你不懂JS：类型与文法

第三章：原生类型

在第一和第二章中，我们几次提到了各种内建类型，通常称为“原生类型”，比如 String 和 Number。现在让我们来仔细检视它们。

这是最常用的原生类型的一览：

  • String()
  • Number()
  • Boolean()
  • Array()
  • Object()
  • Function()
  • RegExp()
  • Date()
  • Error()
  • Symbol() —— 在 ES6 中被加入的！

如你所见，这些原生类型实际上是内建函数。

如果你拥有像 Java 语言那样的背景，JavaScript 的 String() 看起来像是你曾经用来创建字符串值的 String(..) 构造器。所以，你很快就会观察到你可以做这样的事情：

var s = new String( "Hello World!" );

console.log( s.toString() ); // "Hello World!"

这些原生类型的每一种确实可以被用作一个原生类型的构造器。但是被构建的东西可能与你想象的不同：

var a = new String( "abc" );

typeof a; // "object" ... 不是 "String"

a instanceof String; // true

Object.prototype.toString.call( a ); // "[object String]"

创建值的构造器形式（new String("abc")）的结果是一个基本类型值（"abc"）的包装器对象。

重要的是，typeof 显示这些对象不是它们自己的特殊 类型，而是 object 类型的子类型。

这个包装器对象可以被进一步观察，像这样：

console.log( a );

这个语句的输出会根据你使用的浏览器变化，因为对于开发者的查看，开发者控制台可以自由选择它认为合适的方式来序列化对象。

注意： 在写作本书时，最新版的 Chrome 打印出这样的东西：String {0: "a", 1: "b", 2: "c", length: 3, [[PrimitiveValue]]: "abc"}。但是老版本的 Chrome 曾经只打印出这些：String {0: "a", 1: "b", 2: "c"}。当前最新版的 Firefox 打印 String ["a","b","c"]，但它曾经以斜体字打印 "abc"，点击它可以打开对象查看器。当然，这些结果是总频繁变更的，而且你的体验也许不同。

重点是，new String("abc") 为 "abc" 创建了一个字符串包装器对象，而不仅是基本类型值 "abc" 本身。

内部 [[Class]]

typeof 的结果为 "object" 的值（比如数组）被额外地打上了一个内部的标签属性 [[Class]]（请把它考虑为一个内部的分类方法，而非与传统的面向对象编码的类有关）。这个属性不能直接地被访问，但通常可以间接地通过在这个值上借用默认的 Object.prototype.toString(..) 方法调用来展示。举例来说：

Object.prototype.toString.call( [1,2,3] );          // "[object Array]"

Object.prototype.toString.call( /regex-literal/i ); // "[object RegExp]"

所以，对于这个例子中的数组来说，内部的 [[Class]] 值是 "Array"，而对于正则表达式，它是 "RegExp"。在大多数情况下，这个内部的 [[Class]] 值对应于关联这个值的内建的原生类型构造器（见下面的讨论），但事实却不总是这样。

基本类型呢？首先，null 和 undefined：

Object.prototype.toString.call( null );         // "[object Null]"
Object.prototype.toString.call( undefined );    // "[object Undefined]"

你会注意到，不存在 Null() 和 Undefined() 原生类型构造器，但不管怎样 "Null" 和 "Undefined" 是被暴露出来的内部 [[Class]] 值。

但是对于像 string、number、和 boolean 这样的简单基本类型，实际上会启动另一种行为，通常称为“封箱（boxing）”（见下一节“封箱包装器”）：

Object.prototype.toString.call( "abc" );    // "[object String]"
Object.prototype.toString.call( 42 );       // "[object Number]"
Object.prototype.toString.call( true );     // "[object Boolean]"

在这个代码段中，每一个简单基本类型都自动地被它们分别对应的对象包装器封箱，这就是为什么 "String"、"Number"、和 "Boolean" 分别被显示为内部 [[Class]] 值。

注意： 从 ES5 发展到 ES6 的过程中，这里展示的 toString() 和 [[Class]] 的行为发生了一点儿改变，但我们会在本系列的 ES6 与未来 一书中讲解它们的细节。

封箱包装器

这些对象包装器服务于一个非常重要的目的。基本类型值没有属性或方法，所以为了访问 .length 或 .toString() 你需要这个值的对象包装器。值得庆幸的是，JS 将会自动地 封箱（也就是包装）基本类型值来满足这样的访问。

var a = "abc";

a.length; // 3
a.toUpperCase(); // "ABC"

那么，如果你想以通常的方式访问这些字符串值上的属性/方法，比如一个 for 循环的 i < a.length 条件，这么做看起来很有道理：一开始就得到一个这个值的对象形式，于是 JS 引擎就不需要隐含地为你创建一个。

但事实证明这是一个坏主意。浏览器们长久以来就对 .length 这样的常见情况进行性能优化，这意味着如果你试着直接使用对象形式（它们没有被优化过）进行“提前优化”，那么实际上你的程序将会 变慢。

一般来说，基本上没有理由直接使用对象形式。让封箱在需要的地方隐含地发生会更好。换句话说，永远也不要做 new String("abc")、new Number(42) 这样的事情 —— 应当总是偏向于使用基本类型字面量 "abc" 和 42。

对象包装器的坑

如果你 确实 选择要直接使用对象包装器，那么有几个坑你应该注意。

举个例子，考虑 Boolean 包装的值：

var a = new Boolean( false );

if (!a) {
    console.log( "Oops" ); // 永远不会运行
}

这里的问题是，虽然你为值 false 创建了一个对象包装器，但是对象本身是“truthy”（见第四章），所以使用对象的效果是与使用底层的值 false 本身相反的，这与通常的期望十分不同。

如果你想手动封箱一个基本类型值，你可以使用 Object(..) 函数（没有 new 关键字）：

var a = "abc";
var b = new String( a );
var c = Object( a );

typeof a; // "string"
typeof b; // "object"
typeof c; // "object"

b instanceof String; // true
c instanceof String; // true

Object.prototype.toString.call( b ); // "[object String]"
Object.prototype.toString.call( c ); // "[object String]"

再说一遍，通常不鼓励直接使用封箱的包装器对象（比如上面的 b 和 c），但你可能会遇到一些它们有用的罕见情况。

开箱

如果你有一个包装器对象，而你想要取出底层的基本类型值，你可以使用 valueOf() 方法：

var a = new String( "abc" );
var b = new Number( 42 );
var c = new Boolean( true );

a.valueOf(); // "abc"
b.valueOf(); // 42
c.valueOf(); // true

当以一种查询基本类型值的方式使用对象包装器时，开箱也会隐含地发生。这个处理的过程（强制转换）将会在第四章中更详细地讲解，但简单地说：

var a = new String( "abc" );
var b = a + ""; // `b` 拥有开箱后的基本类型值"abc"

typeof a; // "object"
typeof b; // "string"

原生类型作为构造器

对于 array、object、function 和正则表达式值来说，使用字面形式来创建它们的值几乎总是更好的选择，而且字面形式与构造器形式所创建的值是同一种对象（也就是，没有非包装的值）。

正如我们刚刚在上面看到的其他原生类型，除非你真的知道你需要这些构造器形式，一般来说应当避免使用它们，这主要是因为它们会带来一些你可能不会想要对付的异常和陷阱。

Array(..)

var a = new Array( 1, 2, 3 );
a; // [1, 2, 3]

var b = [1, 2, 3];
b; // [1, 2, 3]

注意： Array(..) 构造器不要求在它前面使用 new 关键字。如果你省略它，它也会像你已经使用了一样动作。所以 Array(1,2,3) 和 new Array(1,2,3) 的结果是一样的。

Array 构造器有一种特殊形式，如果它仅仅被传入一个 number 参数，与将这个值作为数组的 内容 不同，它会被认为是用来“预定数组大小”（嗯，某种意义上）用的长度。

这是个可怕的主意。首先，你会意外地用错这种形式，因为它很容易忘记。

但更重要的是，其实没有预定数组大小这样的东西。你所创建的是一个空数组，并将这个数组的 length 属性设置为那个指定的数字值。

一个数组在它的值槽上没有明确的值，但是有一个 length 属性意味着这些值槽是存在的，在 JS 中这是一个诡异的数据结构，它带有一些非常奇怪且令人困惑的行为。可以创建这样的值的能力，完全源自于老旧的、已经废弃的、仅具有历史意义的功能（比如arguments 这样的“类数组对象”）。

注意： 带有至少一个“空值槽”的数组经常被称为“稀散数组”。

这是另外一个例子，展示浏览器的开发者控制台在如何表示这样的对象上有所不同，它产生了更多的困惑。

举例来说：

var a = new Array( 3 );

a.length; // 3
a;

在 Chrome 中 a 的序列化表达是（在本书写作时）：[ undefined x 3 ]。这真的很不幸。 它暗示着在这个数组的值槽中有三个 undefined 值，而事实上这样的值槽是不存在的（所谓的“空值槽（empty slots）” —— 也是一个烂名字！）。

要观察这种不同，试试这段代码：

var a = new Array( 3 );
var b = [ undefined, undefined, undefined ];
var c = [];
c.length = 3;

a;
b;
c;

注意： 正如你在这个例子中看到的 c，数组中的空值槽可以在数组的创建之后发生。将数组的 length 改变为超过它实际定义的槽值的数目，你就隐含地引入了空值槽。事实上，你甚至可以在上面的代码段中调用 delete b[1]，而这么做将会在 b 的中间引入一个空值槽。

对于 b（在当前的 Chrome 中），你会发现它的序列化表现为 [ undefined, undefined, undefined ]，与之相对的是 a 和 c 的 [ undefined x 3 ]。糊涂了吧？是的，大家都糊涂了。

更糟糕的是，在写作本书时，Firefox 对 a 和 c 报告 [ , , , ]。你发现为什么这使人犯糊涂了吗？仔细看。三个逗号表示有四个值槽，不是我们期望的三个值槽。

什么！？ Firefox 在它们的序列化表达的末尾放了一个额外的 ,，因为在 ES5 中，列表（数组值，属性列表等等）末尾的逗号是允许的（被砍掉并忽略）。所以如果你在你的程序或控制台中敲入 [ , , , ] 值，你实际上得到的是一个底层为 [ , , ] 的值（也就是，一个带有三个空值槽的数组）。这种选择，虽然在阅读开发者控制台时使人困惑，但是因为它使拷贝粘贴的时候准确，所以被留了下来。

如果你现在在摇头或翻白眼儿，你并不孤单！（耸肩）

不幸的是，事情越来越糟。比在控制台的输出产生的困惑更糟的是，上面代码段中的 a 和 b 实际上在有些情况下相同，但在另一些情况下不同：

a.join( "-" ); // "--"
b.join( "-" ); // "--"

a.map(function(v,i){ return i; }); // [ undefined x 3 ]
b.map(function(v,i){ return i; }); // [ 0, 1, 2 ]

呃。

a.map(..) 调用会 失败 是因为值槽根本就不实际存在，所以 map(..) 没有东西可以迭代。join(..) 的工作方式不同，基本上我们可以认为它是像这样被实现的：

function fakeJoin(arr,connector) {
    var str = "";
    for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
        if (i > 0) {
            str += connector;
        }
        if (arr[i] !== undefined) {
            str += arr[i];
        }
    }
    return str;
}

var a = new Array( 3 );
fakeJoin( a, "-" ); // "--"

如你所见，join(..) 好用仅仅是因为它 认为 值槽存在，并循环至 length 值。不管 map(..) 内部是在做什么，它（显然）没有做出这样的假设，所以源自于奇怪的“空值槽”数组的结果出人意料，而且好像是失败了。

那么，如果你想要 确实 创建一个实际的 undefined 值的数组（不只是“空值槽”），你如何才能做到呢（除了手动以外）？

var a = Array.apply( null, { length: 3 } );
a; // [ undefined, undefined, undefined ]

糊涂了吧？是的。这里是它大概的工作方式。

apply(..) 是一个对所有函数可用的工具方法，它以一种特殊方式调用这个使用它的函数。

第一个参数是一个 this 对象绑定（在本系列的 this 与对象原型 中有详细讲解），在这里我们不关心它，所以我们将它设置为 null。第二个参数应该是一个数组（或 像 数组的东西 —— 也就是“类数组对象”）。这个“数组”的内容作为这个函数的参数“扩散”开来。

所以，Array.apply(..) 在调用 Array(..) 函数，并将一个值（{ length: 3 } 对象值）作为它的参数值扩散开。

在 apply(..) 内部，我们可以预见这里有另一个 for 循环（有些像上面的 join(..)），它从 0 开始上升但不包含至 length（这个例子中是 3）。

对于每一个索引，它从对象中取得相应的键。所以如果这个数组对象参数在 apply(..) 内部被命名为 arr，那么这种属性访问实质上是arr[0]、arr[1] 和 arr[2]。当然，没有一个属性是在 { length: 3 } 对象值上存在的，所以这三个属性访问都将返回值 undefined。

换句话说，调用 Array(..) 的结局基本上是这样：Array(undefined,undefined,undefined)，这就是我们如何得到一个填满 undefined 值的数组的，而非仅仅是一些（疯狂的）空值槽。

虽然对于创建一个填满 undefined 值的数组来说，Array.apply( null, { length: 3 } ) 是一个奇怪而且繁冗的方法，但是它要比使用砸自己的脚似的 Array(3) 空值槽要可靠和好得 太多了。

底线：你 在任何情况下，永远不，也不应该有意地创建并使用诡异的空值槽数组。就别这么干。它们是怪胎。

Object(..)、Function(..) 和 RegExp(..)

Object(..)/Function(..)/RegExp(..) 构造器一般来说也是可选的（因此除非是特别的目的，应当避免使用）：

var c = new Object();
c.foo = "bar";
c; // { foo: "bar" }

var d = { foo: "bar" };
d; // { foo: "bar" }

var e = new Function( "a", "return a * 2;" );
var f = function(a) { return a * 2; };
function g(a) { return a * 2; }

var h = new RegExp( "^a*b+", "g" );
var i = /^a*b+/g;

几乎没有理由使用 new Object() 构造器形式，尤其因为它强迫你一个一个地添加属性，而不是像对象的字面形式那样一次添加许多。

Function 构造器仅在最最罕见的情况下有用，也就是你需要动态地定义一个函数的参数和/或它的函数体。不要将 Function(..) 仅仅作为另一种形式的 eval(..)。你几乎永远不会需要用这种方式动态定义一个函数。

用字面量形式（/^a*b+/g）定义正则表达式是被大力采用的，不仅因为语法简单，而且还有性能的原因 —— JS 引擎会在代码执行前预编译并缓存它们。和我们迄今看到的其他构造器形式不同，RegExp(..) 有一些合理的用途：用来动态定义一个正则表达式的范例。

var name = "Kyle";
var namePattern = new RegExp( "\\b(?:" + name + ")+\\b", "ig" );

var matches = someText.match( namePattern );

这样的场景在 JS 程序中一次又一次地合法出现，所以你有需要使用 new RegExp("pattern","flags") 形式。

Date(..) 和 Error(..)

Date(..) 和 Error(..) 原生类型构造器要比其他种类的原生类型有用得多，因为它们没有字面量形式。

要创建一个日期对象值，你必须使用 new Date()。Date(..) 构造器接收可选参数值来指定要使用的日期/时间，但是如果省略的话，就会使用当前的日期/时间。

目前你构建一个日期对象的最常见的理由是要得到当前的时间戳（一个有符号整数，从1970年1月1日开始算起的毫秒数）。你可以在一个日期对象实例上调用 getTime（) 得到它。

但是在 ES5 中，一个更简单的方法是调用定义为 Date.now() 的静态帮助函数。而且在前 ES5 中填补它很容易：

if (!Date.now) {
    Date.now = function(){
        return (new Date()).getTime();
    };
}

注意： 如果你不带 new 调用 Date()，你将会得到一个那个时刻的日期/时间的字符串表达。在语言规范中没有规定这个表达的确切形式，虽然各个浏览器趋向于赞同使用这样的东西："Fri Jul 18 2014 00:31:02 GMT-0500 (CDT)"。

Error(..) 构造器（很像上面的 Array()）在有 new 与没有 new 时的行为是相同的。

你想要创建 error 对象的主要原因是，它会将当前的执行栈上下文捕捉进对象中（在大多数 JS 引擎中，在创建后使用只读的 .stack 属性表示）。这个栈上下文包含函数调用栈和 error 对象被创建时的行号，这使调试这个错误更简单。

典型地，你将与 throw 操作符一起使用这样的 error 对象：

function foo(x) {
    if (!x) {
        throw new Error( "x wasn't provided" );
    }
    // ..
}

Error 对象实例一般拥有至少一个 message 属性，有时还有其他属性（你应当将它们作为只读的），比如 type。然而，与其检视上面提到的 stack 属性，最好是在 error 对象上调用 toString()（明确地调用，或者是通过强制转换隐含地调用 —— 见第四章）来得到一个格式友好的错误消息。

提示： 技术上讲，除了一般的 Error(..) 原生类型以外，还有几种特定错误的原生类型：EvalError(..)、RangeError(..)、ReferenceError(..)、SyntaxError(..)、TypeError(..) 和 URIError(..)。但是手动使用这些特定错误原生类型十分少见。如果你的程序确实遭受了一个真实的异常，它们是会自动地被使用的（比如引用一个未声明的变量而得到一个 ReferenceError 错误）。

Symbol(..)

在 ES6 中，新增了一个基本值类型，称为“Symbol”。Symbol 是一种特殊的“独一无二”（不是严格保证的!）的值，可以作为对象上的属性使用而几乎不必担心任何冲突。它们主要是为特殊的 ES6 结构的内建行为设计的，但你也可以定义你自己的 symbol。

Symbol 可以用做属性名，但是你不能从你的程序中看到或访问一个 symbol 的实际值，从开发者控制台也不行。例如，如果你在开发者控制台中对一个 Symbol 求值，将会显示 Symbol(Symbol.create) 之类的东西。

在 ES6 中有几种预定义的 Symbol，做为 Symbol 函数对象的静态属性访问，比如 Symbol.create，Symbol.iterator 等等。要使用它们，可以这样做：

obj[Symbol.iterator] = function(){ /*..*/ };

要定义你自己的 Symbol，使用 Symbol(..) 原生类型。Symbol(..) 原生类型“构造器”很独特，因为它不允许你将 new 与它一起使用，这么做会抛出一个错误。

var mysym = Symbol( "my own symbol" );
mysym;              // Symbol(my own symbol)
mysym.toString();   // "Symbol(my own symbol)"
typeof mysym;       // "symbol"

var a = { };
a[mysym] = "foobar";

Object.getOwnPropertySymbols( a );
// [ Symbol(my own symbol) ]

虽然 Symbol 实际上不是私有的（在对象上使用 Object.getOwnPropertySymbols(..) 反射，揭示了 Symbol 其实是相当公开的），但是它们的主要用途可能是私有属性，或者类似的特殊属性。对于大多数开发者，他们也许会在属性名上加入 _ 下划线前缀，这在经常在惯例上表示：“这是一个私有的/特殊的/内部的属性，别碰！”

注意： Symbol 不是 object，它们是简单的基本标量。

原生类型原型

每一个内建的原生构造器都拥有它自己的 .prototype 对象 —— Array.prototype，String.prototype 等等。

对于它们特定的对象子类型，这些对象含有独特的行为。

例如，所有的字符串对象，和 string 基本值的扩展（通过封箱），都可以访问在 String.prototype 对象上做为方法定义的默认行为。

注意： 做为文档惯例，String.prototype.XYZ 会被缩写为 String#XYZ，对于其它所有 .prototype 的属性都是如此。

  • String#indexOf(..)：在一个字符串中找出一个子串的位置
  • String#charAt(..)：访问一个字符串中某个位置的字符
  • String#substr(..)、String#substring(..) 和 String#slice(..)：将字符串的一部分抽取为一个新字符串
  • String#toUpperCase() 和 String#toLowerCase()：创建一个转换为大写或小写的新字符串
  • String#trim()：创建一个截去开头或结尾空格的新字符串。

这些方法中没有一个是在 原地 修改字符串的。修改（比如大小写变换或去空格）会根据当前的值来创建一个新的值。

有赖于原型委托（见本系列的 this 与对象原型），任何字符串值都可以访问这些方法：

var a = " abc ";

a.indexOf( "c" ); // 3
a.toUpperCase(); // " ABC "
a.trim(); // "abc"

其他构造器的原型包含适用于它们类型的行为，比如 Number#toFixed(..)（将一个数字转换为一个固定小数位的字符串）和 Array#concat(..)（混合数组）。所有这些函数都可以访问 apply(..)、call(..) 和 bind(..)，因为 Function.prototype 定义了它们。

但是，一些原生类型的原型不 仅仅 是单纯的对象：

typeof Function.prototype;          // "function"
Function.prototype();               // 它是一个空函数！

RegExp.prototype.toString();        // "/(?:)/" —— 空的正则表达式
"abc".match( RegExp.prototype );    // [""]

一个特别差劲儿的主意是，你甚至可以修改这些原生类型的原型（不仅仅是你可能熟悉的添加属性）：

Array.isArray( Array.prototype );   // true
Array.prototype.push( 1, 2, 3 );    // 3
Array.prototype;                    // [1,2,3]

// 别这么留着它，要不就等着怪事发生吧！
// 将`Array.prototype`重置为空
Array.prototype.length = 0;

如你所见，Function.prototype 是一个函数，RegExp.prototype 是一个正则表达式，而 Array.prototype 是一个数组。有趣吧？酷吧？

原型作为默认值

Function.prototype 是一个空函数，RegExp.prototype 是一个“空”正则表达式（也就是不匹配任何东西），而 Array.prototype 是一个空数组，这使它们成了可以赋值给变量的，很好的“默认”值 —— 如果这些类型的变量还没有值。

例如：

function isThisCool(vals,fn,rx) {
    vals = vals || Array.prototype;
    fn = fn || Function.prototype;
    rx = rx || RegExp.prototype;

    return rx.test(
        vals.map( fn ).join( "" )
    );
}

isThisCool();       // true

isThisCool(
    ["a","b","c"],
    function(v){ return v.toUpperCase(); },
    /D/
);                  // false

注意： 在 ES6 中，我们不再需要使用 vals = vals || .. 这样的默认值语法技巧了（见第四章），因为在函数声明中可以通过原生语法为参数设定默认值（见第五章）。

这个方式的一个微小的副作用是，.prototype 已经被创建了，而且是内建的，因此它仅被创建 一次。相比之下，使用 []、function(){} 和 /(?:)/ 这些值本身作为默认值，将会（很可能，要看引擎如何实现）在每次调用 isThisCool(..) 时重新创建这些值（而且稍可能要回收它们）。这可能会消耗内存/CPU。

另外，要非常小心不要对 后续要被修改的值 使用 Array.prototype 做为默认值。在这个例子中，vals 是只读的，但如果你要在原地对 vals 进行修改，那你实际上修改的是 Array.prototype 本身，这将把你引到刚才提到的坑里！

注意： 虽然我们指出了这些原生类型的原型和一些用处，但是依赖它们的时候要小心，更要小心以任何形式修改它们。更多的讨论见附录A“原生原型”。

复习

JavaScript 为基本类型提供了对象包装器，被称为原生类型（String、Number、Boolean 等等）。这些对象包装器使这些值可以访问每种对象子类型的恰当行为（String#trim() 和 Array#concat(..)）。

如果你有一个像 "abc" 这样的简单基本类型标量，而且你想要访问它的 length 属性或某些 String.prototype 方法，JS 会自动地“封箱”这个值（用它所对应种类的对象包装器把它包起来），以满足这样的属性/方法访问。

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