JavaScript 编程精解 中文第三版 一、值,类型和运算符

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JavaScript 编程精解 中文第三版 一、值,类型和运算符

apachecn_飞龙 2018-04-29 18:43:42 浏览304 评论0

摘要: 一、值,类型和运算符 原文:Values, Types, and Operators 译者:飞龙 协议:CC BY-NC-SA 4.0 自豪地采用谷歌翻译 部分参考了《JavaScript 编程精解(第 2 版)》 在机器的表面之下,程序在运转。

一、值,类型和运算符

原文:Values, Types, and Operators

译者:飞龙

协议:CC BY-NC-SA 4.0

自豪地采用谷歌翻译

部分参考了《JavaScript 编程精解(第 2 版)》

在机器的表面之下,程序在运转。 它不费力就可以扩大和缩小。 在和谐的关系中,电子散开并重新聚合。 监视器上的表格只是水面上的涟漪。 本质隐藏在下面。

Master Yuan-Ma,《The Book of Programming》

计算机世界里只有数据。 你可以读取数据,修改数据,创建新数据 - 但不能提及不是数据的东西。 所有这些数据都以位的长序列存储,因此基本相似。

位是任何类型的二值的东西,通常描述为零和一。 在计算机内部,他们有一些形式,例如高电荷或低电荷,强信号或弱信号,或 CD 表面上的亮斑点或暗斑点。 任何一段离散信息都可以简化为零和一的序列,从而以位表示。

例如,我们可以用位来表示数字 13。 它的原理与十进制数字相同,但不是 10 个不同的数字,而只有 2 个,每个数字的权重从右到左增加 2 倍。 以下是组成数字 13 的位,下方显示数字的权重:

   0   0   0   0   1   1   0   1
 128  64  32  16   8   4   2   1

因此,这就是二进制数00001101,或者8+4+1,即 13。

想象一下位之海 - 一片它们的海洋。 典型的现代计算机的易失性数据存储器(工作存储器)中,有超过 300 亿位。非易失性存储(硬盘或等价物)往往还有几个数量级。

为了能够在不丢失的情况下,处理这些数量的数据,我们必须将它们分成代表信息片段的块。 在 JavaScript 环境中,这些块称为值。 虽然所有值都是由位构成的,但他们起到不同的作用,每个值都有一个决定其作用的类型。 有些值是数字,有些值是文本片段,有些值是函数,等等。

要创建一个值,你只需要调用它的名字。 这很方便。 你不必为你的值收集建筑材料或为其付费。 你只需要调用它,然后刷的一下,你就有了它。 当然,它们并不是真正凭空创造的。 每个值都必须存储在某个地方,如果你想同时使用大量的值,则可能会耗尽内存。 幸运的是,只有同时需要它们时,这才是一个问题。 只要你不再使用值,它就会消失,留下它的一部分作为下一代值的建筑材料。

本章将会介绍 JavaScript 程序当中的基本元素,包括简单的值类型以及值运算符。

数字

数字(Number)类型的值即数字值。在 JavaScript 中写成如下形式:

13

在程序中使用这个值的时候,就会将数字 13 以位序列的方式存放在计算机的内存当中。

JavaScript使用固定数量的位(64 位)来存储单个数字值。 你可以用 64 位创造很多模式,这意味着可以表示的不同数值是有限的。 对于N个十进制数字,可以表示的数值数量是10^N。 与之类似,给定 64 个二进制数字,你可以表示2^64个不同的数字,大约 18 亿亿(18 后面有 18 个零)。太多了。

过去计算机内存很小,人们倾向于使用一组 8 位或 16 位来表示他们的数字。 这么小的数字很容易意外地溢出,最终得到的数字不能放在给定的位数中。 今天,即使是装在口袋里的电脑也有足够的内存,所以你可以自由使用 64 位的块,只有在处理真正的天文数字时才需要担心溢出。

不过,并非所有 18 亿亿以下的整数都能放在 JavaScript 数值中。 这些位也存储负数,所以一位用于表示数字的符号。 一个更大的问题是,也必须表示非整数。 为此,一些位用于存储小数点的位置。 可以存储的实际最大整数更多地在 9 亿亿(15 个零)的范围内 - 这仍然相当多。

使用小数点来表示分数。

9.81

对于非常大或非常小的数字,你也可以通过输入e(表示指数),后面跟着指数来使用科学记数法:

2.998e8

2.998 * 10^8 = 299,800,000

当计算小于前文当中提到的 9000 万亿的整数时,其计算结果会十分精确,不过在计算小数的时候精度却不高。正如(pi)无法使用有限个数的十进制数字表示一样,在使用 64 位来存储分数时也同样会丢失一些精度。虽说如此,但这类丢失精度只会在一些特殊情况下才会出现问题。因此我们需要注意在处理分数时,将其视为近似值,而非精确值。

算术

与数字密切相关的就是算术。比如,加法或者乘法之类的算术运算会使用两个数值,并产生一个新的数字。JavaScript 中的算术运算如下所示:

100 + 4 * 11

我们把+*符号称为运算符。第一个符号表示加法,第二个符号表示乘法。将一个运算符放在两个值之间,该运算符将会使用其旁边的两个值产生一个新值。

但是这个例子的意思是“将 4 和 100 相加,并将结果乘 11”,还是是在加法之前计算乘法? 正如你可能猜到的那样,乘法首先计算。 但是和数学一样,你可以通过将加法包在圆括号中来改变它:

(100 + 4) * 11

运算符表示减法,/运算符则表示除法。

在运算符同时出现,并且没有括号的情况下,其运算顺序根据运算符优先级确定。示例中的乘法运算符优先级高于加法。而/运算符和*运算符优先级相同,+运算符和运算符优先级也相同。当多个具有相同优先级的运算符相邻出现时,运算从左向右执行,比如1–2+1的运算顺序是(1–2)+1

你无需担心这些运算符的优先级规则,不确定的时候只需要添加括号即可。

还有一个算术运算符,你可能无法立即认出。 %符号用于表示取余操作。 X % YYX的余数。 例如,314 % 100产生14144 % 12产生0。 余数的优先级与乘法和除法的优先级相同。 你还经常会看到这个运算符被称为模运算符。

特殊数字

在 JavaScript 中有三个特殊的值,它们虽然是数字,但看起来却跟一般的数字不太一样。

前两个是Infinity-Infinity,它们代表正无穷和负无穷。 “无穷减一”仍然是“无穷”,依此类推。 尽管如此,不要过分信任基于无穷大的计算。 它在数学上不合理,并且很快导致我们的下一个特殊数字:NaN

NaN代表“不是数字”,即使它是数字类型的值。 例如,当你尝试计算0/0(零除零),Infinity - Infinity或任何其他数字操作,它不会产生有意义的结果时,你将得到此结果。

字符串

下一个基本数据类型是字符串(String)。 字符串用于表示文本。 它们是用引号括起来的:

`Down on the sea`
"Lie on the ocean"
'Float on the ocean'

只要字符串开头和结尾的引号匹配,就可以使用单引号,双引号或反引号来标记字符串。

几乎所有的东西都可以放在引号之间,并且 JavaScript 会从中提取字符串值。 但少数字符更难。 你可能难以想象,如何在引号之间加引号。 当使用反引号(`)引用字符串时,换行符(当你按回车键时获得的字符)可能会被包含,而无需转义。

若要将这些字符存入字符串,需要使用下列规则:当反斜杠(\)出现在引号之间的文本中时,表示紧跟在其后的字符具有特殊含义,我们将其称之为转义符。当引号紧跟在反斜杠后时,并不意味着字符串结束,而表示这个引号是字符串的一部分。当字符n出现在反斜杠后时,JavaScript 将其解释成换行符。以此类推,\t表示制表符,我们来看看下面这个字符串:

"This is the first line\nAnd this is the second"

该字符串实际表示的文本是:

This is the first line
And this is the second

当然,在某些情况下,你希望字符串中的反斜杠只是反斜杠,而不是特殊代码。 如果两个反斜杠写在一起,它们将合并,并且只有一个将留在结果字符串值中。 这就是字符串“A newline character is written like "\n".”的表示方式:

"A newline character is written like \"\\n\"."

字符串也必须建模为一系列位,以便能够存在于计算机内部。 JavaScript 执行此操作的方式基于 Unicode 标准。 该标准为你几乎需要的每个字符分配一个数字,包括来自希腊语,阿拉伯语,日语,亚美尼亚语,以及其他的字符。 如果我们为每个字符分配一个数字,则可以用一系列数字来描述一个字符串。

这就是 JavaScript 所做的。 但是有一个复杂的问题:JavaScript 的表示为每个字符串元素使用 16 位,它可以描述多达 2 的 16 次方个不同的字符。 但是,Unicode 定义的字符多于此 - 大约是此处的两倍。 所以有些字符,比如许多 emoji,在 JavaScript 字符串中占据了两个“字符位置”。 我们将在第 5 章中回来讨论。

我们不能将除法,乘法或减法运算符用于字符串,但是+运算符却可以。这种情况下,运算符并不表示加法,而是连接操作:将两个字符串连接到一起。以下语句可以产生字符串"concatenate"

"con" + "cat" + "e" + "nate"

字符串值有许多相关的函数(方法),可用于对它们执行其他操作。 我们将在第 4 章中回来讨论。

用单引号或双引号编写的字符串的行为非常相似 - 唯一的区别是需要在其中转义哪种类型的引号。 反引号字符串,通常称为模板字面值,可以实现更多的技巧。 除了能够跨越行之外,它们还可以嵌入其他值。

`half of 100 is ${100 / 2}`

当你在模板字面值中的$ {}中写入内容时,将计算其结果,转换为字符串并包含在该位置。 这个例子产生"half of 100 is 50"

一元运算符

并非所有的运算符都是用符号来表示,还有一些运算符是用单词表示的。比如typeof运算符,会产生一个字符串的值,内容是给定值的具体类型。

console.log(typeof 4.5)
// → number
console.log(typeof "x")
// → string

我们将在示例代码中使用console.log,来表示我们希望看到求值结果。更多内容请见下一章。

我们所见过的绝大多数运算符都使用两个值进行操作,而typeof仅接受一个值进行操作。使用两个值的运算符称为二元运算符,而使用一个值的则称为一元运算符。减号运算符既可用作一元运算符,也可用作二元运算符。

console.log(- (10 - 2))
// → -8

布尔值

拥有一个值,它能区分两种可能性,通常是有用的,例如“是”和“否”或“开”和“关”。 为此,JavaScript 拥有布尔(Boolean)类型,它有两个值:truefalse,它们就写成这些单词。

比较

一种产生布尔值的方法如下所示:

console.log(3 > 2)
// → true
console.log(3 < 2)
// → false

><符号分别表示“大于”和“小于”。这两个符号是二元运算符,通过该运算符返回的结果是一个布尔值,表示其运算是否为真。

我们可以使用相同的方法比较字符串。

console.log("Aardvark" < "Zoroaster")
// → true

字符串排序的方式大致是字典序,但不真正是你期望从字典中看到的那样:大写字母总是比小写字母“小”,所以"Z"<"A",非字母字符(!-等)也包含在排序中。 比较字符串时,JavaScript 从左向右遍历字符,逐个比较 Unicode 代码。

其他类似的运算符则包括>=(大于等于),<=(小于等于),==(等于)和!=(不等于)。

console.log("Apple" == "Orange")
// → false

在 JavaScript 中,只有一个值不等于其自身,那就是NaN(Not a Number,非数值)。

console.log(NaN == NaN)
// → false

NaN用于表示非法运算的结果,正因如此,不同的非法运算结果也不会相等。

逻辑运算符

还有一些运算符可以应用于布尔值上。JavaScript 支持三种逻辑运算符:与(and),或(or)和非(not)。这些运算符可以用于推理布尔值。

&&运算符表示逻辑与,该运算符是二元运算符,只有当赋给它的两个值均为true时其结果才是真。

console.log(true && false)
// → false
console.log(true && true)
// → true

||运算符表示逻辑或。当两个值中任意一个为true时,结果就为真。

console.log(false || true)
// → true
console.log(false || false)
// → false

感叹号(!)表示逻辑非,该运算符是一元运算符,用于反转给定的值,比如!true的结果是false,而!false结果是true

在混合使用布尔运算符和其他运算符的情况下,总是很难确定什么时候需要使用括号。实际上,只要熟悉了目前为止我们介绍的运算符,这个问题就不难解决了。||优先级最低,其次是&&,接着是比较运算符(>==等),最后是其他运算符。基于这些优先级顺序,我们在一般情况下最好还是尽量少用括号,比如说:

1 + 1 == 2 && 10 * 10 > 50

现在我们来讨论最后一个逻辑运算符,它既不属于一元运算符,也不属于二元运算符,而是三元运算符(同时操作三个值)。该运算符由一个问号和冒号组成,如下所示。

console.log(true ? 1 : 2);
// → 1
console.log(false ? 1 : 2);
// → 2

这个被称为条件运算符(或者有时候只是三元运算符,因为它是该语言中唯一的这样的运算符)。 问号左侧的值“挑选”另外两个值中的一个。 当它为真,它选择中间的值,当它为假,则是右边的值。

空值

有两个特殊值,写成nullundefined,用于表示不存在有意义的值。 它们本身就是值,但它们没有任何信息。

在 JavaScript 语言中,有许多操作都会产生无意义的值(我们会在后面的内容中看到实例),这些操作会得到undefined的结果仅仅只是因为每个操作都必须产生一个值。

undefinednull之间的意义差异是 JavaScript 设计的一个意外,大多数时候它并不重要。 在你实际上不得不关注这些值的情况下,我建议将它们视为几乎可互换的。

自动类型转换

在引言中,我提到 JavaScript 会尽可能接受几乎所有你给他的程序,甚至是那些做些奇怪事情的程序。 以下表达式很好地证明了这一点:

console.log(8 * null)
// → 0
console.log("5" - 1)
// → 4
console.log("5" + 1)
// → 51
console.log("five" * 2)
// → NaN
console.log(false == 0)
// → true

当运算符应用于类型“错误”的值时,JavaScript 会悄悄地将该值转换为所需的类型,并使用一组通常不是你想要或期望的规则。 这称为类型转换。 第一个表达式中的null变为0,第二个表达式中的"5"变为5(从字符串到数字)。 然而在第三个表达式中,+在数字加法之前尝试字符串连接,所以1被转换为"1"(从数字到字符串)。

当某些不能明显映射为数字的东西(如"five"undefined)转换为数字时,你会得到值NaNNaN进一步的算术运算会产生NaN,所以如果你发现自己在一个意想不到的地方得到了它,需要寻找意外的类型转换。

当相同类型的值之间使用==符号进行比较时,其运算结果很好预测:除了NaN这种情况,只要两个值相同,则返回true。但如果类型不同,JavaScript 则会使用一套复杂难懂的规则来确定输出结果。在绝大多数情况下,JavaScript 只是将其中一个值转换成另一个值的类型。但如果运算符两侧存在nullundefined,那么只有两侧均为nullundefined时结果才为true

console.log(null == undefined);
// → true
console.log(null == 0);
// → false

这种行为通常很有用。 当你想测试一个值是否具有真值而不是nullundefined时,你可以用==(或!=)运算符将它与null进行比较。

但是如果你想测试某些东西是否严格为“false”呢? 字符串和数字转换为布尔值的规则表明,0NaN和空字符串("")计为false,而其他所有值都计为true。 因此,像'0 == false'"" == false这样的表达式也是真的。 当你不希望发生自动类型转换时,还有两个额外的运算符:===!==。 第一个测试是否严格等于另一个值,第二个测试它是否不严格相等。 所以"" === false如预期那样是错误的。

我建议使用三字符比较运算符来防止意外类型转换的发生,避免作茧自缚。但如果比较运算符两侧的值类型是相同的,那么使用较短的运算符也没有问题。

逻辑运算符的短路特性

逻辑运算符&&||以一种特殊的方式处理不同类型的值。 他们会将其左侧的值转换为布尔型,来决定要做什么,但根据运算符和转换结果,它们将返回原始的左侧值或右侧值。

例如,当左侧值可以转换为true时,||运算符会返回它,否则返回右侧值。 当值为布尔值时,这具有预期的效果,并且对其他类型的值做类似的操作。

console.log(null || "user")
// → user
console.log("Agnes" || "user")
// → Agnes

我们可以此功能用作回落到默认值的方式。 如果你的一个值可能是空的,你可以把||和备选值放在它之后。 如果初始值可以转换为false,那么你将得到备选值。

&&运算符工作方式与其相似但不相同。当左侧的值可以被转换成false时,&&运算符会返回左侧值,否则返回右侧值。

这两个运算符的另一个重要特性是,只在必要时求解其右侧的部分。 在true || X的情况下,不管X是什么 - 即使它是一个执行某些恶意操作的程序片段,结果都是true,并且X永远不会求值。 false && X也是一样,它是false的,并且忽略X。 这称为短路求值。

条件运算符以类似的方式工作。 在第二个和第三个值中,只有被选中的值才会求值。

本章小结

在本章中,我们介绍了 JavaScript 的四种类型的值:数字,字符串,布尔值和未定义值。

通过输入值的名称(truenull)或值(13"abc")就可以创建它们。你还可以通过运算符来对值进行合并和转换操作。本章已经介绍了算术二元运算符(+*/%),字符串连接符(+),比较运算符(==!====!==<><=>=),逻辑运算符(&&||)和一些一元运算符(表示负数,!表示逻辑非,typeof用于查询值的类型)。

这为你提供了足够的信息,将 JavaScript 用作便携式计算器,但并不多。 下一章将开始将这些表达式绑定到基本程序中。

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