运算符¶
运算符是处理数据的基本方法,用来从现有的值得到新的值。JavaScript 提供了多种运算符,本章逐一介绍这些运算符。
加法运算符¶
基本规则¶
加法运算符(+
)是最常见的运算符,用来求两个数值的和。
1 + 1 // 2
JavaScript 允许非数值的相加。
true + true // 2
1 + true // 2
上面代码中,第一行是两个布尔值相加,第二行是数值与布尔值相加。这两种情况,布尔值都会自动转成数值,然后再相加。
比较特殊的是,如果是两个字符串相加,这时加法运算符会变成连接运算符,返回一个新的字符串,将两个原字符串连接在一起。
'a' + 'bc' // "abc"
如果一个运算子是字符串,另一个运算子是非字符串,这时非字符串会转成字符串,再连接在一起。
1 + 'a' // "1a"
false + 'a' // "falsea"
加法运算符是在运行时决定,到底是执行相加,还是执行连接。也就是说,运算子的不同,导致了不同的语法行为,这种现象称为“重载”(overload)。由于加法运算符存在重载,可能执行两种运算,使用的时候必须很小心。
'3' + 4 + 5 // "345"
3 + 4 + '5' // "75"
上面代码中,由于从左到右的运算次序,字符串的位置不同会导致不同的结果。
除了加法运算符,其他算术运算符(比如减法、除法和乘法)都不会发生重载。它们的规则是:所有运算子一律转为数值,再进行相应的数学运算。
1 - '2' // -1
1 * '2' // 2
1 / '2' // 0.5
上面代码中,减法、除法和乘法运算符,都是将字符串自动转为数值,然后再运算。
对象的相加¶
如果运算子是对象,必须先转成原始类型的值,然后再相加。
var obj = { p: 1 };
obj + 2 // "[object Object]2"
上面代码中,对象obj
转成原始类型的值是[object Object]
,再加2
就得到了上面的结果。
对象转成原始类型的值,规则如下。
首先,自动调用对象的valueOf
方法。
var obj = { p: 1 };
obj.valueOf() // { p: 1 }
一般来说,对象的valueOf
方法总是返回对象自身,这时再自动调用对象的toString
方法,将其转为字符串。
var obj = { p: 1 };
obj.valueOf().toString() // "[object Object]"
对象的toString
方法默认返回[object Object]
,所以就得到了最前面那个例子的结果。
知道了这个规则以后,就可以自己定义valueOf
方法或toString
方法,得到想要的结果。
var obj = {
valueOf: function () {
return 1;
}
};
obj + 2 // 3
上面代码中,我们定义obj
对象的valueOf
方法返回1
,于是obj + 2
就得到了3
。这个例子中,由于valueOf
方法直接返回一个原始类型的值,所以不再调用toString
方法。
下面是自定义toString
方法的例子。
var obj = {
toString: function () {
return 'hello';
}
};
obj + 2 // "hello2"
上面代码中,对象obj
的toString
方法返回字符串hello
。前面说过,只要有一个运算子是字符串,加法运算符就变成连接运算符,返回连接后的字符串。
这里有一个特例,如果运算子是一个Date
对象的实例,那么会优先执行toString
方法。
var obj = new Date();
obj.valueOf = function () { return 1 };
obj.toString = function () { return 'hello' };
obj + 2 // "hello2"
上面代码中,对象obj
是一个Date
对象的实例,并且自定义了valueOf
方法和toString
方法,结果toString
方法优先执行。
算术运算符¶
包括加法运算符在内,JavaScript 共提供10个算术运算符,用来完成基本的算术运算。
- 加法运算符:
x + y
- 减法运算符:
x - y
- 乘法运算符:
x * y
- 除法运算符:
x / y
- 指数运算符:
x ** y
- 余数运算符:
x % y
- 自增运算符:
++x
或者x++
- 自减运算符:
--x
或者x--
- 数值运算符:
+x
- 负数值运算符:
-x
减法、乘法、除法运算法比较单纯,就是执行相应的数学运算。下面介绍其他几个算术运算符。
余数运算符¶
余数运算符(%
)返回前一个运算子被后一个运算子除,所得的余数。
12 % 5 // 2
需要注意的是,运算结果的正负号由第一个运算子的正负号决定。
-1 % 2 // -1
1 % -2 // 1
所以,为了得到负数的正确余数值,可以先使用绝对值函数。
// 错误的写法
function isOdd(n) {
return n % 2 === 1;
}
isOdd(-5) // false
isOdd(-4) // false
// 正确的写法
function isOdd(n) {
return Math.abs(n % 2) === 1;
}
isOdd(-5) // true
isOdd(-4) // false
余数运算符还可以用于浮点数的运算。但是,由于浮点数不是精确的值,无法得到完全准确的结果。
6.5 % 2.1
// 0.19999999999999973
自增和自减运算符¶
自增和自减运算符,是一元运算符,只需要一个运算子。它们的作用是将运算子首先转为数值,然后加上1或者减去1。它们会修改原始变量。
var x = 1;
++x // 2
x // 2
--x // 1
x // 1
上面代码的变量x
自增后,返回2
,再进行自减,返回1
。这两种情况都会使得,原始变量x
的值发生改变。
自增和自减运算符有一个需要注意的地方,就是放在变量之后,会先返回变量操作前的值,再进行自增/自减操作;放在变量之前,会先进行自增/自减操作,再返回变量操作后的值。
var x = 1;
var y = 1;
x++ // 1
++y // 2
上面代码中,x
是先返回当前值,然后自增,所以得到1
;y
是先自增,然后返回新的值,所以得到2
。
数值运算符,负数值运算符¶
数值运算符(+
)同样使用加号,但它是一元运算符(只需要一个操作数),而加法运算符是二元运算符(需要两个操作数)。
数值运算符的作用在于可以将任何值转为数值(与Number
函数的作用相同)。
+true // 1
+[] // 0
+{} // NaN
上面代码表示,非数值经过数值运算符以后,都变成了数值(最后一行NaN
也是数值)。具体的类型转换规则,参见《数据类型转换》一章。
负数值运算符(-
),也同样具有将一个值转为数值的功能,只不过得到的值正负相反。连用两个负数值运算符,等同于数值运算符。
var x = 1;
-x // -1
-(-x) // 1
上面代码最后一行的圆括号不可少,否则会变成自减运算符。
数值运算符号和负数值运算符,都会返回一个新的值,而不会改变原始变量的值。
赋值运算符¶
赋值运算符(Assignment Operators)用于给变量赋值。
最常见的赋值运算符,当然就是等号(=
)。
// 将 1 赋值给变量 x
var x = 1;
// 将变量 y 的值赋值给变量 x
var x = y;
赋值运算符还可以与其他运算符结合,形成变体。下面是与算术运算符的结合。
// 等同于 x = x + y
x += y
// 等同于 x = x - y
x -= y
// 等同于 x = x * y
x *= y
// 等同于 x = x / y
x /= y
// 等同于 x = x % y
x %= y
// 等同于 x = x ** y
x **= y
下面是与位运算符的结合(关于位运算符,请见后文的介绍)。
// 等同于 x = x >> y
x >>= y
// 等同于 x = x << y
x <<= y
// 等同于 x = x >>> y
x >>>= y
// 等同于 x = x & y
x &= y
// 等同于 x = x | y
x |= y
// 等同于 x = x ^ y
x ^= y
这些复合的赋值运算符,都是先进行指定运算,然后将得到值返回给左边的变量。
比较运算符¶
比较运算符用于比较两个值的大小,然后返回一个布尔值,表示是否满足指定的条件。
2 > 1 // true
上面代码比较2
是否大于1
,返回true
。
注意,比较运算符可以比较各种类型的值,不仅仅是数值。
JavaScript 一共提供了8个比较运算符。
<
小于运算符>
大于运算符<=
小于或等于运算符>=
大于或等于运算符==
相等运算符===
严格相等运算符!=
不相等运算符!==
严格不相等运算符
这八个比较运算符分成两类:相等比较和非相等比较。两者的规则是不一样的,对于非相等的比较,算法是先看两个运算子是否都是字符串,如果是的,就按照字典顺序比较(实际上是比较 Unicode 码点);否则,将两个运算子都转成数值,再比较数值的大小。
字符串的比较¶
字符串按照字典顺序进行比较。
'cat' > 'dog' // false
'cat' > 'catalog' // false
JavaScript 引擎内部首先比较首字符的 Unicode 码点。如果相等,再比较第二个字符的 Unicode 码点,以此类推。
'cat' > 'Cat' // true'
上面代码中,小写的c
的 Unicode 码点(99
)大于大写的C
的 Unicode 码点(67
),所以返回true
。
由于所有字符都有 Unicode 码点,因此汉字也可以比较。
'大' > '小' // false
上面代码中,“大”的 Unicode 码点是22823,“小”是23567,因此返回false
。
非字符串的比较¶
(1)原始类型的值
两个原始类型的值的比较,除了相等运算符(==
)和严格相等运算符(===
),其他比较运算符都是先转成数值再比较。
5 > '4' // true
// 等同于 5 > Number('4')
// 即 5 > 4
true > false // true
// 等同于 Number(true) > Number(false)
// 即 1 > 0
2 > true // true
// 等同于 2 > Number(true)
// 即 2 > 1
上面代码中,字符串和布尔值都会先转成数值,再进行比较。
这里有一个特殊情况,即任何值(包括NaN
本身)与NaN
比较,返回的都是false
。
1 > NaN // false
1 <= NaN // false
'1' > NaN // false
'1' <= NaN // false
NaN > NaN // false
NaN <= NaN // false
(2)对象
如果运算子是对象,会转为原始类型的值,再进行比较。
对象转换成原始类型的值,算法是先调用valueOf
方法;如果返回的还是对象,再接着调用toString
方法,详细解释参见《数据类型的转换》一章。
var x = [2];
x > '11' // true
// 等同于 [2].valueOf().toString() > '11'
// 即 '2' > '11'
x.valueOf = function () { return '1' };
x > '11' // false
// 等同于 [2].valueOf() > '11'
// 即 '1' > '11'
两个对象之间的比较也是如此。
[2] > [1] // true
// 等同于 [2].valueOf().toString() > [1].valueOf().toString()
// 即 '2' > '1'
[2] > [11] // true
// 等同于 [2].valueOf().toString() > [11].valueOf().toString()
// 即 '2' > '11'
{x: 2} >= {x: 1} // true
// 等同于 {x: 2}.valueOf().toString() >= {x: 1}.valueOf().toString()
// 即 '[object Object]' >= '[object Object]'
注意,Date 对象实例用于比较时,是先调用toString
方法。如果返回的不是原始类型的值,再接着对返回值调用valueOf
方法。
严格相等运算符¶
JavaScript 提供两种相等运算符:==
和===
。
简单说,它们的区别是相等运算符(==
)比较两个值是否相等,严格相等运算符(===
)比较它们是否为“同一个值”。如果两个值不是同一类型,严格相等运算符(===
)直接返回false
,而相等运算符(==
)会将它们转换成同一个类型,再用严格相等运算符进行比较。
严格相等运算符的算法如下。
(1)不同类型的值
如果两个值的类型不同,直接返回false
。
1 === "1" // false
true === "true" // false
上面代码比较数值的1
与字符串的“1”、布尔值的true
与字符串"true"
,因为类型不同,结果都是false
。
(2)同一类的原始类型值
同一类型的原始类型的值(数值、字符串、布尔值)比较时,值相同就返回true
,值不同就返回false
。
1 === 0x1 // true
上面代码比较十进制的1
与十六进制的1
,因为类型和值都相同,返回true
。
需要注意的是,NaN
与任何值都不相等(包括自身)。另外,正0
等于负0
。
NaN === NaN // false
+0 === -0 // true
(3)复合类型值
两个复合类型(对象、数组、函数)的数据比较时,不是比较它们的值是否相等,而是比较它们是否指向同一个地址。
{} === {} // false
[] === [] // false
(function () {} === function () {}) // false
上面代码分别比较两个空对象、两个空数组、两个空函数,结果都是不相等。原因是对于复合类型的值,严格相等运算比较的是,它们是否引用同一个内存地址,而运算符两边的空对象、空数组、空函数的值,都存放在不同的内存地址,结果当然是false
。
如果两个变量引用同一个对象,则它们相等。
var v1 = {};
var v2 = v1;
v1 === v2 // true
注意,对于两个对象的比较,严格相等运算符比较的是地址,而大于或小于运算符比较的是值。
new Date() > new Date() // false
new Date() < new Date() // false
new Date() === new Date() // false
上面的三个表达式,前两个比较的是值,最后一个比较的是地址,所以都返回false
。
(4)undefined 和 null
undefined
和null
与自身严格相等。
undefined === undefined // true
null === null // true
由于变量声明后默认值是undefined
,因此两个只声明未赋值的变量是相等的。
var v1;
var v2;
v1 === v2 // true
(5)严格不相等运算符
严格相等运算符有一个对应的“严格不相等运算符”(!==
),它的算法就是先求严格相等运算符的结果,然后返回相反值。
1 !== '1' // true
相等运算符¶
相等运算符用来比较相同类型的数据时,与严格相等运算符完全一样。
比较不同类型的数据时,相等运算符会先将数据进行类型转换,然后再用严格相等运算符比较。类型转换规则如下。
(1)原始类型的值
原始类型的数据会转换成数值类型再进行比较。
1 == true // true
// 等同于 1 === Number(true)
0 == false // true
// 等同于 0 === Number(false)
2 == true // false
// 等同于 2 === Number(true)
2 == false // false
// 等同于 2 === Number(false)
'true' == true // false
// 等同于 Number('true') === Number(true)
// 等同于 NaN === 1
'' == 0 // true
// 等同于 Number('') === 0
// 等同于 0 === 0
'' == false // true
// 等同于 Number('') === Number(false)
// 等同于 0 === 0
'1' == true // true
// 等同于 Number('1') === Number(true)
// 等同于 1 === 1
'\n 123 \t' == 123 // true
// 因为字符串转为数字时,省略前置和后置的空格
上面代码将字符串和布尔值都转为数值,然后再进行比较。具体的字符串与布尔值的类型转换规则,参见《数据类型转换》一章。
(2)对象与原始类型值比较
对象(这里指广义的对象,包括数组和函数)与原始类型的值比较时,对象转化成原始类型的值,再进行比较。
[1] == 1 // true
// 等同于 Number([1]) == 1
[1] == '1' // true
// 等同于 Number([1]) == Number('1')
[1] == true // true
// 等同于 Number([1]) == Number(true)
上面代码中,数组[1]
与数值进行比较,会先转成数值,再进行比较;与字符串进行比较,会先转成数值,然后再与字符串进行比较,这时字符串也会转成数值;与布尔值进行比较,两个运算子都会先转成数值,然后再进行比较。
(3)undefined 和 null
undefined
和null
与其他类型的值比较时,结果都为false
,它们互相比较时结果为true
。
false == null // false
false == undefined // false
0 == null // false
0 == undefined // false
undefined == null // true
绝大多数情况下,对象与undefined
和null
比较,都返回false
。只有在对象转为原始值得到undefined
时,才会返回true
,这种情况是非常罕见的。
(4)相等运算符的缺点
相等运算符隐藏的类型转换,会带来一些违反直觉的结果。
0 == '' // true
0 == '0' // true
2 == true // false
2 == false // false
false == 'false' // false
false == '0' // true
false == undefined // false
false == null // false
null == undefined // true
' \t\r\n ' == 0 // true
上面这些表达式都很容易出错,因此不要使用相等运算符(==
),最好只使用严格相等运算符(===
)。
(5)不相等运算符
相等运算符有一个对应的“不相等运算符”(!=
),两者的运算结果正好相反。
1 != '1' // false
布尔运算符¶
布尔运算符用于将表达式转为布尔值,一共包含四个运算符。
- 取反运算符:
!
- 且运算符:
&&
- 或运算符:
||
- 三元运算符:
?:
取反运算符(!)¶
取反运算符是一个感叹号,用于将布尔值变为相反值,即true
变成false
,false
变成true
。
!true // false
!false // true
对于非布尔值,取反运算符会将其转为布尔值。可以这样记忆,以下六个值取反后为true
,其他值都为false
。
undefined
null
false
0
NaN
- 空字符串(
''
)
!undefined // true
!null // true
!0 // true
!NaN // true
!"" // true
!54 // false
!'hello' // false
![] // false
!{} // false
上面代码中,不管什么类型的值,经过取反运算后,都变成了布尔值。
如果对一个值连续做两次取反运算,等于将其转为对应的布尔值,与Boolean
函数的作用相同。这是一种常用的类型转换的写法。
!!x
// 等同于
Boolean(x)
上面代码中,不管x
是什么类型的值,经过两次取反运算后,变成了与Boolean
函数结果相同的布尔值。所以,两次取反就是将一个值转为布尔值的简便写法。
且运算符(&&)¶
且运算符(&&
)往往用于多个表达式的求值。
它的运算规则是:如果第一个运算子的布尔值为true
,则返回第二个运算子的值(注意是值,不是布尔值);如果第一个运算子的布尔值为false
,则直接返回第一个运算子的值,且不再对第二个运算子求值。
't' && '' // ""
't' && 'f' // "f"
't' && (1 + 2) // 3
'' && 'f' // ""
'' && '' // ""
var x = 1;
(1 - 1) && ( x += 1) // 0
x // 1
上面代码的最后一个例子,由于且运算符的第一个运算子的布尔值为false
,则直接返回它的值0
,而不再对第二个运算子求值,所以变量x
的值没变。
这种跳过第二个运算子的机制,被称为“短路”。有些程序员喜欢用它取代if
结构,比如下面是一段if
结构的代码,就可以用且运算符改写。
if (i) {
doSomething();
}
// 等价于
i && doSomething();
上面代码的两种写法是等价的,但是后一种不容易看出目的,也不容易除错,建议谨慎使用。
且运算符可以多个连用,这时返回第一个布尔值为false
的表达式的值。
true && 'foo' && '' && 4 && 'foo' && true
// ''
上面代码中,第一个布尔值为false
的表达式为第三个表达式,所以得到一个空字符串。
或运算符(||)¶
或运算符(||
)也用于多个表达式的求值。它的运算规则是:如果第一个运算子的布尔值为true
,则返回第一个运算子的值,且不再对第二个运算子求值;如果第一个运算子的布尔值为false
,则返回第二个运算子的值。
't' || '' // "t"
't' || 'f' // "t"
'' || 'f' // "f"
'' || '' // ""
短路规则对这个运算符也适用。
var x = 1;
true || (x = 2) // true
x // 1
上面代码中,且运算符的第一个运算子为true
,所以直接返回true
,不再运行第二个运算子。所以,x
的值没有改变。这种只通过第一个表达式的值,控制是否运行第二个表达式的机制,就称为“短路”(short-cut)。
或运算符可以多个连用,这时返回第一个布尔值为true
的表达式的值。
false || 0 || '' || 4 || 'foo' || true
// 4
上面代码中第一个布尔值为true
的表达式是第四个表达式,所以得到数值4。
或运算符常用于为一个变量设置默认值。
function saveText(text) {
text = text || '';
// ...
}
// 或者写成
saveText(this.text || '')
上面代码表示,如果函数调用时,没有提供参数,则该参数默认设置为空字符串。
三元条件运算符(?:)¶
三元条件运算符由问号(?)和冒号(:)组成,分隔三个表达式。它是 JavaScript 语言唯一一个需要三个运算子的运算符。如果第一个表达式的布尔值为true
,则返回第二个表达式的值,否则返回第三个表达式的值。
't' ? 'hello' : 'world' // "hello"
0 ? 'hello' : 'world' // "world"
上面代码的t
和0
的布尔值分别为true
和false
,所以分别返回第二个和第三个表达式的值。
通常来说,三元条件表达式与if...else
语句具有同样表达效果,前者可以表达的,后者也能表达。但是两者具有一个重大差别,if...else
是语句,没有返回值;三元条件表达式是表达式,具有返回值。所以,在需要返回值的场合,只能使用三元条件表达式,而不能使用if..else
。
console.log(true ? 'T' : 'F');
上面代码中,console.log
方法的参数必须是一个表达式,这时就只能使用三元条件表达式。如果要用if...else
语句,就必须改变整个代码写法了。
运算顺序¶
优先级¶
JavaScript 各种运算符的优先级别(Operator Precedence)是不一样的。优先级高的运算符先执行,优先级低的运算符后执行。
4 + 5 * 6 // 34
上面的代码中,乘法运算符(*
)的优先性高于加法运算符(+
),所以先执行乘法,再执行加法,相当于下面这样。
4 + (5 * 6) // 34
如果多个运算符混写在一起,常常会导致令人困惑的代码。
var x = 1;
var arr = [];
var y = arr.length <= 0 || arr[0] === undefined ? x : arr[0];
上面代码中,变量y
的值就很难看出来,因为这个表达式涉及5个运算符,到底谁的优先级最高,实在不容易记住。
根据语言规格,这五个运算符的优先级从高到低依次为:小于等于(<=
)、严格相等(===
)、或(||
)、三元(?:
)、等号(=
)。因此上面的表达式,实际的运算顺序如下。
var y = ((arr.length <= 0) || (arr[0] === undefined)) ? x : arr[0];
记住所有运算符的优先级,是非常难的,也是没有必要的。
圆括号的作用¶
圆括号(()
)可以用来提高运算的优先级,因为它的优先级是最高的,即圆括号中的表达式会第一个运算。
(4 + 5) * 6 // 54
上面代码中,由于使用了圆括号,加法会先于乘法执行。
运算符的优先级别十分繁杂,且都是硬性规定,因此建议总是使用圆括号,保证运算顺序清晰可读,这对代码的维护和除错至关重要。
顺便说一下,圆括号不是运算符,而是一种语法结构。它一共有两种用法:一种是把表达式放在圆括号之中,提升运算的优先级;另一种是跟在函数的后面,作用是调用函数。
注意,因为圆括号不是运算符,所以不具有求值作用,只改变运算的优先级。
var x = 1;
(x) = 2;
上面代码的第二行,如果圆括号具有求值作用,那么就会变成1 = 2
,这是会报错了。但是,上面的代码可以运行,这验证了圆括号只改变优先级,不会求值。
这也意味着,如果整个表达式都放在圆括号之中,那么不会有任何效果。
(exprssion)
// 等同于
expression
函数放在圆括号中,会返回函数本身。如果圆括号紧跟在函数的后面,就表示调用函数。
function f() {
return 1;
}
(f) // function f(){return 1;}
f() // 1
上面代码中,函数放在圆括号之中会返回函数本身,圆括号跟在函数后面则是调用函数。
圆括号之中,只能放置表达式,如果将语句放在圆括号之中,就会报错。
(var a = 1)
// SyntaxError: Unexpected token var
左结合与右结合¶
对于优先级别相同的运算符,大多数情况,计算顺序总是从左到右,这叫做运算符的“左结合”(left-to-right associativity),即从左边开始计算。
x + y + z
上面代码先计算最左边的x
与y
的和,然后再计算与z
的和。
但是少数运算符的计算顺序是从右到左,即从右边开始计算,这叫做运算符的“右结合”(right-to-left associativity)。其中,最主要的是赋值运算符(=
)和三元条件运算符(?:
)。
w = x = y = z;
q = a ? b : c ? d : e ? f : g;
上面代码的运算结果,相当于下面的样子。
w = (x = (y = z));
q = a ? b : (c ? d : (e ? f : g));
上面的两行代码,各有三个等号运算符和三个三元运算符,都是先计算最右边的那个运算符。