进阶篇-类型及检测方式

2023-11-15 Javascript

1. JS内置类型

JavaScript 的数据类型有下图所示

其中，前 7 种类型为基础类型，最后 1 种（Object）为引用类型，也是你需要重点关注的，因为它在日常工作中是使用得最频繁，也是需要关注最多技术细节的数据类型

JavaScript一共有8种数据类型，其中有7种基本数据类型：Undefined、Null、Boolean、Number、String、Symbol（es6新增，表示独一无二的值）和BigInt（es10新增）；
1种引用数据类型——Object（Object本质上是由一组无序的名值对组成的）。里面包含 function、Array、Date等。JavaScript不支持任何创建自定义类型的机制，而所有值最终都将是上述 8 种数据类型之一。
- 引用数据类型: 对象Object（包含普通对象-Object，数组对象-Array，正则对象-RegExp，日期对象-Date，数学函数-Math，函数对象-Function）

在这里，我想先请你重点了解下面两点，因为各种 JavaScript 的数据类型最后都会在初始化之后放在不同的内存中，因此上面的数据类型大致可以分成两类来进行存储：

原始数据类型：基础类型存储在栈内存，被引用或拷贝时，会创建一个完全相等的变量；占据空间小、大小固定，属于被频繁使用数据，所以放入栈中存储。
引用数据类型：引用类型存储在堆内存，存储的是地址，多个引用指向同一个地址，这里会涉及一个“共享”的概念；占据空间大、大小不固定。引用数据类型在栈中存储了指针，该指针指向堆中该实体的起始地址。当解释器寻找引用值时，会首先检索其在栈中的地址，取得地址后从堆中获得实体。

JavaScript 中的数据是如何存储在内存中的？

在 JavaScript 中，原始类型的赋值会完整复制变量值，而引用类型的赋值是复制引用地址。

在 JavaScript 的执行过程中，主要有三种类型内存空间，分别是代码空间、栈空间、堆空间。其中的代码空间主要是存储可执行代码的，原始类型(Number、String、Null、Undefined、Boolean、Symbol、BigInt)的数据值都是直接保存在“栈”中的，引用类型(Object)的值是存放在“堆”中的。因此在栈空间中(执行上下文)，原始类型存储的是变量的值，而引用类型存储的是其在"堆空间"中的地址，当 JavaScript 需要访问该数据的时候，是通过栈中的引用地址来访问的，相当于多了一道转手流程。

在编译过程中，如果 JavaScript 引擎判断到一个闭包，也会在堆空间创建换一个“closure(fn)”的对象（这是一个内部对象，JavaScript 是无法访问的），用来保存闭包中的变量。所以闭包中的变量是存储在“堆空间”中的。

JavaScript 引擎需要用栈来维护程序执行期间上下文的状态，如果栈空间大了话，所有的数据都存放在栈空间里面，那么会影响到上下文切换的效率，进而又影响到整个程序的执行效率。通常情况下，栈空间都不会设置太大，主要用来存放一些原始类型的小数据。而引用类型的数据占用的空间都比较大，所以这一类数据会被存放到堆中，堆空间很大，能存放很多大的数据，不过缺点是分配内存和回收内存都会占用一定的时间。因此需要“栈”和“堆”两种空间。

题目一：初出茅庐

let a = {
  name: 'lee',
  age: 18
}
let b = a;
console.log(a.name);  // Output: lee
b.name = 'son';
console.log(a.name);  // Output: son
console.log(b.name);  // Output: son

let a = {
  name: 'lee',
  age: 18
}
let b = a;
console.log(a.name);  // Output: lee
b.name = 'son';
console.log(a.name);  // Output: son
console.log(b.name);  // Output: son

这道题比较简单，我们可以看到第一个 console 打出来 name 是 ‘lee’，这应该没什么疑问；但是在执行了 b.name=‘son’ 之后，结果你会发现 a 和 b 的属性 name 都是 ‘son’，第二个和第三个打印结果是一样的，这里就体现了引用类型的“共享”的特性，即这两个值都存在同一块内存中共享，一个发生了改变，另外一个也随之跟着变化。

你可以直接在 Chrome 控制台敲一遍，深入理解一下这部分概念。下面我们再看一段代码，它是比题目一稍复杂一些的对象属性变化问题。

题目二：渐入佳境 - 函数的参数传递

let a = {
  name: 'Julia',
  age: 20
}
function change(o) {
  o.age = 24;
  o = {
    name: 'Kath',
    age: 30
  }
  return o;
}
let b = change(a);
console.log(b.age);    // Output: 30
console.log(a.age);    // Output: 24

let a = {
  name: 'Julia',
  age: 20
}
function change(o) {
  o.age = 24;
  o = {
    name: 'Kath',
    age: 30
  }
  return o;
}
let b = change(a);
console.log(b.age);    // Output: 30
console.log(a.age);    // Output: 24

这道题涉及了 function，你通过上述代码可以看到第一个 console 的结果是 30，b 最后打印结果是 {name: "Kath", age: 30}；第二个 console 的返回结果是 24，而 a 最后的打印结果是 {name: "Julia", age: 24}。

是不是和你预想的有些区别？你要注意的是，这里的 function 和 return 带来了不一样的东西。

原因在于：函数传参进来的 o，传递的是对象在堆中的内存地址值，通过调用 o.age = 24（第 7 行代码）确实改变了 a 对象的 age 属性；但是第 12 行代码的 return 却又把 o 变成了另一个内存地址，将 {name: "Kath", age: 30} 存入其中，最后返回 b 的值就变成了 {name: "Kath", age: 30}。而如果把第 12 行去掉，那么 b 就会返回 undefined

《Javascript高级程序设计 4版》4.1.3 传递参数 -〉 ECMAScript 中所有函数的参数都是按值传递的。这意味着函数外的值会被复制到函数内部的参数中，就像从一个变量复制到另一个变量一样。如果是原始值，那么就跟原始值变量的复制一样，如果是引用值，那么就跟引用值变量的复制一样。对很多开发者来说，这一块可能会不好理解，毕竟变量有按值和按引用访问，而传参则只有按值传递。
在按值传递参数时，值会被复制到一个局部变量(即一个命名参数，或者用 ECMAScript 的话说，就是 arguments 对象中的一个槽位)。在按引用传递参数时，值在内存中的位置会被保存在一个局部变量，这意味着对本地变量的修改会反映到函数外部。(这在 ECMAScript 中是不可能的。)

2. 数据类型检测**

（1）typeof

typeof 对于原始类型来说，除了 null 都可以显示正确的类型

console.log(typeof 2);               // number
console.log(typeof true);            // boolean
console.log(typeof 'str');           // string
console.log(typeof []);              // object     []数组的数据类型在 typeof 中被解释为 object
console.log(typeof function(){});    // function
console.log(typeof {});              // object
console.log(typeof undefined);       // undefined
console.log(typeof null);            // object     null 的数据类型被 typeof 解释为 object

console.log(typeof 2);               // number
console.log(typeof true);            // boolean
console.log(typeof 'str');           // string
console.log(typeof []);              // object     []数组的数据类型在 typeof 中被解释为 object
console.log(typeof function(){});    // function
console.log(typeof {});              // object
console.log(typeof undefined);       // undefined
console.log(typeof null);            // object     null 的数据类型被 typeof 解释为 object

typeof 对于对象来说，除了函数都会显示 object，所以说 typeof 并不能准确判断变量到底是什么类型,所以想判断一个对象的正确类型，这时候可以考虑使用 instanceof

（2）instanceof

instanceof 可以正确的判断对象的类型，因为内部机制是通过判断对象的原型链中是不是能找到类型的 prototype

console.log(2 instanceof Number);                    // false
console.log(true instanceof Boolean);                // false 
console.log('str' instanceof String);                // false  
console.log([] instanceof Array);                    // true
console.log(function(){} instanceof Function);       // true
console.log({} instanceof Object);                   // true    
// console.log(undefined instanceof Undefined);
// console.log(null instanceof Null);

console.log(2 instanceof Number);                    // false
console.log(true instanceof Boolean);                // false 
console.log('str' instanceof String);                // false  
console.log([] instanceof Array);                    // true
console.log(function(){} instanceof Function);       // true
console.log({} instanceof Object);                   // true    
// console.log(undefined instanceof Undefined);
// console.log(null instanceof Null);

instanceof 可以准确地判断复杂引用数据类型，但是不能正确判断基础数据类型；
而 typeof 也存在弊端，它虽然可以判断基础数据类型（null 除外），但是引用数据类型中，除了 function 类型以外，其他的也无法判断

// 我们也可以试着实现一下 instanceof
function _instanceof(left, right) {
    // 由于instance要检测的是某对象，需要有一个前置判断条件
    //基本数据类型直接返回false
    if(typeof left !== 'object' || left === null) return false;

    // 获得类型的原型
    let prototype = right.prototype
    // 获得对象的原型
    left = left.__proto__
    // 判断对象的类型是否等于类型的原型
    while (true) {
    	if (left === null)
    		return false
    	if (prototype === left)
    		return true
    	left = left.__proto__
    }
}

console.log('test', _instanceof(null, Array)) // false
console.log('test', _instanceof([], Array)) // true
console.log('test', _instanceof('', Array)) // false
console.log('test', _instanceof({}, Object)) // true

// 我们也可以试着实现一下 instanceof
function _instanceof(left, right) {
    // 由于instance要检测的是某对象，需要有一个前置判断条件
    //基本数据类型直接返回false
    if(typeof left !== 'object' || left === null) return false;

    // 获得类型的原型
    let prototype = right.prototype
    // 获得对象的原型
    left = left.__proto__
    // 判断对象的类型是否等于类型的原型
    while (true) {
    	if (left === null)
    		return false
    	if (prototype === left)
    		return true
    	left = left.__proto__
    }
}

console.log('test', _instanceof(null, Array)) // false
console.log('test', _instanceof([], Array)) // true
console.log('test', _instanceof('', Array)) // false
console.log('test', _instanceof({}, Object)) // true

（3）constructor

console.log((2).constructor === Number); // true
console.log((true).constructor === Boolean); // true
console.log(('str').constructor === String); // true
console.log(([]).constructor === Array); // true
console.log((function() {}).constructor === Function); // true
console.log(({}).constructor === Object); // true

console.log((2).constructor === Number); // true
console.log((true).constructor === Boolean); // true
console.log(('str').constructor === String); // true
console.log(([]).constructor === Array); // true
console.log((function() {}).constructor === Function); // true
console.log(({}).constructor === Object); // true

这里有一个坑，如果我创建一个对象，更改它的原型，constructor就会变得不可靠了

function Fn(){};
 
Fn.prototype=new Array();
 
var f=new Fn();
 
console.log(f.constructor===Fn);    // false
console.log(f.constructor===Array); // true

function Fn(){};
 
Fn.prototype=new Array();
 
var f=new Fn();
 
console.log(f.constructor===Fn);    // false
console.log(f.constructor===Array); // true

（4）Object.prototype.toString.call()

toString() 是 Object 的原型方法，调用该方法，可以统一返回格式为 “[object Xxx]” 的字符串，其中 Xxx 就是对象的类型。对于 Object 对象，直接调用 toString() 就能返回 [object Object]；而对于其他对象，则需要通过 call 来调用，才能返回正确的类型信息。我们来看一下代码。

Object.prototype.toString({})       // "[object Object]"
Object.prototype.toString.call({})  // 同上结果，加上call也ok
Object.prototype.toString.call(1)    // "[object Number]"
Object.prototype.toString.call('1')  // "[object String]"
Object.prototype.toString.call(true)  // "[object Boolean]"
Object.prototype.toString.call(function(){})  // "[object Function]"
Object.prototype.toString.call(null)   //"[object Null]"
Object.prototype.toString.call(undefined) //"[object Undefined]"
Object.prototype.toString.call(/123/g)    //"[object RegExp]"
Object.prototype.toString.call(new Date()) //"[object Date]"
Object.prototype.toString.call([])       //"[object Array]"
Object.prototype.toString.call(document)  //"[object HTMLDocument]"
Object.prototype.toString.call(window)   //"[object Window]"

// 从上面这段代码可以看出，Object.prototype.toString.call() 可以很好地判断引用类型，甚至可以把 document 和 window 都区分开来。

Object.prototype.toString({})       // "[object Object]"
Object.prototype.toString.call({})  // 同上结果，加上call也ok
Object.prototype.toString.call(1)    // "[object Number]"
Object.prototype.toString.call('1')  // "[object String]"
Object.prototype.toString.call(true)  // "[object Boolean]"
Object.prototype.toString.call(function(){})  // "[object Function]"
Object.prototype.toString.call(null)   //"[object Null]"
Object.prototype.toString.call(undefined) //"[object Undefined]"
Object.prototype.toString.call(/123/g)    //"[object RegExp]"
Object.prototype.toString.call(new Date()) //"[object Date]"
Object.prototype.toString.call([])       //"[object Array]"
Object.prototype.toString.call(document)  //"[object HTMLDocument]"
Object.prototype.toString.call(window)   //"[object Window]"

// 从上面这段代码可以看出，Object.prototype.toString.call() 可以很好地判断引用类型，甚至可以把 document 和 window 都区分开来。

实现一个全局通用的数据类型判断方法，来加深你的理解，代码如下

function getType(obj){
  let type  = typeof obj;
  if (type !== "object") {    // 先进行typeof判断，如果是基础数据类型，直接返回
    return type;
  }
  // 对于typeof返回结果是object的，再进行如下的判断，正则返回结果
  return Object.prototype.toString.call(obj).replace(/^\[object (\S+)\]$/, '$1');  // 注意正则中间有个空格
}
/* 代码验证，需要注意大小写，哪些是typeof判断，哪些是toString判断？思考下 */
getType([])     // "Array" typeof []是object，因此toString返回
getType('123')  // "string" typeof 直接返回
getType(window) // "Window" toString返回
getType(null)   // "Null"首字母大写，typeof null是object，需toString来判断
getType(undefined)   // "undefined" typeof 直接返回
getType()            // "undefined" typeof 直接返回
getType(function(){}) // "function" typeof能判断，因此首字母小写
getType(/123/g)      //"RegExp" toString返回

function getType(obj){
  let type  = typeof obj;
  if (type !== "object") {    // 先进行typeof判断，如果是基础数据类型，直接返回
    return type;
  }
  // 对于typeof返回结果是object的，再进行如下的判断，正则返回结果
  return Object.prototype.toString.call(obj).replace(/^\[object (\S+)\]$/, '$1');  // 注意正则中间有个空格
}
/* 代码验证，需要注意大小写，哪些是typeof判断，哪些是toString判断？思考下 */
getType([])     // "Array" typeof []是object，因此toString返回
getType('123')  // "string" typeof 直接返回
getType(window) // "Window" toString返回
getType(null)   // "Null"首字母大写，typeof null是object，需toString来判断
getType(undefined)   // "undefined" typeof 直接返回
getType()            // "undefined" typeof 直接返回
getType(function(){}) // "function" typeof能判断，因此首字母小写
getType(/123/g)      //"RegExp" toString返回

小结

typeof
- 直接在计算机底层基于数据类型的值（二进制）进行检测
- typeof null为object 原因是对象存在在计算机中，都是以000开始的二进制存储，所以检测出来的结果是对象
- typeof 普通对象/数组对象/正则对象/日期对象都是object
- typeof NaN === 'number'
instanceof
- 检测当前实例是否属于这个类的
- 底层机制：只要当前类出现在实例的原型上，结果都是true
- 不能检测基本数据类型
constructor
- 支持基本类型
- constructor可以随便改，也不准
Object.prototype.toString.call([val])
- 返回当前实例所属类信息

判断 Target 的类型，单单用 typeof 并无法完全满足，这其实并不是 bug，本质原因是 JS 的万物皆对象的理论。因此要真正完美判断时，我们需要区分对待:

基本类型(null): 使用 String(null)
基本类型(string / number / boolean / undefined) + function: - 直接使用 typeof即可
其余引用类型(Array / Date / RegExp Error): 调用toString后根据[object XXX]进行判断

版权属于: vincent

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题目二：渐入佳境 - 函数的参数传递 #

2. 数据类型检测** #

1. JS内置类型

题目一：初出茅庐

题目二：渐入佳境 - 函数的参数传递

2. 数据类型检测**