隱式型別轉換

在 JavaScript 中，當我們進行比較操作或者加減乘除四則運算操作時，常常會觸發 JavaScript 的隱式型別轉換機制；而這部分也往往是令人迷惑的地方。譬如瀏覽器中的 console.log 操作常常會將任何值都轉化為字串然後展示，而數學運算則會首先將值轉化為數值型別（除了 Date 型別物件）然後進行操作。

我們首先來看幾組典型的 JavaScript 中運算子操作結果，希望閱讀完本部分之後能夠對每一個條目都能進行合理解釋：

// 比較
[] == ![] // true
NaN !== NaN // true

1 == true // true
2 == true
 
 // false
"2" == true // flase

null > 0 // false
null < 0 // false
null == 0 // false
null >= 0 // true

// 加法
true + 1 // 1
undefined + 1 // NaN

let obj = {};

{} + 1 // 1，這裡的 {} 被當成了程式碼塊
{ 1 + 1 } + 1 // 1

obj + 1 // [object Object]1
{} + {} // Chrome 上顯示 "[object Object][object Object]"，Firefox 顯示 NaN

[] + {} // [object Object]
 

[] + a // [object Object]
+ [] // 等價於 + "" => 0
{} + [] // 0
a + [] // [object Object]

[2,3] + [1,2] // '2,31,2'
[2] + 1 // '21'
[2] + (-1) // "2-1"

// 減法或其他操作，無法進行字串連線，因此在錯誤的字串格式下返回 NaN
[2] - 1 // 1
[2,3] - 1 // NaN
{} - 1 // -1

原始型別間轉換

JavaScript 中我們常說的原始型別包括了數值型別、字串型別、布林型別與空型別這幾種；而我們常用的原始型別之間的轉換函式就是 String、Number 與 Boolean:

// String
let value = true;
console.log(typeof value); // boolean

value = String(value); // now value is a string "true"
console.log(typeof value); // string

// Number
let str = "123";
console.log(typeof str); // string

let num = Number(str); // becomes a number 123

console.log(typeof num); // number

let age = Number("an arbitrary string instead of a number");

console.log(age); // NaN, conversion failed

// Boolean
console.log( Boolean(1) ); // true
console.log( Boolean(0) ); // false

console.log( Boolean("hello") ); // true
console.log( Boolean("") ); // false

最終，我們可以得到如下的 JavaScript 原始型別轉換表（包括複合型別向原始型別轉換的範例）：

ToPrimitive

在比較運算與加法運算中，都會涉及到將運算子兩側的操作物件轉化為原始物件的步驟；而 JavaScript 中這種轉化實際上都是由 ToPrimitive 函式執行的。實際上，當某個物件出現在了需要原始型別才能進行操作的上下文時，JavaScript 會自動呼叫 ToPrimitive 函式將物件轉化為原始型別；譬如上文介紹的 alert 函式、數學運算子、作為物件的鍵都是典型場景，該函式的簽名如下：

ToPrimitive(input, PreferredType?)

為了更好地理解其工作原理，我們可以用 JavaScript 進行簡單地實現：

var ToPrimitive = function(obj,preferredType){
  var APIs = {
    typeOf: function(obj){
      return Object.prototype.toString.call(obj).slice(8,-1);
    },
    isPrimitive: function(obj){
      var _this = this,
          types = ['Null','Undefined','String','Boolean','Number'];
      return types.indexOf(_this.typeOf(obj)) !== -1; 
    }
  };
  // 如果 obj 本身已經是原始物件，則直接返回
  if(APIs.isPrimitive(obj)) {return obj;}

  // 對於 Date 型別，會優先使用其 toString 方法；否則優先使用 valueOf 方法
  preferredType = (preferredType === 'String' || APIs.typeOf(obj) === 'Date' ) ? 'String' : 'Number';
  if(preferredType==='Number'){
    if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
    if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
  }else{
    if(APIs.isPrimitive(obj.toString())) { return obj.toString()};
    if(APIs.isPrimitive(obj.valueOf())) { return obj.valueOf()};
  }
  throw new TypeError('TypeError');
}

我們可以簡單覆寫某個物件的 valueOf 方法，即可以發現其運算結果發生了變化：

let obj = {
    valueOf:() => {
        return 0;
    }
}

obj + 1 // 1

如果我們強制將某個物件的 valueOf 與 toString 方法都覆寫為返回值為物件的方法，則會直接丟擲異常。

obj = {
        valueOf: function () {
            console.log("valueOf");
            return {}; // not a primitive
        },
        toString: function () {
            console.log("toString");
            return {}; // not a primitive
        }
    }

obj + 1
// error
Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
    at <anonymous>:1:5

值得一提的是對於數值型別的 valueOf() 函式的呼叫結果仍為陣列，因此陣列型別的隱式型別轉換結果是字串。而在 ES6 中引入 Symbol 型別之後，JavaScript 會優先呼叫物件的 [Symbol.toPrimitive] 方法來將該物件轉化為原始型別，那麼方法的呼叫順序就變為了：
- 當 obj[Symbol.toPrimitive](preferredType) 方法存在時，優先呼叫該方法；
- 如果 preferredType 引數為 String，則依次嘗試 obj.toString() 與 obj.valueOf()；
- 如果 preferredType 引數為 Number 或者預設值，則依次嘗試 obj.valueOf() 與 obj.toString()。

而 [Symbol.toPrimitive] 方法的簽名為：

obj[Symbol.toPrimitive] = function(hint) {
  // return a primitive value
  // hint = one of "string", "number", "default"
}

我們同樣可以通過覆寫該方法來修改物件的運算表現：

user = {
  name: "John",
  money: 1000,

  [Symbol.toPrimitive](hint) {
    console.log(`hint: ${hint}`);
    return hint == "string" ? `{name: "${this.name}"}` : this.money;
  }
};

// conversions demo:
console.log(user); // hint: string -> {name: "John"}
console.log(+user); // hint: number -> 1000
console.log(user + 500); // hint: default -> 1500

比較運算

JavaScript 為我們提供了嚴格比較與型別轉換比較兩種模式，嚴格比較（===）只會在操作符兩側的操作物件型別一致，並且內容一致時才會返回為 true，否則返回 false。而更為廣泛使用的 == 操作符則會首先將操作物件轉化為相同型別，再進行比較。對於 <= 等運算，則會首先轉化為原始物件（Primitives），然後再進行對比。

標準的相等性操作符（== 與 !=）使用了Abstract Equality Comparison Algorithm來比較操作符兩側的操作物件（x == y），該演算法流程要點提取如下：

• 如果 x 或 y 中有一個為 NaN，則返回 false；
• 如果 x 與 y 皆為 null 或 undefined 中的一種型別，則返回 true（null == undefined // true）；否則返回 false（null == 0 // false）；
• 如果 x,y 型別不一致，且 x,y 為 String、Number、Boolean 中的某一型別，則將 x,y 使用 toNumber 函式轉化為 Number 型別再進行比較；
• 如果 x，y 中有一個為 Object，則首先使用 ToPrimitive 函式將其轉化為原始型別，再進行比較。

我們再來回顧下文首提出的 [] == ![] 這個比較運算，首先 [] 為物件，則呼叫 ToPrimitive 函式將其轉化為字串 ""；對於右側的 ![]，首先會進行顯式型別轉換，將其轉化為 false。然後在比較運算中，會將運算子兩側的運算物件都轉化為數值型別，即都轉化為了 0，因此最終的比較結果為 true。在上文中還介紹了 null >= 0 為 true 的這種比較結果，在 ECMAScript 中還規定，如果 < 為 false，則 >= 為 true。

加法運算

對於加法運算而言，JavaScript 首先會將操作符兩側的物件轉換為 Primitive 型別；然後當適當的隱式型別轉換能得出有意義的值的前提下，JavaScript 會先進行隱式型別轉換，再進行運算。譬如 value1 + value2 這個表示式，首先會呼叫 ToPrimitive 函式將兩個運算元轉化為原始型別：

prim1 := ToPrimitive(value1)
prim2 := ToPrimitive(value2)

這裡將會優先呼叫除了 Date 型別之外物件的 valueOf 方法，而因為陣列的 valueOf 方法的返回值仍為陣列型別，則會返回其字串表示。而經過轉換之後的 prim1 與 prim2 中的任一個為字串，則會優先進行字串連線；否則進行加法計算。