你真的掌握变量和类型了吗

变量和类型是学习JavaScript最先接触到的东西,但是往往看起来最简单的东西往往还隐藏着很多你不了解、或者容易犯错的知识,比如下面几个问题:


JavaScript中的变量在内存中的具体存储形式是什么?

0.1+0.2为什么不等于0.3?发生小数计算错误的具体原因是什么?

[] == ![]、[undefined] == false为什么等于true?代码中何时会发生隐式类型转换?转换的规则是什么?

如何精确的判断变量的类型?

如果你还不能很好的解答上面的问题,那说明你还没有完全掌握这部分的知识,那么请好好阅读下面的文章吧。

本文从底层原理到实际应用详细介绍了JavaScript中的变量和类型相关知识。

一、JavaScript数据类型

ECMAScript标准规定了7种数据类型,其把这7种数据类型又分为两种:原始类型和对象类型。

原始类型

Null:只包含一个值:null

Undefined:只包含一个值:undefined

Boolean:包含两个值:true和false

Number:整数或浮点数,还有一些特殊值(-Infinity、+Infinity、NaN)

String:一串表示文本值的字符序列

对象类型

Object:自己分一类丝毫不过分,除了常用的Object,Array、Function等都属于特殊的对象

二、为什么区分原始类型和对象类型

2.1 不可变性

上面所提到的原始类型,在ECMAScript标准中,它们被定义为primitive values,即原始值,代表值本身是不可被改变的。

以字符串为例,我们在调用操作字符串的方法时,没有任何方法是可以直接改变字符串的:

var str = 'ConardLi';

str.slice(1);

str.substr(1);

str.trim(1);

str.toLowerCase(1);

str[0] = 1;

console.log(str);  // ConardLi

在上面的代码中我们对str调用了几个方法,无一例外,这些方法都在原字符串的基础上产生了一个新字符串,而非直接去改变str,这就印证了字符串的不可变性。

那么,当我们继续调用下面的代码:

str += '6'

console.log(str);  // ConardLi6

你会发现,str的值被改变了,这不就打脸了字符串的不可变性么?其实不然,我们从内存上来理解:

在JavaScript中,每一个变量在内存中都需要一个空间来存储。

内存空间又被分为两种,栈内存与堆内存。

栈内存:

存储的值大小固定

空间较小

可以直接操作其保存的变量,运行效率高

由系统自动分配存储空间

JavaScript中的原始类型的值被直接存储在栈中,在变量定义时,栈就为其分配好了内存空间。


由于栈中的内存空间的大小是固定的,那么注定了存储在栈中的变量就是不可变的。

在上面的代码中,我们执行了str += '6'的操作,实际上是在栈中又开辟了一块内存空间用于存储'ConardLi6',然后将变量str指向这块空间,所以这并不违背不可变性的特点。


2.2 引用类型

堆内存:

存储的值大小不定,可动态调整

空间较大,运行效率低

无法直接操作其内部存储,使用引用地址读取

通过代码进行分配空间

相对于上面具有不可变性的原始类型,我习惯把对象称为引用类型,引用类型的值实际存储在堆内存中,它在栈中只存储了一个固定长度的地址,这个地址指向堆内存中的值。

var obj1 = {name:"ConardLi"}

var obj2 = {age:18}

var obj3 = function(){...}

var obj4 = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]

由于内存是有限的,这些变量不可能一直在内存中占用资源,这里推荐下这篇文章JavaScript中的垃圾回收和内存泄漏,这里告诉你JavaScript是如何进行垃圾回收以及可能会发生内存泄漏的一些场景。

当然,引用类型就不再具有不可变性了,我们可以轻易的改变它们:

obj1.name = "ConardLi6";

obj2.age = 19;

obj4.length = 0;

console.log(obj1); //{name:"ConardLi6"}

console.log(obj2); // {age:19}

console.log(obj4); // []

以数组为例,它的很多方法都可以改变它自身。

pop() 删除数组最后一个元素,如果数组为空,则不改变数组,返回undefined,改变原数组,返回被删除的元素

push()向数组末尾添加一个或多个元素,改变原数组,返回新数组的长度

shift()把数组的第一个元素删除,若空数组,不进行任何操作,返回undefined,改变原数组,返回第一个元素的值

unshift()向数组的开头添加一个或多个元素,改变原数组,返回新数组的长度

reverse()颠倒数组中元素的顺序,改变原数组,返回该数组

sort()对数组元素进行排序,改变原数组,返回该数组

splice()从数组中添加/删除项目,改变原数组,返回被删除的元素

下面我们通过几个操作来对比一下原始类型和引用类型的区别:

2.3 复制

当我们把一个变量的值复制到另一个变量上时,原始类型和引用类型的表现是不一样的,先来看看原始类型:

var name = 'ConardLi';

var name2 = name;

name2 = 'code秘密花园';

console.log(name); // ConardLi;

内存中有一个变量name,值为ConardLi。我们从变量name复制出一个变量name2,此时在内存中创建了一个块新的空间用于存储ConardLi,虽然两者值是相同的,但是两者指向的内存空间完全不同,这两个变量参与任何操作都互不影响。

复制一个引用类型:

var obj = {name:'ConardLi'};

var obj2 = obj;

obj2.name = 'code秘密花园';

console.log(obj.name); // code秘密花园

当我们复制引用类型的变量时,实际上复制的是栈中存储的地址,所以复制出来的obj2实际上和obj指向的堆中同一个对象。因此,我们改变其中任何一个变量的值,另一个变量都会受到影响,这就是为什么会有深拷贝和浅拷贝的原因。

2.4 比较

当我们在对两个变量进行比较时,不同类型的变量的表现是不同的:


var name = 'ConardLi';

var name2 = 'ConardLi';

console.log(name === name2); // true

var obj = {name:'ConardLi'};

var obj2 = {name:'ConardLi'};

console.log(obj === obj2); // false

对于原始类型,比较时会直接比较它们的值,如果值相等,即返回true。

对于引用类型,比较时会比较它们的引用地址,虽然两个变量在堆中存储的对象具有的属性值都是相等的,但是它们被存储在了不同的存储空间,因此比较值为false。

2.5 值传递和引用传递

借助下面的例子,我们先来看一看什么是值传递,什么是引用传递:

let name = 'ConardLi';

function changeValue(name){

  name = 'code秘密花园';

}

changeValue(name);

console.log(name);

执行上面的代码,如果最终打印出来的name是'ConardLi',没有改变,说明函数参数传递的是变量的值,即值传递。如果最终打印的是'code秘密花园',函数内部的操作可以改变传入的变量,那么说明函数参数传递的是引用,即引用传递。

很明显,上面的执行结果是'ConardLi',即函数参数仅仅是被传入变量复制给了的一个局部变量,改变这个局部变量不会对外部变量产生影响。

let obj = {name:'ConardLi'};

function changeValue(obj){

  obj.name = 'code秘密花园';

}

changeValue(obj);

console.log(obj.name); // code秘密花园

上面的代码可能让你产生疑惑,是不是参数是引用类型就是引用传递呢?

首先明确一点,ECMAScript中所有的函数的参数都是按值传递的。

同样的,当函数参数是引用类型时,我们同样将参数复制了一个副本到局部变量,只不过复制的这个副本是指向堆内存中的地址而已,我们在函数内部对对象的属性进行操作,实际上和外部变量指向堆内存中的值相同,但是这并不代表着引用传递,下面我们再按一个例子:

let obj = {};

function changeValue(obj){

  obj.name = 'ConardLi';

  obj = {name:'code秘密花园'};

}

changeValue(obj);

console.log(obj.name); // ConardLi

可见,函数参数传递的并不是变量的引用,而是变量拷贝的副本,当变量是原始类型时,这个副本就是值本身,当变量是引用类型时,这个副本是指向堆内存的地址。所以,再次记住:

ECMAScript中所有的函数的参数都是按值传递的。

三、分不清的null和undefined

在原始类型中,有两个类型Null和Undefined,他们都有且仅有一个值,null和undefined,并且他们都代表无和空,我一般这样区分它们:

null

表示被赋值过的对象,刻意把一个对象赋值为null,故意表示其为空,不应有值。

所以对象的某个属性值为null是正常的,null转换为数值时值为0。

undefined

表示“缺少值”,即此处应有一个值,但还没有定义,

如果一个对象的某个属性值为undefined,这是不正常的,如obj.name=undefined,我们不应该这样写,应该直接delete obj.name。

undefined转为数值时为NaN(非数字值的特殊值)

JavaScript是一门动态类型语言,成员除了表示存在的空值外,还有可能根本就不存在(因为存不存在只在运行期才知道),这就是undefined的意义所在。对于JAVA这种强类型语言,如果有"undefined"这种情况,就会直接编译失败,所以在它不需要一个这样的类型。

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