重新审视 undefined 和 null

很多的编程语言都有一种表示空值的类型，叫做 null。它指示了一个变量当前并没有指向任何对象 —— 例如，某个变量还没有初始化的时候。

作为不同，JavaScript 则拥有两种表示空值的类型，一种是 undefined，另一种则是 null。在这篇文章中，我们将测试它们的区别，以及如何去挑选最佳的类型或避免去使用它们。

undefined vs. null

两个值都很是相像，并且通常被相互替代着使用，也因此，他们之间的区别很是细微。

undefined、null 在ECMAScript 语言标准上的对比

ECMAScript 语言标准按照如下内容描述他们：

• undefined 是在一个变量还没有被赋值时候使用的。出处
• null 表示任何有意地缺省对象值。出处

我们等下就会探索一下作为程序员，我们应该如何去以最佳的方式使用这两个值。

两个空值 —— 一个不能弥补的错误

在 JavaScript 中同时有两个表示空值的值现在被认为是一个设计错误（哪怕是 JavaScript 之父 Brendan Eich 也这么认为）。

那么为什么不从 JavaScript 中删除这两个值之一呢？JavaScript 的一项核心原则是永不破坏向后的兼容性。该原则具有好处，但同时也拥有着最大的缺点，即无法弥补设计错误。

undefined 和 null 的历史

在 Java（影响了 JavaScript 很多方面的语言）中初始值依赖于一个变量的静态类型：

• 以对象值为类型的变量初始化为 null。
• 每个基本类型都拥有它的初始值，例如 int 整型对应 0。

在 JavaScript 中，每一个变量都可以存储对象值或原始值，意味着如果 null 表示不是一个对象，那么 JavaScript 也同时需要一个初始值表示既不是一个对象也不拥有原始值，这就是 undefined。

undefined 的出现场合

如果一个变量 myVar 还没有被初始化，那么它的值就是 undefined：

let myVar;
assert.equal(myVar, undefined);

如果一个属性 .unknownProp 不存在，访问这个属性就会生成 undefined 值：

const obj = {};
assert.equal(obj.unknownProp, undefined);

如果一个函数没有明确返回任何内容，那么默认就会返回 undefined：

function myFunc() {
}

assert.equal(myFunc(), undefined);

如果一个函数拥有一个 return 语句但没有指定任何返回值，那么也会默认返回 undefined：

function myFunc() {
    return;
}

assert.equal(myFunc(), undefined);

如果一个参数 x 没有传实参，那么就会被初始化为 undefined：

function myFunc(x) {
    assert.equal(x, undefined);
}

myFunc();

通过 obj?.someProp 访问的可选链在obj 是 undefined 或 null 的时候返回 undefined：

> undefined?.someProp
undefined
> null?.someProp
undefined

null 的出现场合

一个对象的原型要么是另一个对象，要么是原型链末尾的 null。Object.prototype 没有原型：

> Object.getPrototypeOf(Object.prototype)
null

如果我们使用一个正则表达式（例如 /a/）匹配一个字符串（例如 x），我们要么得到一个存储着匹配数据的对象（如果匹配成功），要么得到 null（如果匹配失败）。

> /a/.exec('x')
null

JSON 数据格式 不支持 undefined，只支持 null：

> JSON.stringify({a: undefined, b: null})
'{"b":null}'

专门用来对付 undefined 和 null 的操作符

undefined 以及默认参数值

一个参数的默认值会在以下情况下被使用：

• 这个参数被我们忽略掉了。
• 这个参数被赋予 undefined 值。

举个例子：

function myFunc(arg = 'abc') {
    return arg;
}

assert.equal(myFunc('hello'), 'hello');
assert.equal(myFunc(), 'abc');
assert.equal(myFunc(undefined), 'abc');

当指向它的值为一个元值时，undefined 也会触发默认参数值。

以下的例子示范了这个特性有用的地方：

function concat(str1 = '', str2 = '') {
    return str1 + str2;
}

function twice(str) { // (A)
    return concat(str, str);
}

在 A 行，我们并没有制定参数 str 的默认值，而当这个参数被忽略掉的时候，我们将该状态转发到 concat()，让其选择默认值。

undefined，解构默认值

解构下的默认值的工作方式与参数默认值类似 —— 如果变量在数据中不匹配或与 undefined 匹配，则使用它们：

const [a = 'a'] = [];
assert.equal(a, 'a');

const [b = 'b'] = [undefined];
assert.equal(b, 'b');

const {prop: c = 'c'} = {};
assert.equal(c, 'c');

const {prop: d = 'd'} = {prop: undefined};
assert.equal(d, 'd');

undefined、null 和可选链

如果通过 value?.prop 使用了可选链：

• 如果 value 是 undefined 或 null 的，将会返回 undefined。也就是说，如果 value.prop 抛出错误，就会返回 undefined。
• 否则会返回 value.prop.

function getProp(value) {
    // 可选的静态属性访问
    return value?.prop;
}

assert.equal(
    getProp({prop: 123}), 123);
assert.equal(
    getProp(undefined), undefined);
assert.equal(
    getProp(null), undefined);

以下的两个操作也很是类似的工作：

obj?.[«expr»] // 可选的动态属性访问
func?.(«arg0», «arg1») // 可选的函数或方法调用

undefined、null 和空合并

空合并操作符 ?? 可让我们在一个值是 undefined 或 null 时，使用默认值：

> undefined ?? 'default value'
'default value'
> null ?? 'default value'
'default value'

> 0 ?? 'default value'
0
> 123 ?? 'default value'
123
> '' ?? 'default value'
''
> 'abc' ?? 'default value'
'abc'

空合并赋值操作符 ??= 合并了空合并操作符与赋值操作符：

function setName(obj) {
    obj.name ??= '(Unnamed)';
    return obj;
}

assert.deepEqual(
    setName({}),
    {name: '(Unnamed)'}
);
assert.deepEqual(
    setName({name: undefined}),
    {name: '(Unnamed)'}
);
assert.deepEqual(
    setName({name: null}),
    {name: '(Unnamed)'}
);
assert.deepEqual(
    setName({name: 'Jane'}),
    {name: 'Jane'}
);

处理 undefined 与 null

以下的部分解释了在我们代码中最常见的处理 undefined 和 null 的方法：

实际值既不是 undefined 也不是 null

例如，我们可能希望属性 file.title 始终存在并且始终是字符串，那么有两种常见的方法可以实现此目的。

请注意，在此博客文章中，我们仅检查 undefined 和 null，而不检查值是否为字符串。你需要自己决定是否要添加检查器，作为附加的安全保障措施。

同时禁止 undefined 和 null

例如：

function createFile(title) {
    if (title === undefined || title === null) {
        throw new Error('`title` must not be nullish');
    }
    // ···
}

为什么选择这个方法？

• 我们希望以相同的方式处理 undefined 和 null，因为 JavaScript 代码就是经常那样做，例如：

// 检查一个属性是否存在
if (!obj.requiredProp) {
  obj.requiredProp = 123;
}

// 通过空合并操作符使用默认值
const myValue = myParameter ?? 'some default';

• 如果我们的代码中出现了问题，让 undefined 或 null 出现了，我们需要让它尽早结束执行并抛出错误。

同时对 undefined 和 null 使用默认值

例如：

function createFile(title) {
    title ??= '(Untitled)';
    // ···
}

我们不能使用参数默认值，因为它只会被 undefined 触发。在这里，我们依赖于空合并赋值运算符 ??=。

为什么选择这个方法？

• 我们希望以相同方式对待 undefined 和 null（见上文）。
• 我们希望我们的代码无声但有力地对待 undefined 和 null。

undefined 或 null 是一个被忽略的值

例如，我们可能希望属性 file.title 是字符串或是被忽略的值（即 file 没有标题），那么有几种方法可以实现此目的。

null 是被忽略值

例如：

function createFile(title) {
    if (title === undefined) {
        throw new Error('`title` 不应该是 undefined');
    }
    return {title};
}

或者，undefined 也可以触发默认值：

function createFile(title = '(Untitled)') {
    return {title};
}

为什么要选择这个方法？

• 我们需要一个空值来表示被忽略。
• 我们不希望空值触发参数默认值并破坏默认值。
• 我们想将空值字符串化为 JSON（这是我们无法对 undefined 进行的处理）。

undefined 是被忽略的值

例如：

function createFile(title) {
    if (title === null) {
        throw new Error('`title` 不应该是 null');
    }
    return {title};
}

为什么选择这种方法？

• 我们需要一个空值来表示被忽略。
• 我们确实希望空值触发参数或解构默认值。

undefined 的一个缺点是它通常是在 JavaScript 中意外赋予的 —— 在未初始化的变量，属性名称中的错字，忘记从函数中返回内容等。

为什么不同时将 undefined 和 null 看作是被忽略的值？

当接收到一个值时，将 undefined 和 null 都视为 “空值” 是有意义的。但是，当我们创建值时，我们不希望模棱两可，以避免不必要的麻烦。

这指向了另一种角度：如果我们需要一个被忽略的值，但又不想使用 undefined 或 null 作为被忽略值时该怎么办？看看下文吧：

其他处理被忽略值的方法

特殊值

我们可以创建一个特殊值，每当属性被忽略时 .title 时就使用该值：

const UNTITLED = Symbol('UNTITLED');
const file = {
    title: UNTITLED,
};

Null 对象模式

Null 对象模式 来自 OOP（面对对象编程）：

• 一个公共超类的所有子类都具有相同的接口。
• 每个子类实现一种不同的模式供其实例使用。
• 这些模式之一是 null。

在下文中，UntitledFile 继承了 “null” 模式。

// Abstract superclass
class File {
    constructor(content) {
        if (new.target === File) {
            throw new Error('Can’t instantiate this class');
        }
        this.content = content;
    }
}

class TitledFile extends File {
    constructor(content, title) {
        super(content);
        this.title = title;
    }

    getTitle() {
        return this.title;
    }
}

class UntitledFile extends File {
    constructor(content) {
        super(content);
    }

    getTitle() {
        return '(Untitled)';
    }
}

const files = [
    new TitledFile('Dear diary!', 'My Diary'),
    new UntitledFile('Reminder: pick a title!'),
];

assert.deepEqual(
    files.map(f => f.getTitle()),
    [
        'My Diary',
        '(Untitled)',
    ]);

我们也可以只为标题（而不是整个文件对象）使用空对象模式。

“也许”类型

“也许”类型是一种函数编程技术：

function getTitle(file) {
    switch (file.title.kind) {
        case 'just':
            return file.title.value;
        case 'nothing':
            return '(Untitled)';
        default:
            throw new Error();
    }
}

const files = [
    {
        title: {kind: 'just', value: 'My Diary'},
        content: 'Dear diary!',
    },
    {
        title: {kind: 'nothing'},
        content: 'Reminder: pick a title!',
    },
];

assert.deepEqual(
    files.map(f => getTitle(f)),
    [
        'My Diary',
        '(Untitled)',
    ]);

我们本可以通过数组对 "just" 和 "nothing" 进行编码，但我们的方法的好处是 TypeScript 对其有很好的支持（通过可辨识联合）。

我的方法

我不喜欢将 undefined 用作被忽略的值的原因有三个：

• undefined 通常是在 JavaScript 中意外出现的。
• undefined 会触发参数和解构的默认值（出于某些原因，某些人更喜欢 undefined）。

因此，如果需要特殊值，可以使用以下两种方法之一：

• 我将 null 用作被忽略的值。（顺便说一句，TypeScript 相对较好地支持了这种方法。）
• 我通过上述的其中一种技术避免了同时出现 undefined 和 null 的情况，优点在乎让代码更干净，而缺点在于需要做出更多的工作。