JS类型转换之valueOf和toString详解

最近群里有人发了下面这题：

　　实现一个函数，运算结果可以满足如下预期结果：

　　add(1)(2)// 3

　　add(1,2,3)(10)// 16

　　add(1)(2)(3)(4)(5)// 15

　　对于一个好奇的切图仔来说，忍不住动手尝试了一下，看到题目首先想到的是会用到高阶函数以及 Array.prototype.reduce()。

　　高阶函数(Higher-order function)：高阶函数的意思是它接收另一个函数作为参数。在 java 中，函数是一等公民，允许函数作为参数或者返回值传递。

　　得到了下面这个解法：

　　functionadd(){

　　varargs= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　returnfunction(){

　　vararg2= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　returnargs.concat(arg2).reduce(function(a,b){

　　returna+ b;

　　});

　　}

　　}

　　验证了一下，发现错了：

　　add(1)(2)// 3

　　add(1,2)(3)// 6

　　add(1)(2)(3)// Uncaught TypeError: add(...)(...) is not a function(…)

　　上面的解法，只有在 add()() 情形下是正确的。而当链式操作的参数多于两个或者少于两个的时候，无法返回结果。

　　而这个也是这题的一个难点所在，add()的时候，如何既返回一个值又返回一个函数以供后续继续调用？

　　后来经过高人指点，通过重写函数的 valueOf 方法或者 toString 方法，可以得到其中一种解法：

　　functionadd(){

　　varargs= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　varfn= function(){

　　vararg_fn= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　returnadd.apply(null,args.concat(arg_fn));

　　}

　　fn.valueOf= function(){

　　returnargs.reduce(function(a,b){

　　returna+ b;

　　})

　　}

　　returnfn;

　　}

　　嗯？第一眼看到这个解法的时候，我是懵逼的。因为我感觉 fn.valueOf() 从头到尾都没有被调用过，但是验证了下结果：

　　add(1)// 1

　　add(1,2)(3)//6

　　add(1)(2)(3)(4)(5)// 15

　　神奇的对了！那么玄机必然是在上面的 fn.valueOf = function() {} 内了。为何会是这样呢？这个方法是在函数的什么时刻执行的？且听我一步一步道来。

　　valueOf 和 toString

　　先来简单了解下这两个方法：

　　Object.prototype.valueOf()

　　用 MDN 的话来说，valueOf() 方法返回指定对象的原始值。

　　Java 调用 valueOf() 方法用来把对象转换成原始类型的值（数值、字符串和布尔值）。但是我们很少需要自己调用此函数，valueOf 方法一般都会被 Java 自动调用。

　　记住上面这句话，下面我们会细说所谓的自动调用是什么意思。

　　Object.prototype.toString()

　　toString() 方法返回一个表示该对象的字符串。

　　每个对象都有一个 toString() 方法，当对象被表示为文本值时或者当以期望字符串的方式引用对象时，该方法被自动调用。

　　这里先记住，valueOf() 和 toString() 在特定的场合下会自行调用。

　　原始类型

　　好，铺垫一下，先了解下 java 的几种原始类型，除去 Object 和 Symbol，有如下几种原始类型：

• Number

• String

• Boolean

• Undefined

• Null

　　在 Java 进行对比或者各种运算的时候会把对象转换成这些类型，从而进行后续的操作，下面逐一说明：

　　String 类型转换

　　在某个操作或者运算需要字符串而该对象又不是字符串的时候，会触发该对象的 String 转换，会将非字符串的类型尝试自动转为 String 类型。系统内部会自动调用 toString 函数。举个例子：

　　varobj= {name: 'Coco'};

　　varstr= '123'+ obj;

　　console.log(str);// 123[object Object]

　　转换规则：

1. 如果 toString 方法存在并且返回原始类型，返回 toString 的结果。

2. 如果 toString 方法不存在或者返回的不是原始类型，调用 valueOf 方法，如果 valueOf 方法存在，并且返回原始类型数据，返回 valueOf 的结果。

3. 其他情况，抛出错误。

　　上面的例子实际上是：

　　varobj= {name: 'Coco'};

　　varstr= '123'+ obj.toString();

　　其中，obj.toString() 的值为 "[object Object]"。

　　假设是数组：

　　vararr= [1,2];

　　varstr= '123'+ arr;

　　console.log(str);// 1231,2

　　上面 + arr ，由于这里是个字符串加操作，后面的 arr 需要转化为一个字符串类型，所以其实是调用了 + arr.toString() 。

　　但是，我们可以自己改写对象的 toString，valueOf 方法:

　　varobj= {

　　toString: function(){

　　console.log('调用了 obj.toString');

　　return{};

　　},

　　valueOf: function(){

　　console.log('调用了 obj.valueOf')

　　return'110';

　　}

　　}

　　alert(obj);

　　// 调用了 obj.toString

　　// 调用了 obj.valueOf

　　// 110

　　上面 alert(obj + '1') ，obj 会自动调用自己的 obj.toString() 方法转化为原始类型，如果我们不重写它的 toString 方法，将输出 [object Object]1 ，这里我们重写了 toString ，而且返回了一个原始类型字符串 111 ，所以最终 alert 出了 1111。

　　上面的转化规则写了，toString 方法需要存在并且返回原始类型，那么如果返回的不是一个原始类型，则会去继续寻找对象的 valueOf 方法：

　　下面我们尝试证明如果在一个对象尝试转换为字符串的过程中，如果 toString() 方法不可用的时候，会发生什么。

　　这个时候系统会再去调用 valueOf() 方法，下面我们改写对象的 toString 和 valueOf：

　　varobj= {

　　toString: function(){

　　console.log('调用了 obj.toString');

　　return{};

　　},

　　valueOf: function(){

　　console.log('调用了 obj.valueOf')

　　return'110';

　　}

　　}

　　alert(obj);

　　// 调用了 obj.toString

　　// 调用了 obj.valueOf

　　// 110

　　从结果可以看到，当 toString 不可用的时候，系统会再尝试 valueOf 方法，如果 valueOf 方法存在，并且返回原始类型（String、Number、Boolean）数据，返回valueOf的结果。

　　那么如果，toString 和 valueOf 返回的都不是原始类型呢？看下面这个例子：

　　varobj= {

　　toString: function(){

　　console.log('调用了 obj.toString');

　　return{};

　　},

　　valueOf: function(){

　　console.log('调用了 obj.valueOf')

　　return{};

　　}

　　}

　　alert(obj);

　　// 调用了 obj.toString

　　// 调用了 obj.valueOf

　　// Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

　　可以发现，如果 toString 和 valueOf 方法均不可用的情况下，系统会直接返回一个错误。

　　在查证了 ECMA5 官方文档后，发现上面的描述有一点问题，Object 类型转换为 String 类型的转换规则远比上面复杂。转换规则为：1.设原始值为调用 ToPrimitive 的结果；2.返回 ToString(原始值) 。关于 ToPrimitive 和 ToString 的规则可以看看官方文档：ECMA5 — ToString

　　Number 类型转换

　　上面描述的是 String 类型的转换，很多时候也会发生 Number 类型的转换：

• 调用 Number() 函数，强制进行 Number 类型转换

• 调用 Math.sqrt() 这类参数需要 Number 类型的方法

• obj == 1 ，进行对比的时候

• obj + 1 , 进行运算的时候

　　与 String 类型转换相似，但是 Number 类型刚好反过来，先查询自身的 valueOf 方法，再查询自己 toString 方法：

1. 如果 valueOf 存在，且返回原始类型数据，返回 valueOf 的结果。

2. 如果 toString 存在，且返回原始类型数据，返回 toString 的结果。

3. 其他情况，抛出错误。

　　按照上述步骤，分别尝试一下：

　　varobj= {

　　valueOf: function(){

　　console.log('调用 valueOf');

　　return5;

　　}

　　}

　　console.log(obj+ 1);

　　// 调用 valueOf

　　// 6

　　varobj= {

　　valueOf: function(){

　　console.log('调用 valueOf');

　　return{};

　　},

　　toString: function(){

　　console.log('调用 toString');

　　return10;

　　}

　　}

　　console.log(obj+ 1);

　　// 调用 valueOf

　　// 调用 toString

　　// 11

　　varobj= {

　　valueOf: function(){

　　console.log('调用 valueOf');

　　return{};

　　},

　　toString: function(){

　　console.log('调用 toString');

　　return{};

　　}

　　}

　　console.log(obj+ 1);

　　// 调用 valueOf

　　// 调用 toString

　　// Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value

　　Boolean 转换

　　什么时候会进行布尔转换呢：

• 布尔比较时

• if(obj) , while(obj) 等判断时

　　简单来说，除了下述 6 个值转换结果为 false，其他全部为 true：

• undefined

• null

• -0

• 0或+0

• NaN

• ”（空字符串）

　　Boolean(undefined)// false

　　Boolean(null)// false

　　Boolean(0)// false

　　Boolean(NaN)// false

　　Boolean('')// false

　　Function 转换

　　好，最后回到我们一开始的题目，来讲讲函数的转换。

　　我们定义一个函数如下：

　　functiontest(){

　　vara= 1;

　　console.log(1);

　　}

　　如果我们仅仅是调用 test 而不是 test() ，看看会发生什么？

　　可以看到，这里把我们定义的 test 函数的重新打印了一遍，其实，这里自行调用了函数的 valueOf 方法：

　　我们改写一下 test 函数的 valueOf 方法。

　　test.valueOf= function(){

　　console.log('调用 valueOf 方法');

　　return2;

　　}

　　test;

　　// 输出如下：

　　// 调用 valueOf 方法

　　// 2

　　与 Number 转换类似，如果函数的 valueOf 方法返回的不是一个原始类型，会继续找到它的 toString 方法：

　　test.valueOf= function(){

　　console.log('调用 valueOf 方法');

　　return{};

　　}

　　test.toString= function(){

　　console.log('调用 toString 方法');

　　return3;

　　}

　　test;

　　// 输出如下：

　　// 调用 valueOf 方法

　　// 调用 toString 方法

　　// 3

　　破题

　　再看回我正文开头那题的答案，正是运用了函数会自行调用 valueOf 方法这个技巧，并改写了该方法。我们稍作改变，变形如下：

　　functionadd(){

　　console.log('进入add');

　　varargs= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　varfn= function(){

　　vararg_fn= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　console.log('调用fn');

　　returnadd.apply(null,args.concat(arg_fn));

　　}

　　fn.valueOf= function(){

　　console.log('调用valueOf');

　　returnargs.reduce(function(a,b){

　　returna+ b;

　　})

　　}

　　returnfn;

　　}

　　当调用一次 add 的时候，实际是是返回 fn 这个 function，实际是也就是返回 fn.valueOf();

　　add(1);

　　// 输出如下：

　　// 进入add

　　// 调用valueOf

　　// 1

　　其实也就是相当于：

　　[1].reduce(function(a,b){

　　returna+ b;

　　})

　　// 1

　　当链式调用两次的时候：

　　add(1)(2);

　　// 输出如下：

　　// 进入add

　　// 调用fn

　　// 进入add

　　// 调用valueOf

　　// 3

　　当链式调用三次的时候：

　　add(1)(2)(3);

　　// 输出如下：

　　// 进入add

　　// 调用fn

　　// 进入add

　　// 调用fn

　　// 进入add

　　// 调用valueOf

　　// 6

　　可以看到，这里其实有一种循环。只有最后一次调用才真正调用到 valueOf，而之前的操作都是合并参数，递归调用本身，由于最后一次调用返回的是一个 fn 函数，所以最终调用了函数的 fn.valueOf，并且利用了 reduce 方法对所有参数求和。

　　除了改写 valueOf 方法，也可以改写 toString 方法，所以，如果你喜欢，下面这样也可以：

　　functionadd(){

　　varargs= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　varfn= function(){

　　vararg_fn= Array.prototype.slice.call(arguments);

　　returnadd.apply(null,args.concat(arg_fn));

　　}

　　fn.toString= function(){

　　returnargs.reduce(function(a,b){

　　returna+ b;

　　})

　　}

　　returnfn;

　　}

　　这里有个规律，如果只改写 valueOf() 或是 toString() 其中一个，会优先调用被改写了的方法，而如果两个同时改写，则会像 Number 类型转换规则一样，优先查询 valueOf() 方法，在 valueOf() 方法返回的是非原始类型的情况下再查询 toString() 方法。

　　后记

　　在尝试了更多的浏览器之后，发现了上述解法的诸多问题，在 chrome 56 55 下，结果正常。在更新到最新的 chrome57 ，控制台下，结果都会带上 function 字段，在 firefox 下，直接不生效，感觉自己可能陷入了追求某种解法而忽略了一些底层的具体规范，会在彻底弄清楚后给出另一篇文章。

　　对于类型转换，最好还是看看 ECMA 规范，拒绝成为伸手党，自己多尝试。另外评论处有很多人提出了自己的疑问，值得一看。

　　像阮一峰老师所说的，“炫耀从来不是我写作的动机，好奇才是”。本文行文过程也是我自己学习的一个过程，过程中我也遇到了很多困惑，所以即便查阅了官方文档及大量的文章，但是错误及疏漏仍然在所难免，欢迎指正及给出更好的方法。