Пояснено примус типу JavaScript

Знай свої двигуни

[Редагувати 05.02.2018] : Ця публікація тепер доступна російською мовою. Хлопає Сержу Булавику за його зусилля.

Тисовий примус - це процес перетворення значення з одного типу в інший (наприклад, рядок у число, об’єкт у логічне значення тощо). Будь-який тип, будь то примітивний чи об’єкт, є дійсним предметом для примусу типу. Нагадуємо, примітивами є: число, рядок, логічний, нульовий, невизначений + символ (додано в ES6).

В якості прикладу типу примусу на практиці, подивіться на порівняльну таблицю JavaScript, який показує , як вільні рівності ==оператор поводиться на різні aі bтипів. Ця матриця виглядає страшною через неявний примус типу, який ==робить оператор, і навряд чи можливо запам'ятати всі ці комбінації. І вам не потрібно цього робити - просто вивчіть основні принципи примусу.

Ця стаття докладно розповідає про те, як працює примус типу в JavaScript, і озброїть вас необхідними знаннями, щоб ви могли впевнено пояснити, на що розраховані наступні вирази. До кінця статті я покажу відповіді та поясни їх.

true + false 12 / "6" "number" + 15 + 3 15 + 3 + "number" [1] > null "foo" + + "bar" 'true' == true false == 'false' null == '' !!"false" == !!"true" [‘x’] == ‘x’ [] + null + 1 [1,2,3] == [1,2,3] {}+[]+{}+[1] !+[]+[]+![] new Date(0) - 0 new Date(0) + 0

Так, у цьому списку повно дурних речей, які ви можете зробити як розробник. У 90% випадків використання краще уникати неявного примусу типу. Розгляньте цей список як навчальну вправу, щоб перевірити свої знання про те, як працює примус типу. Якщо вам нудно, ви можете знайти більше прикладів на wtfjs.com.

До речі, іноді ви можете зіткнутися з такими запитаннями під час співбесіди на посаду розробника JavaScript. Отже, продовжуйте читати?

Неявний проти явного примусу

Примус типу може бути явним і неявним.

Коли розробник висловлює намір перетворити між типами, написавши відповідний код, наприклад Number(value), це називається явним примусом типу (або приведенням типу).

Оскільки JavaScript є слабо введеною мовою, значення також можуть перетворюватися між різними типами автоматично, і це називається неявним примусом типу . Зазвичай це трапляється, коли ви застосовуєте оператори до значень різних типів, наприклад

1 == null, 2/’5', null + new Date(), Або це може бути викликано оточуючим контекстом, як з if (value) {…}, де valueнаводяться до булеву.

Одним з операторів, який не ініціює примусовий примус типу ===, є оператор суворої рівності. З ==іншого боку, оператор вільної рівності виконує як порівняння, так і примус типу, якщо це необхідно.

Примус неявного типу - це подвійний меч: це чудове джерело розладів і дефектів, але також корисний механізм, який дозволяє нам писати менше коду, не втрачаючи читабельності.

Три типи перетворення

Перше правило, яке слід знати, полягає в тому, що в JavaScript існує лише три типи перетворення:

  • нанизувати
  • до логічного
  • до числа

По-друге, логіка перетворення для примітивів та об'єктів працює по-різному, але як примітиви, так і об'єкти можуть бути перетворені лише цими трьома способами.

Почнемо спочатку з примітивів.

Перетворення рядків

Для явного перетворення значень у рядок застосуйте String()функцію. Неявний примус ініціюється двійковим +оператором, коли будь-який операнд є рядком:

String(123) // explicit 123 + '' // implicit

Усі примітивні значення перетворюються у рядки природним чином, як ви могли очікувати:

String(123) // '123' String(-12.3) // '-12.3' String(null) // 'null' String(undefined) // 'undefined' String(true) // 'true' String(false) // 'false'

Перетворення символів трохи складне, оскільки його можна перетворити лише явно, але не неявно. Докладніше про Symbolправила примусу.

String(Symbol('my symbol')) // 'Symbol(my symbol)' '' + Symbol('my symbol') // TypeError is thrown

Логічне перетворення

Щоб явно перетворити значення на логічне значення, застосуйте Boolean()функцію.

Неявне перетворення відбувається в логічному контексті або ініціюється логічними операторами ( ||&&!).

Boolean(2) // explicit if (2) { ... } // implicit due to logical context !!2 // implicit due to logical operator 2 || 'hello' // implicit due to logical operator

Примітка : Логічні оператори, такі як ||і &&виконують внутрішньо булеві перетворення, але фактично повертають значення вихідних операндів, навіть якщо вони не булеві.

// returns number 123, instead of returning true // 'hello' and 123 are still coerced to boolean internally to calculate the expression let x = 'hello' && 123; // x === 123

Як тільки є лише 2 можливих результати булевого перетворення: trueабо false, просто простіше запам'ятати список хибних значень.

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

Будь-яке значення, чи не знаходиться в списку перетворюються в trueтому числі об'єкта, функція Array, Date, визначений користувачем типу, і так далі. Символи - це неправдиві значення. Порожній об'єкт і масиви також є достовірними значеннями:

Boolean({}) // true Boolean([]) // true Boolean(Symbol()) // true !!Symbol() // true Boolean(function() {}) // true

Числове перетворення

Для явного перетворення просто застосуйте Number()функцію, таку ж, як ви робили з Boolean()та String().

Неявне перетворення складне, оскільки воно ініціюється в більшості випадків:

  • оператори порівняння ( >, <, <=, >=)
  • побітові оператори ( |&^~)
  • арифметичні оператори ( -+*/%). Зверніть увагу, що двійковий файл +не ініціює числове перетворення, коли будь-який операнд є рядком.
  • одинарний +оператор
  • вільний оператор рівності ==(вкл. !=).

    Зверніть увагу, що ==не ініціює числове перетворення, коли обидва операнди є рядками.

Number('123') // explicit +'123' // implicit 123 != '456' // implicit 4 > '5' // implicit 5/null // implicit true | 0 // implicit

Ось як примітивні значення перетворюються в числа:

Number(null) // 0 Number(undefined) // NaN Number(true) // 1 Number(false) // 0 Number(" 12 ") // 12 Number("-12.34") // -12.34 Number("\n") // 0 Number(" 12s ") // NaN Number(123) // 123

При перетворенні рядка в число, двигун першого урізує початкові і кінцеві пробіли, \n, \tсимволи, повертаючи NaNякщо обрізана рядок не представляє дійсний номер. Якщо рядок порожній, він повертається 0.

null and undefined are handled differently: null becomes 0, whereas undefined becomes NaN.

Symbols cannot be converted to a number neither explicitly nor implicitly. Moreover, TypeError is thrown, instead of silently converting to NaN, like it happens for undefined. See more on Symbol conversion rules on MDN.

Number(Symbol('my symbol')) // TypeError is thrown +Symbol('123') // TypeError is thrown

There are two special rules to remember:

  1. When applying == to null or undefined, numeric conversion does not happen. null equals only to null or undefined, and does not equal to anything else.
null == 0 // false, null is not converted to 0 null == null // true undefined == undefined // true null == undefined // true

2. NaN does not equal to anything even itself:

if (value !== value) { console.log("we're dealing with NaN here") }

Type coercion for objects

So far, we’ve looked at type coercion for primitive values. That’s not very exciting.

When it comes to objects and engine encounters expression like [1] + [2,3], first it needs to convert an object to a primitive value, which is then converted to the final type. And still there are only three types of conversion: numeric, string and boolean.

The simplest case is boolean conversion: any non-primitive value is always

coerced to true, no matter if an object or an array is empty or not.

Objects are converted to primitives via the internal [[ToPrimitive]] method, which is responsible for both numeric and string conversion.

Here is a pseudo implementation of [[ToPrimitive]] method:

[[ToPrimitive]] is passed with an input value and preferred type of conversion: Number or String. preferredType is optional.

Both numeric and string conversion make use of two methods of the input object: valueOf and toString . Both methods are declared on Object.prototype and thus available for any derived types, such as Date, Array, etc.

In general the algorithm is as follows:

  1. If input is already a primitive, do nothing and return it.

2. Call input.toString(), if the result is primitive, return it.

3. Call input.valueOf(), if the result is primitive, return it.

4. If neither input.toString() nor input.valueOf() yields primitive, throw TypeError.

Numeric conversion first calls valueOf (3) with a fallback to toString (2). String conversion does the opposite: toString (2) followed by valueOf (3).

Most built-in types do not have valueOf, or have valueOf returning this object itself, so it’s ignored because it’s not a primitive. That’s why numeric and string conversion might work the same — both end up calling toString().

Different operators can trigger either numeric or string conversion with a help of preferredType parameter. But there are two exceptions: loose equality == and binary + operators trigger default conversion modes (preferredType is not specified, or equals to default). In this case, most built-in types assume numeric conversion as a default, except Date that does string conversion.

Here is an example of Date conversion behavior:

You can override the default toString() and valueOf() methods to hook into object-to-primitive conversion logic.

Notice how obj + ‘’ returns ‘101’ as a string. + operator triggers a default conversion mode, and as said before Object assumes numeric conversion as a default, thus using the valueOf() method first instead of toString().

ES6 Symbol.toPrimitive method

In ES5 you can hook into object-to-primitive conversion logic by overriding toString and valueOf methods.

In ES6 you can go farther and completely replace internal[[ToPrimitive]] routine by implementing the[Symbol.toPrimtive] method on an object.

Examples

Armed with the theory, now let’s get back to our examples:

true + false // 1 12 / "6" // 2 "number" + 15 + 3 // 'number153' 15 + 3 + "number" // '18number' [1] > null // true "foo" + + "bar" // 'fooNaN' 'true' == true // false false == 'false' // false null == '' // false !!"false" == !!"true" // true ['x'] == 'x' // true [] + null + 1 // 'null1' [1,2,3] == [1,2,3] // false {}+[]+{}+[1] // '0[object Object]1' !+[]+[]+![] // 'truefalse' new Date(0) - 0 // 0 new Date(0) + 0 // 'Thu Jan 01 1970 02:00:00(EET)0'

Below you can find explanation for each the expression.

Binary + operator triggers numeric conversion for true and false

true + false ==> 1 + 0 ==> 1

Arithmetic division operator / triggers numeric conversion for string '6' :

12 / '6' ==> 12 / 6 ==>> 2

Operator + has left-to-right associativity, so expression "number" + 15 runs first. Since one operand is a string, + operator triggers string conversion for the number 15. On the second step expression "number15" + 3 is evaluated similarly.

“number” + 15 + 3 ==> "number15" + 3 ==> "number153"

Expression 15 + 3 is evaluated first. No need for coercion at all, since both operands are numbers. On the second step, expression 18 + 'number' is evaluated, and since one operand is a string, it triggers a string conversion.

15 + 3 + "number" ==> 18 + "number" ==> "18number"

Comparison operator &gt; triggers numeric conversion for [1] and null .

[1] > null ==> '1' > 0 ==> 1 > 0 ==> true

Unary + operator has higher precedence over binary + operator. So +'bar' expression evaluates first. Unary plus triggers numeric conversion for string 'bar'. Since the string does not represent a valid number, the result is NaN. On the second step, expression 'foo' + NaN is evaluated.

"foo" + + "bar" ==> "foo" + (+"bar") ==> "foo" + NaN ==> "fooNaN"

== operator triggers numeric conversion, string 'true' is converted to NaN, boolean true is converted to 1.

'true' == true ==> NaN == 1 ==> false false == 'false' ==> 0 == NaN ==> false

== usually triggers numeric conversion, but it’s not the case with null . null equals to null or undefined only, and does not equal to anything else.

null == '' ==> false

!! operator converts both 'true' and 'false' strings to boolean true, since they are non-empty strings. Then, == just checks equality of two boolean true's without any coercion.

!!"false" == !!"true" ==> true == true ==> true

== operator triggers a numeric conversion for an array. Array’s valueOf() method returns the array itself, and is ignored because it’s not a primitive. Array’s toString() converts ['x'] to just 'x' string.

['x'] == 'x' ==> 'x' == 'x' ==> true

+ operator triggers numeric conversion for []. Array’s valueOf() method is ignored, because it returns array itself, which is non-primitive. Array’s toString returns an empty string.

On the the second step expression '' + null + 1 is evaluated.

[] + null + 1 ==> '' + null + 1 ==> 'null' + 1 ==> 'null1'

Logical || and && operators coerce operands to boolean, but return original operands (not booleans). 0 is falsy, whereas '0' is truthy, because it’s a non-empty string. {} empty object is truthy as well.

0 || "0" && {} ==> (0 || "0") && {} ==> (false || true) && true // internally ==> "0" && {} ==> true && true // internally ==> {}

No coercion is needed because both operands have same type. Since == checks for object identity (and not for object equality) and the two arrays are two different instances, the result is false.

[1,2,3] == [1,2,3] ==> false

All operands are non-primitive values, so + starts with the leftmost triggering numeric conversion. Both Object’s and Array’svalueOf method returns the object itself, so it’s ignored. toString() is used as a fallback. The trick here is that first {} is not considered as an object literal, but rather as a block declaration statement, so it’s ignored. Evaluation starts with next +[] expression, which is converted to an empty string via toString() method and then to 0 .

{}+[]+{}+[1] ==> +[]+{}+[1] ==> 0 + {} + [1] ==> 0 + '[object Object]' + [1] ==> '0[object Object]' + [1] ==> '0[object Object]' + '1' ==> '0[object Object]1'

This one is better explained step by step according to operator precedence.

!+[]+[]+![] ==> (!+[]) + [] + (![]) ==> !0 + [] + false ==> true + [] + false ==> true + '' + false ==> 'truefalse'

- operator triggers numeric conversion for Date. Date.valueOf() returns number of milliseconds since Unix epoch.

new Date(0) - 0 ==> 0 - 0 ==> 0

+ operator triggers default conversion. Date assumes string conversion as a default one, so toString() method is used, rather than valueOf().

new Date(0) + 0 ==> 'Thu Jan 01 1970 02:00:00 GMT+0200 (EET)' + 0 ==> 'Thu Jan 01 1970 02:00:00 GMT+0200 (EET)0'

Resources

I really want to recommend the excellent book “Understanding ES6” written by Nicholas C. Zakas. It’s a great ES6 learning resource, not too high-level, and does not dig into internals too much.

And here is a good book on ES5 only - SpeakingJS written by Axel Rauschmayer.

(Russian) Современный учебник Javascript — //learn.javascript.ru/. Especially these two pages on type coercion.

JavaScript Comparison Table — //dorey.github.io/JavaScript-Equality-Table/

wtfjs — a little code blog about that language we love despite giving us so much to hate — //wtfjs.com/