲器）中，有超過 300 億位。非易失性存儲（硬碟或等價物）往往還有幾個數量級。

為了能夠在不丢失的情況下，處理這些數量的資料，我們必須将它們分成代表資訊片段的塊。 在 JavaScript 環境中，這些塊稱為值。 雖然所有值都是由位構成的，但他們起到不同的作用，每個值都有一個決定其作用的類型。 有些值是數字，有些值是文本片段，有些值是函數，等等。

要建立一個值，你隻需要調用它的名字。 這很友善。 你不必為你的值收集建築材料或為其付費。 你隻需要調用它，然後刷的一下，你就有了它。 當然，它們并不是真正憑空創造的。 每個值都必須存儲在某個地方，如果你想同時使用大量的值，則可能會耗盡記憶體。 幸運的是，隻有同時需要它們時，這才是一個問題。 隻要你不再使用值，它就會消失，留下它的一部分作為下一代值的建築材料。

本章将會介紹 JavaScript 程式當中的基本元素，包括簡單的值類型以及值運算符。

數字

數字（

Number

）類型的值即數字值。在 JavaScript 中寫成如下形式：

13           

在程式中使用這個值的時候，就會将數字 13 以位序列的方式存放在計算機的記憶體當中。

JavaScript使用固定數量的位（64 位）來存儲單個數字值。 你可以用 64 位創造很多模式，這意味着可以表示的不同數值是有限的。 對于

N

個十進制數字，可以表示的數值數量是

10^N

。 與之類似，給定 64 個二進制數字，你可以表示

2^64

個不同的數字，大約 18 億億（18 後面有 18 個零）。太多了。

過去計算機記憶體很小，人們傾向于使用一組 8 位或 16 位來表示他們的數字。 這麼小的數字很容易意外地溢出，最終得到的數字不能放在給定的位數中。 今天，即使是裝在口袋裡的電腦也有足夠的記憶體，是以你可以自由使用 64 位的塊，隻有在處理真正的天文數字時才需要擔心溢出。

不過，并非所有 18 億億以下的整數都能放在 JavaScript 數值中。 這些位也存儲負數，是以一位用于表示數字的符号。 一個更大的問題是，也必須表示非整數。 為此，一些位用于存儲小數點的位置。 可以存儲的實際最大整數更多地在 9 億億（15 個零）的範圍内 - 這仍然相當多。

使用小數點來表示分數。

9.81           

對于非常大或非常小的數字，你也可以通過輸入

e

（表示指數），後面跟着指數來使用科學記數法：

2.998e8           

即

2.998 * 10^8 = 299,800,000

。

當計算小于前文當中提到的 9000 萬億的整數時，其計算結果會十分精确，不過在計算小數的時候精度卻不高。正如（

pi

）無法使用有限個數的十進制數字表示一樣，在使用 64 位來存儲分數時也同樣會丢失一些精度。雖說如此，但這類丢失精度隻會在一些特殊情況下才會出現問題。是以我們需要注意在處理分數時，将其視為近似值，而非精确值。

算術

與數字密切相關的就是算術。比如，加法或者乘法之類的算術運算會使用兩個數值，并産生一個新的數字。JavaScript 中的算術運算如下所示：

100 + 4 * 11           

我們把

+

和

*

符号稱為運算符。第一個符号表示加法，第二個符号表示乘法。将一個運算符放在兩個值之間，該運算符将會使用其旁邊的兩個值産生一個新值。

但是這個例子的意思是“将 4 和 100 相加，并将結果乘 11”，還是是在加法之前計算乘法？ 正如你可能猜到的那樣，乘法首先計算。 但是和數學一樣，你可以通過将加法包在圓括号中來改變它：

(100 + 4) * 11           

–

運算符表示減法，

/

運算符則表示除法。

在運算符同時出現，并且沒有括号的情況下，其運算順序根據運算符優先級确定。示例中的乘法運算符優先級高于加法。而

/

運算符和

*

運算符優先級相同，

+

–

運算符優先級也相同。當多個具有相同優先級的運算符相鄰出現時，運算從左向右執行，比如

1–2+1

的運算順序是

(1–2)+1

你無需擔心這些運算符的優先級規則，不确定的時候隻需要添加括号即可。

還有一個算術運算符，你可能無法立即認出。

%

符号用于表示取餘操作。

X % Y

是

Y

除

X

的餘數。 例如，

314 % 100

産生

14

，

144 % 12

。 餘數的優先級與乘法和除法的優先級相同。 你還經常會看到這個運算符被稱為模運算符。

特殊數字

在 JavaScript 中有三個特殊的值，它們雖然是數字，但看起來卻跟一般的數字不太一樣。

前兩個是

Infinity

-Infinity

，它們代表正無窮和負無窮。 “無窮減一”仍然是“無窮”，依此類推。 盡管如此，不要過分信任基于無窮大的計算。 它在數學上不合理，并且很快導緻我們的下一個特殊數字：

NaN

NaN

代表“不是數字”，即使它是數字類型的值。 例如，當你嘗試計算

0/0

（零除零），

Infinity - Infinity

或任何其他數字操作，它不會産生有意義的結果時，你将得到此結果。

字元串

下一個基本資料類型是字元串（

String

）。 字元串用于表示文本。 它們是用引号括起來的：

`Down on the sea`
"Lie on the ocean"
'Float on the ocean'           

隻要字元串開頭和結尾的引号比對，就可以使用單引号，雙引号或反引号來标記字元串。

幾乎所有的東西都可以放在引号之間，并且 JavaScript 會從中提取字元串值。 但少數字元更難。 你可能難以想象，如何在引号之間加引号。 當使用反引号（

`

）引用字元串時，換行符（當你按Enter鍵時獲得的字元）可能會被包含，而無需轉義。

若要将這些字元存入字元串，需要使用下列規則：當反斜杠（

\

）出現在引号之間的文本中時，表示緊跟在其後的字元具有特殊含義，我們将其稱之為轉義符。當引号緊跟在反斜杠後時，并不意味着字元串結束，而表示這個引号是字元串的一部分。當字元

n

出現在反斜杠後時，JavaScript 将其解釋成換行符。以此類推，

\t

表示制表符，我們來看看下面這個字元串：

"This is the first line\nAnd this is the second"           

該字元串實際表示的文本是：

This is the first line
And this is the second           

當然，在某些情況下，你希望字元串中的反斜杠隻是反斜杠，而不是特殊代碼。 如果兩個反斜杠寫在一起，它們将合并，并且隻有一個将留在結果字元串值中。 這就是字元串“

A newline character is written like "\n".

”的表示方式：

"A newline character is written like \"\\n\"."           

字元串也必須模組化為一系列位，以便能夠存在于計算機内部。 JavaScript 執行此操作的方式基于 Unicode 标準。 該标準為你幾乎需要的每個字元配置設定一個數字，包括來自希臘語，阿拉伯語，日語，亞美尼亞語，以及其他的字元。 如果我們為每個字元配置設定一個數字，則可以用一系列數字來描述一個字元串。

這就是 JavaScript 所做的。 但是有一個複雜的問題：JavaScript 的表示為每個字元串元素使用 16 位，它可以描述多達 2 的 16 次方個不同的字元。 但是，Unicode 定義的字元多于此 - 大約是此處的兩倍。 是以有些字元，比如許多 emoji，在 JavaScript 字元串中占據了兩個“字元位置”。 我們将在第 5 章中回來讨論。

我們不能将除法，乘法或減法運算符用于字元串，但是

+

運算符卻可以。這種情況下，運算符并不表示加法，而是連接配接操作：将兩個字元串連接配接到一起。以下語句可以産生字元串

"concatenate"

：

"con" + "cat" + "e" + "nate"           

字元串值有許多相關的函數（方法），可用于對它們執行其他操作。 我們将在第 4 章中回來讨論。

用單引号或雙引号編寫的字元串的行為非常相似 - 唯一的差別是需要在其中轉義哪種類型的引号。 反引号字元串，通常稱為模闆字面值，可以實作更多的技巧。 除了能夠跨越行之外，它們還可以嵌入其他值。

`half of 100 is ${100 / 2}`           

當你在模闆字面值中的

$ {}

中寫入内容時，将計算其結果，轉換為字元串并包含在該位置。 這個例子産生

"half of 100 is 50"

一進制運算符

并非所有的運算符都是用符号來表示，還有一些運算符是用單詞表示的。比如

typeof

運算符，會産生一個字元串的值，内容是給定值的具體類型。

console.log(typeof 4.5)
// → number
console.log(typeof "x")
// → string           

我們将在示例代碼中使用

console.log

，來表示我們希望看到求值結果。更多内容請見下一章。

我們所見過的絕大多數運算符都使用兩個值進行操作，而

typeof

僅接受一個值進行操作。使用兩個值的運算符稱為二進制運算符，而使用一個值的則稱為一進制運算符。減号運算符既可用作一進制運算符，也可用作二進制運算符。

console.log(- (10 - 2))
// → -8           

布爾值

擁有一個值，它能區分兩種可能性，通常是有用的，例如“是”和“否”或“開”和“關”。 為此，JavaScript 擁有布爾（

Boolean

）類型，它有兩個值：

true

false

，它們就寫成這些單詞。

比較

一種産生布爾值的方法如下所示：

console.log(3 > 2)
// → true
console.log(3 < 2)
// → false           

>

<

符号分别表示“大于”和“小于”。這兩個符号是二進制運算符，通過該運算符傳回的結果是一個布爾值，表示其運算是否為真。

我們可以使用相同的方法比較字元串。

console.log("Aardvark" < "Zoroaster")
// → true           

字元串排序的方式大緻是字典序，但不真正是你期望從字典中看到的那樣：大寫字母總是比小寫字母“小”，是以

"Z"<"A"

，非字母字元（

!

-

等）也包含在排序中。 比較字元串時，JavaScript 從左向右周遊字元，逐個比較 Unicode 代碼。

其他類似的運算符則包括

>=

（大于等于），

<=

（小于等于），

==

（等于）和

!=

（不等于）。

console.log("Apple" == "Orange")
// → false           

在 JavaScript 中，隻有一個值不等于其自身，那就是

NaN

（Not a Number，非數值）。

console.log(NaN == NaN)
// → false           

NaN

用于表示非法運算的結果，正因如此，不同的非法運算結果也不會相等。

邏輯運算符

還有一些運算符可以應用于布爾值上。JavaScript 支援三種邏輯運算符：與（and），或（or）和非（not）。這些運算符可以用于推理布爾值。

&&

運算符表示邏輯與，該運算符是二進制運算符，隻有當賦給它的兩個值均為

true

時其結果才是真。

console.log(true && false)
// → false
console.log(true && true)
// → true           

||

運算符表示邏輯或。當兩個值中任意一個為

true

時，結果就為真。

console.log(false || true)
// → true
console.log(false || false)
// → false           

感歎号（

!

）表示邏輯非，該運算符是一進制運算符，用于反轉給定的值，比如

!true

的結果是

false

，而

!false

結果是

true

在混合使用布爾運算符和其他運算符的情況下，總是很難确定什麼時候需要使用括号。實際上，隻要熟悉了目前為止我們介紹的運算符，這個問題就不難解決了。

||

優先級最低，其次是

&&

，接着是比較運算符（

>

==

等），最後是其他運算符。基于這些優先級順序，我們在一般情況下最好還是盡量少用括号，比如說：

1 + 1 == 2 && 10 * 10 > 50           

現在我們來讨論最後一個邏輯運算符，它既不屬于一進制運算符，也不屬于二進制運算符，而是三元運算符（同時操作三個值）。該運算符由一個問号和冒号組成，如下所示。

console.log(true ? 1 : 2);
// → 1
console.log(false ? 1 : 2);
// → 2           

這個被稱為條件運算符（或者有時候隻是三元運算符，因為它是該語言中唯一的這樣的運算符）。 問号左側的值“挑選”另外兩個值中的一個。 當它為真，它選擇中間的值，當它為假，則是右邊的值。

空值

有兩個特殊值，寫成

null

undefined

，用于表示不存在有意義的值。 它們本身就是值，但它們沒有任何資訊。

在 JavaScript 語言中，有許多操作都會産生無意義的值（我們會在後面的内容中看到執行個體），這些操作會得到

undefined

的結果僅僅隻是因為每個操作都必須産生一個值。

undefined

null

之間的意義差異是 JavaScript 設計的一個意外，大多數時候它并不重要。 在你實際上不得不關注這些值的情況下，我建議将它們視為幾乎可互換的。

自動類型轉換

在引言中，我提到 JavaScript 會盡可能接受幾乎所有你給他的程式，甚至是那些做些奇怪事情的程式。 以下表達式很好地證明了這一點：

console.log(8 * null)
// → 0
console.log("5" - 1)
// → 4
console.log("5" + 1)
// → 51
console.log("five" * 2)
// → NaN
console.log(false == 0)
// → true           

當運算符應用于類型“錯誤”的值時，JavaScript 會悄悄地将該值轉換為所需的類型，并使用一組通常不是你想要或期望的規則。 這稱為類型轉換。 第一個表達式中的

null

變為

，第二個表達式中的

"5"

5

（從字元串到數字）。 然而在第三個表達式中，

+

在數字加法之前嘗試字元串連接配接，是以

1

被轉換為

"1"

（從數字到字元串）。

當某些不能明顯映射為數字的東西（如

"five"

或

undefined

）轉換為數字時，你會得到值

NaN

NaN

進一步的算術運算會産生

NaN

，是以如果你發現自己在一個意想不到的地方得到了它，需要尋找意外的類型轉換。

當相同類型的值之間使用

==

符号進行比較時，其運算結果很好預測：除了

NaN

這種情況，隻要兩個值相同，則傳回

true

。但如果類型不同，JavaScript 則會使用一套複雜難懂的規則來确定輸出結果。在絕大多數情況下，JavaScript 隻是将其中一個值轉換成另一個值的類型。但如果運算符兩側存在

null

undefined

，那麼隻有兩側均為

null

undefined

時結果才為

true

console.log(null == undefined);
// → true
console.log(null == 0);
// → false           

這種行為通常很有用。 當你想測試一個值是否具有真值而不是

null

undefined

時，你可以用

==

（或

!=

）運算符将它與

null

進行比較。

但是如果你想測試某些東西是否嚴格為“false”呢？ 字元串和數字轉換為布爾值的規則表明，

NaN

和空字元串（

""

）計為

false

，而其他所有值都計為

true

。 是以，像

'0 == false'

"" == false

這樣的表達式也是真的。 當你不希望發生自動類型轉換時，還有兩個額外的運算符：

===

!==

。 第一個測試是否嚴格等于另一個值，第二個測試它是否不嚴格相等。 是以

"" === false

如預期那樣是錯誤的。

我建議使用三字元比較運算符來防止意外類型轉換的發生，避免作繭自縛。但如果比較運算符兩側的值類型是相同的，那麼使用較短的運算符也沒有問題。

邏輯運算符的短路特性

&&

||

以一種特殊的方式處理不同類型的值。 他們會将其左側的值轉換為布爾型，來決定要做什麼，但根據運算符和轉換結果，它們将傳回原始的左側值或右側值。

例如，當左側值可以轉換為

true

時，

||

運算符會傳回它，否則傳回右側值。 當值為布爾值時，這具有預期的效果，并且對其他類型的值做類似的操作。

console.log(null || "user")
// → user
console.log("Agnes" || "user")
// → Agnes           

我們可以此功能用作回落到預設值的方式。 如果你的一個值可能是空的，你可以把

||

和備選值放在它之後。 如果初始值可以轉換為

false

，那麼你将得到備選值。

&&

運算符工作方式與其相似但不相同。當左側的值可以被轉換成

false

&&

運算符會傳回左側值，否則傳回右側值。

這兩個運算符的另一個重要特性是，隻在必要時求解其右側的部分。 在

true || X

的情況下，不管

X

是什麼 - 即使它是一個執行某些惡意操作的程式片段，結果都是

true

，并且

X

永遠不會求值。

false && X

也是一樣，它是

false

的，并且忽略

X

。 這稱為短路求值。

條件運算符以類似的方式工作。 在第二個和第三個值中，隻有被選中的值才會求值。

本章小結

在本章中，我們介紹了 JavaScript 的四種類型的值：數字，字元串，布爾值和未定義值。

通過輸入值的名稱（

true

null

）或值（

13

"abc"

）就可以建立它們。你還可以通過運算符來對值進行合并和轉換操作。本章已經介紹了算術二進制運算符（

+

–

*

/

%

），字元串連接配接符（

+

），比較運算符（

==

!=

===

!==

<

>

<=

>=

），邏輯運算符（

&&

||

）和一些一進制運算符（

–

表示負數，

!

表示邏輯非，

typeof

用于查詢值的類型）。

這為你提供了足夠的資訊，将 JavaScript 用作便攜式電腦，但并不多。 下一章将開始将這些表達式綁定到基本程式中。