JavaScript数据类型转换详解：强制与自动转换机制

数据类型的转换

概述

JavaScript作为动态类型语言，变量无类型限制，可赋任意值。

 var x = y ? 1 : 'a';

变量x的类型取决于变量y的值。当y为true时，x为数值；当y为false时，x为字符串。这表明x的类型需在运行时确定。

尽管变量类型不定，运算符对类型有特定要求。若运算子类型不符预期，则自动转换类型。例如减法运算符期望数值，非数值会自动转为数值。

'4' - '3' //1

上述代码中，两个字符串相减得到数值1，原因是JavaScript自动将运算子转换为数值。

强制转换

强制转换主要借助Number()、String()和Boolean()三个函数，手动将各类值转换为数字、字符串或布尔值。

Number()

利用Number函数，可将任意类型值转化为数值。

分两种情况讨论：参数为原始类型值，或参数为对象。

(1) 原始类型值

原始类型值的转换规则如下。

// 数值：转换后还是原来的值
Number(324) //324

//字符串：如果可以被解析为数值，则转换为相应的数值
Number('324') //324

//字符串：如果不可以被解析为数值，返回NaN
Number('324abc') //NaN

//空字符串转为0
Number('') //0

//布尔值：true转成1，false转成0
Number(true) //1
Number(false) //0

//undefined:转成NaN
Number(undefined) //NaN

//null：转成0
Number(null) //0

Number函数转换字符串比parseInt函数更严格。只要有一个字符无法转为数值，整个字符串即转为NaN。

parseInt('42 cats')// 42
Number('42 cats') // NaN

上述代码中，parseInt解析字符，而Number函数整体转换字符串类型。

此外，parseInt和Number函数均自动过滤字符串前导和后缀的空格。

parseInt('\t\v\r12.34\n') //12
Number('\t\v\r12.34\n') //12.34

(2)对象

简单规则是，Number方法的参数为对象时，返回NaN，除非是包含单个数值的数组。

Number({a:1}) //NaN
Number([1,2,3]) //NaN
Number([5]) //5

原因在于Number背后的转换规则较为复杂。

第一步，调用对象自身的valueOf方法。若返回原始类型值，则直接对该值使用Number函数，不再进行后续步骤。

第二步，若valueOf方法返回对象，则改为调用对象自身的toString方法。若toString方法返回原始类型值，则对该值使用Number函数，不再进行后续步骤。

第三步，若toString方法返回对象，则报错。

请看下面的例子。

var obj = {x: 1};
Number(obj) // NaN

// 等同于
if (typeof obj.valueOf() === 'object') {
Number(obj.toString());
} else {
Number(obj.valueOf());
}

上述代码中，Number函数将obj对象转为数值。背后发生一系列操作：首先调用obj.valueOf方法，结果返回对象本身；于是，继续调用obj.toString方法，此时返回字符串[object Object]，对该字符串使用Number函数，得到NaN。

默认情况下，对象的valueOf方法返回对象本身，因此通常调用toString方法，而toString方法返回对象的类型字符串（如[object Object]）。因此，会有下面的结果。

Number({}) //NaN

若toString方法返回的不是原始类型值，结果就会报错。

var obj = {
    valueOf: function () {
        return {};
    },
    toString: function () {
        return {};
    }
};

Number(obj)
// TypeError: Cannot convert object to primitive value

上述代码的valueOf和toString方法，返回的都是对象，所以转成数值时会报错。

从上例还可以看到，valueOf和toString方法，都是可以自定义的。

Number({
    valueOf:function(){
        return 2;
    }
})
//2

Number({
    toString:function(){
        return 3;
    }
})
//3

Number({
    valueOf:function(){
        return 2;
    },
    toString:function(){
        return 3;
    }
})
//2

上述代码对三个对象使用Number函数。第一个对象返回valueOf方法的值，第二个对象返回toString方法的值，第三个对象表示valueOf方法先于toString方法执行。

String()

String函数可以将任意类型的值转化成字符串，转换规则如下。

(1)原始类型值

• 数值：转为相应的字符串。
• 字符串：转换后还是原来的值。
• 布尔值：true转为字符串"true"，false转为字符串"false"。
• undefined：转为字符串"undefined"。
• null：转为字符串"null"。

String(123) //"123"
String('abc') // "abc"
String(true) //"true"
String(undefined) //"undefined"
String(null) //"null"

(2)对象

String方法的参数如果是对象，返回一个类型字符串；如果是数组，返回该数组的字符串形式。

String({a:1}) //"[object Object]"
String([1,2,3]) //"1,2,3"

String方法背后的转换规则，与Number方法基本相同，只是互换了valueOf方法和toString方法的执行顺序。

• 先调用对象自身的toString方法。如果返回原始类型的值，则对该值使用String函数，不再进行以下步骤。
• 如果toString方法返回的是对象，再调用原对象的valueOf方法。如果valueOf方法返回原始类型的值，则对该值使用String函数，不再进行以下步骤。
• 如果valueOf方法返回的是对象，就报错。

下面是一个例子。

String({a:1})
// "[object Object]"

//等同于
String({a:1}.toString())
// "[object Object]"

上述代码先调用对象的toString方法，发现返回的是字符串[object Object]，就不再调用valueOf方法了。

如果toString法和valueOf方法，返回的都是对象，就会报错。

var obj = {
    valueOf:function(){
        return {};
    },
    toString:function(){
        return {};
    }
};

String (obj)
//TypeError:Cannot convert object to primitive value

下面是通过自定义toString方法，改变返回值的例子。

String({
    toString:function(){
        retuen 3;
    }
})
//"3"

String({
    valueOf:function({
        return 2;
    }
})
// "[object Object]"

String({
    valueOf:function(){
        return 2;
    },
    toString:function(){
        return 3;
    }
})
//"3"

上述代码对三个对象使用String函数。第一个对象返回toString方法的值（数值3），第二个对象返回的还是toString方法的值（[object Object]），第三个对象表示toString方法先于valueOf方法执行。

Boolean()

Boolean()函数可以将任意类型的值转为布尔值。

它的转换规则相对简单：除了以下五个值的转换结果为false，其他的值全部为true。

• undefined
• null
• 0（包含-0和+0）
• NaN
• ''（空字符串）

Boolean(undefined)//false
Boolean(null)//false
Boolean(0)//false
Boolean(NaN)//false
Boolean('')//false

当然，true和false这两个布尔值不会发生变化。

Boolean(true) // true
Boolean(false) // false

注意，所有对象（包括空对象）的转换结果都是true，甚至连false对应的布尔对象new Boolean(false)也是true

Boolean({}) // true
Boolean([]) // true
Boolean(new Boolean(false)) // true

所有对象的布尔值都是true，这是因为 JavaScript 语言设计的时候，出于性能的考虑，如果对象需要计算才能得到布尔值，对于obj1 && obj2这样的场景，可能会需要较多的计算。为了保证性能，就统一规定，对象的布尔值为true。

自动转换

下面介绍自动转换，它是以强制转换为基础的。

遇到以下三种情况时，JavaScript 会自动转换数据类型，即转换是自动完成的，用户不可见。

第一种情况，不同类型的数据互相运算。

123 + 'abc' // "123abc"

第二种情况，对非布尔值类型的数据求布尔值。

if ('abc') {  
    console.log('hello')
}  // "hello"

第三种情况，对非数值类型的值使用一元运算符（即+和-）。

+ {foo: 'bar'} // NaN
- [1, 2, 3] // NaN

自动转换的规则是这样的：预期什么类型的值，就调用该类型的转换函数。比如，某个位置预期为字符串，就调用String函数进行转换。如果该位置即可以是字符串，也可能是数值，那么默认转为数值。

由于自动转换具有不确定性，而且不易出错，建议在预期为布尔值、数值、字符串的地方，全部使用Boolean、Number和String函数进行显式转换。

自动转换为布尔值

JavaScript 遇到预期为布尔值的地方（比如if语句的条件部分），就会将非布尔值的参数自动转换为布尔值。系统内部会自动调用Boolean函数。

因此除了以下五个值，其他都是自动转为true。

• undefined
• null
• +0或-0
• NaN
• ''（空字符串）

下面这个例子中，条件部分的每个值都相当于false，使用否定运算符后，就变成了true。

if(!undefined
    && !unll
    && !0
    && !NaN
    && !''
) {
    console.log('true');
} //true

下面两种写法，有时也用于将一个表达式转为布尔值。它们内部调用的也是Boolean函数。

// 写法一
expression ? true : false
// 写法二
!! expression

自动转换为字符串

JavaScript 遇到预期为字符串的地方，就会将非字符串的值自动转为字符串。具体规则是，先将复合类型的值转为原始类型的值，再将原始类型的值转为字符串。

字符串的自动转换，主要发生在字符串的加法运算时。当一个值为字符串，另一个值为非字符串，则后者转为字符串。

'5' + 1 // '51'
'5' + true // "5true"
'5' + false // "5false"
'5' + {} // "5[object Object]"
'5' + [] // "5"
'5' + function (){} // "5function (){}"
'5' + undefined // "5undefined"
'5' + null // "5null"

这种自动转换很容易出错。

var obj = {  
    width: '100'
};

obj.width + 20 // "10020"

上述代码中，开发者可能期望返回120，但是由于自动转换，实际上返回了一个字符10020。

自动转换为数值

JavaScript 遇到预期为数值的地方，就会将参数值自动转换为数值。系统内部会自动调用Number函数。

除了加法运算符（+）有可能把运算子转为字符串，其他运算符都会把运算子自动转成数值。

'5' - '2' // 3
'5' * '2' // 10
true - 1  // 0
false - 1 // -1
'1' - 1   // 0
'5' * []    // 0
false / '5' // 0
'abc' - 1   // NaN
null + 1 // 1
undefined + 1 // NaN

上述代码中，运算符两侧的运算子，都被转成了数值。

注意：null转为数值时为0，而undefined转为数值时为NaN。

一元运算符也会把运算子转成数值。

+'abc' // NaN
-'abc' // NaN
+true // 1
-false // 0

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