JavaScript原始值与包装对象的详细介绍

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前言

随着 JavaScript 越来越流行，越来越多地开发者开始接触并使用 JavaScript。

同时我也发现，有不少开发者对于 JavaScript 最基本的原始值和包装对象都没有很清晰的理解。

那么本篇文章，就由渣皮来给大家详细介绍一下它们。

🧐 话不多说，Let's go!

正文

原始类型 (Primitive types)

原始类型也被称为“基本类型”。

目前在 JavaScript 中有以下几种原始类型：

string（字符串）
number（数字）
boolean（布尔）
null（空）
undefined（未定义）
bigint（大整数，ES6）
symbol（标志？ES6）

📝 如下：

typeof 'chenpipi';  // "string"
typeof 12345;       // "number"
typeof true;        // "boolean"
typeof null;        // "object"
typeof undefined;   // "undefined"
typeof 12345n;      // "bigint"
typeof Symbol();    // "symbol"

💡 特别注意

typeof null 虽然返回 "object"，但是这不代表 null 就是对象，这其实是 JavaScript 的一个 Bug，且从 JavaScript 诞生以来便如此。

在 JavaScript 最初的实现中，JavaScript 中的值是由一个表示类型的标签和实际数据值表示的。对象的类型标签是 0。由于 null 代表的是空指针（大多数平台下值为 0x00），因此，null 的类型标签是 0，typeof null 也因此返回 "object"。

The history of “typeof null”：https://2ality.com/2013/10/typeof-null.html

原始值 (Primitive values)

原始值也就是原始类型的值（数据）。

A primitive value is data that is not an object and has no methods.

原始值是一种没有任何方法的非对象数据。

也就是说，string、number 和 boolean 等原始类型的值本身是没有任何属性和方法的。

😨 这个时候嗅觉敏锐的小伙伴是不是已经察觉到有什么不对劲了？

是孜然！我加了孜然！（手动狗头并划掉）

🤓 这里有一个非常有意思的点，但是在讨论这个问题之前，先让我们认识下包装对象。

包装对象 (Wrapper objects)

除了 null 和 undefined 外的原始类型都有其相应的包装对象：

String（字符串）
Number（数字）
Boolean（布尔）
BigInt（大整数，ES6）
Symbol（标志？ES6）

对象 (Object)

对象是引用类型。

首先，包装对象本身是一个对象，也是函数。

String instanceof Object;   // true
String instanceof Function; // true

构造函数 (Constructor)

实例 (Instance)

其中 String、Number 和 Boolean 均支持使用 new 运算符来创建对应的包装对象实例。

📝 例如 String 的声明（节选）：

interface StringConstructor {
  new(value?: any): String;
  (value?: any): string;
  readonly prototype: String;
}
declare var String: StringConstructor;

📝 使用 new 运算符得到的数据是对象（Object）：

// 字符串
typeof 'pp';                      // "string"
typeof new String('pp');          // "object"
new String() instanceof Object;   // true
// 数字
typeof 123;                       // "number"
typeof new Number(123);           // "object"
new Number() instanceof Object;   // true
// 布尔
typeof true;                      // "boolean"
typeof new Boolean(true);         // "object"
new Boolean() instanceof Object;  // true

📝 我们可以调用包装对象实例的 valueOf() 函数来获取其原始值：

// 字符串
let s = new String('pp');
s.valueOf();                // "pp"
typeof s.valueOf();         // "string"
// 数字
let n = new Number(123);
n.valueOf();                // 123
typeof n.valueOf();         // "number"
// 布尔
let b = new Boolean(true);
b.valueOf();                // true
typeof b.valueOf();         // "boolean"

“异类” (Attention)

而 BigInt 和 Symbol 都属于“不完整的类”，不支持 new 运算符。

📝 例如 BigInt 的声明（节选）：

interface BigIntConstructor {
  (value?: any): bigint;
  readonly prototype: BigInt;
}
declare var BigInt: BigIntConstructor;

可以看到 BigInt 的声明中没有 new 运算符相关函数。

普通函数 (Function)

包装对象也可以作为普通函数来使用。

其中 String()、Number() 和 Boolean() 函数都可以用来对任意类型的数据进行显式类型转换。

另外 Object() 函数也可用于显式类型转换，但本文不再展开。

String

📝 示例代码：

typeof String();    // "string"
String();           // ""
String('pp');       // "pp"
String(123);        // "123"
String(true);       // "true"
String(false);      // "false"
String(null);       // "null"
String(undefined);  // "undefined"
String([]);         // ""
String({});         // "[object Object]"

💡 小贴士 1

当我们使用 String() 函数来转换对象时，JavaScript 会先访问对象上的 toString() 函数，如果没有实现，则会顺着原型链向上查找。

🌰 举个栗子：执行 String({ toString() { return 'pp'; } }) 返回的结果是 "pp"，并非 "[object Object]"。

所以 String() 函数并不能够用来判断一个值是否为对象（会翻车）。

💡 小贴士 2

常用的判断对象的方式为 Object.prototype.toString({}) === '[object Object]'。

🌰 举个栗子：执行 Object.prototype.toString({ toString() { return 'pp'; } }) 返回的是 "[object Object]"。

Number

📝 示例代码：

typeof Number();    // "number"
Number();           // 0
Number('');         // 0
Number('pp');       // NaN
Number(123);        // 123
Number(true);       // 1
Number(false);      // 0
Number(null);       // 0
Number(undefined);  // NaN
Number([]);         // 0
Number({});         // NaN

💡 小贴士

对于 Number() 函数来说，可能最实用的转换就是将 true 和 false 转换为 1 和 0 吧。

Boolean

📝 示例代码：

typeof Boolean();   // "boolean"
Boolean();          // false
Boolean('');        // false
Boolean('pp');      // true
Boolean(0);         // false
Boolean(1);         // true
Boolean(null);      // false
Boolean(undefined); // false
Boolean([]);        // true
Boolean({});        // true

💡 小贴士

某些情况下，我们会在数据中使用 0 和 1 来表示真假状态，此时就可以使用 Boolean() 进行状态的判断。

BigInt

BigInt() 函数用于将整数转换为大整数。

该函数接受一个整数作为参数，传入参数若为浮点数或任何非数字类型数据都会报错。

📝 示例代码：

BigInt(123);        // 123n
BigInt(123n);       // 123n
typeof 123n;        // "bigint"
typeof BigInt(123); // "bigint"

BigInt & Number

需要注意的是，BigInt 和 Number 是不严格相等（宽松相等）的。

📝 示例代码：

123n === 123; // false
123n == 123;  // true

Symbol

Symbol() 函数用于创建一个 symbol 类型的值。

该函数接受一个字符串作为描述符（参数），如果传入其他类型的值则会被转换为字符串（除了 undefined）。

注意，每一个 symbol 值都是独一无二的，即使它们的描述符都是一样的。

且 symbol 类型的数据只能通过 Symbol() 函数来创建。

📝 示例代码：

// 后面的返回值是 Devtools 模拟出来的，并非实际值
Symbol('pp');                   // Symbol(pp)
Symbol(123);                    // Symbol(123)
Symbol(null);                   // Symbol(null)
Symbol({});                     // Symbol([object Object])

// 类型
typeof Symbol('pp');            // "symbol"
Symbol('pp') === Symbol('pp');  // false

// 描述符
Symbol('pp').description;       // "pp"
Symbol(123).description;        // "123"
Symbol({}).description;         // "[object Object]"
Symbol().description;           // undefined
Symbol(undefined).description;  // undefined

原始值不是对象 (Primitive not Object)

🎃 有意思的来了~

没有属性和方法 (No properties, no functions)

本文前面有提到：「原始值是一种没有任何方法的非对象数据。」

我们都知道对象（Object）上可以有属性和方法。

但是字符串不是对象，所以你不能给字符串增加属性。

📝 做个小实验：

let a = 'chenpipi';
console.log(a.length);  // 8
// 尝试增加新的属性
a.name = '吴彦祖';
console.log(a.name);    // undefined
// 尝试修改已有的属性
typeof a.slice;         // "function"
a.slice = null;
typeof a.slice;         // "function"

🎬 渣皮小剧场

此时一位头铁的小伙伴使用了反驳技能。

渣皮你别在这忽悠人了，我平时写 Bug 哦不写代码的时候明明可以调用到字符串、数字和布尔值上的方法！

📝 比如下面这段代码，能够正常执行并得到符合预期的结果：

// 字符串
let s = 'chenpipi';
s.toUpperCase();      // "CHENPIPI"
'ChenPiPi'.slice(4);  // "PiPi"
// 数字
let n = 123;
n.toString();         // "123"
(123.45).toFixed(2);  // "123.5"
// 布尔值
let b = true;
b.toString();         // "true"
false.toString();     // "false"

💡 无用小知识

有没有发现，数字的字面量后面不能直接调用函数？例如执行 123.toString() 会报 SyntaxError（语法错误）。

这是因为数字（浮点数）本身会用到小数点 .，而调用函数也需要用小数点，这时就出现了歧义（字符串和布尔值就没有这种烦恼）。

对于这种情况，我们可以使用括号 () 将数字包裹起来，如 (123).toString()；或者使用两个连续的小数点 .. 来调用函数，如 123..toString()。

🤔 奇了怪了

那么既然字符串不是对象，那么为什么字符串会有属性和方法呢？

转念一想，数字就是数字，数字身上怎么会有方法呢？

这确实不符合逻辑，但是这又与实际相矛盾。

咋回事呢？？？

替身使者 (I can't translate this)

答案揭晓~

😎 暗中操作

以字符串（string）为例，当我们在代码中读取字符串的属性或者方法时， JavaScript 会静默地执行下面的操作：

将字符串通过 new String() 的方式来创建一个临时的包装对象实例；
通过创建的对象来执行我们的代码逻辑（读取属性或执行函数）；
临时对象不再使用，可以被销毁。

📝 如下面的栗子：

let a = 'chenpipi';
console.log(a);   // "chenpipi"
// ------------------------------
let b1 = a.length;
console.log(b1);  // 8
// 上面的代码相当于：
let b2 = (new String(a)).length;
console.log(b2);  // 8
// ------------------------------
let c1 = a.toUpperCase();
console.log(c1);  // "CHENPIPI"
// 上面的代码相当于：
let c2 = (new String(a)).toUpperCase();
console.log(c2);  // "CHENPIPI"

数字（number）和布尔值（boolean）同理，但数字通过 new Number() 来创建临时对象，而布尔值则通过 new Boolean() 来创建。

📝 除了上面的例子，最有力的证明，就是他们的构造函数：

'chenpipi'.constructor === String;  // true
(12345).constructor === Number;     // true
true.constructor === Boolean;       // true

这一切都是 JavaScript 在暗中完成的，且过程中产生的临时对象都是一次性的（用完就丢）。

😮 原来如此

芜湖，这么一来就说得通了！

这也就能解释为什么我们能够访问字符串上的属性和方法，却不能增加或修改属性。

那是因为我们实际操作的目标其实是 JavaScript 创建的临时对象，而并非字符串本身！

所以我们的增加或修改操作实际上是生效了的，只不过是在临时对象上生效了！

📝 就像这样：

// 代码中：
let a = 'chenpipi';
a.name = '吴彦祖';
console.log(a.name);  // undefined

// 相当于：
let a = 'chenpipi';
(new String(a)).name = '吴彦祖';
console.log(a.name);  // undefined

// 相当于：
let a = 'chenpipi';
let temp = new String(a);
temp.name = '吴彦祖';
console.log(a.name);  // undefined