Understand JavaScript #8 運算子 (Operators)

📆 2021年3月3日

本文主要內容為探討「運算子」的各種概念，能幫助我們順利除錯與瞭解可能會因為動態型別而產生的問題。

什麼是運算子 (Operators)

下方的程式碼，我們都知道 3 + 4 的答案是 7，但是 JavaScript 怎麼知道要將兩個數字相加呢？

1const a = 3 + 4;
2console.log(a); // 7
3

答案是透過「語法解析器」，在看到加號後把兩個數字加起來，這個加號就是所謂的運算子（加法運算子），而它的本質其實是一個函式！

運算子是一個特殊的函式，和我們一般在寫的函式不同。

首先，它會宣告一個函式，但不會命名為 add，而是使用加號作為函式名稱，然後給定兩個參數，最後回傳一個值（在此是將兩數相加）。

1function +(a, b) { // it's not add(a,b)
2    return // add the two #s
3}
4

呼叫運算子的函式的方法也有所不同，一般來說我們會給一個括號、傳入參數，然後呼叫函式，像是 +(1, 2) 這樣。

但是 JavaScript 使用「中綴表示法」，讓運算子是以中綴形式處於運算元的中間，讓人讀起來簡單易懂，不過還是要記住它的本質其實是一個具有兩個參數的函式。

1+(3, 4); // Wrong! 這樣太麻煩了!
23 + 4; // JavaScript 使用中綴表示法
3
4// 其他還有...
5+3 4; // 去掉括號與逗號 → 前綴表示法
63 4+; // 加號放在後面 → 後綴表示法
7

優先性與相依性

運算子優先性 (Operator Precedence)

決定哪個運算子被優先計算，先處理高優先序的，再處理低優先序的。

可以參考 MDN 裡關於優先性的表格 Operator Precedence Table，Precedence 數字愈大的，代表會愈先被呼叫處理。

表格按照優先序最高 (21) 到最低 (1) 排序。

相依性 (Associativity)

當優先序相同時，會使用相依性決定運算方向，分別為左相依性（由左向右計算）與右相依性（由右向左計算）。

以下範例使用了三個相同的運算子，所以優先序相同，這時候就要用相依性決定運算方向。

1let a = 1,
2  b = 2,
3  c = 3;
4
5a = b = c;
6
7console.log(a);
8console.log(b);
9console.log(c);
10

執行後，答案會出現全部都是 3，為什麼？

因為這邊使用「等號運算子」的相依性是右到左，因此先呼叫最右邊的 b = c。

如果是右相依性，先呼叫 b = c；如果是左相依性，先呼叫 a = b。

補充說明一下，我們前面說過 b = c 這種運算子的本質是一個函式，而等號運算子的函式就是把左邊的值設定成右邊的值，然後回傳右邊的參數，也就是 b 會被設定成 c 的值，並且回傳 c，以此類推最後 a、b、c 就會都等於 3。

強制型轉 (Coercion)

轉換一個值的型別。

舉例來說，加號運算子除了可以把兩個參數相加，也能用來將兩個字串相加合併，效果就像是把兩個字串放在一起。

1const a = 1 + 2;
2console.log(a); // 3
3
4const str = 'Hello ' + 'world!';
5console.log(str); // Hello world!
6

下方範例中，傳入兩個不同型別的參數給加號運算子的函式，JavaScript 引擎會強制把數字 1 型轉成字串 1，然後再合併兩個字串。

我們沒有寫任何轉換型別的方法，而是 JavaScript 猜測我們想要這個值，自動幫我們轉換。

1const b = 1 + '2';
2console.log(b); // '12'
3

我們知道運算子是一種函式，所以強制型別轉換其實就是呼叫函式的一部分，因此也是動態型別的觀念中的一部分。

比較運算子

關於強制型轉的影響

強制型轉會導致一些從人類數學角度看起來很奇怪的結果，但是在電腦或 JavaScript 角度來看是正常合理的情況。

例如：3 < 2 < 1 會回傳什麼結果呢？

1// 小於運算子是左相依性 (left-to-right)
2// 第一次比較後的結果
3console.log(false < 1);
4
5// 此時 JavaScript 會強制型轉 Boolean 為 Number
6// 可以用內建函數 (實務上不建議使用) 看強制型轉的結果
7console.log(Number(false)); // 0
8
9// 所以最後 0 < 1 就會變成 true
10

那麼如果型轉 undefined 會出現什麼結果？

1Number(undefined); // NaN
2

我們會得到 NaN，表示「不是數字 (Not a Number)」的意思。NaN 代表有個東西想要轉換成數值型別，但它不是數字，所以無法轉換。

但是如果是 null 的話，JavaScript 則是會將 null 當作 0 的意思。所以不是每個強制型轉都能明顯判斷，有些真的只能硬記。

1Number(null); // 0
2

雙等號與三等號的比較運算子

剛剛我們說 null 在比大小的時候會被轉成數值，但是 null 在相等比較時，卻不會被型轉為 0。

1false == 0; // true
2null == 0; // false...What!?
3null < 1; // true
4

這算是 JavaScript 的缺陷，尤其是雙等號的比較運算子，真的有很多奇怪的錯誤。

再附上幾個奇妙範例，你會發現真要記的話，這個缺陷會導致程式碼的結果難以預期，對開發來說並不是一件好事。

1'' == 0; // true
2'' == false; // true
3

MDN 也有整理一張相等性比較表格，列出了所有相等比較的特殊情況。

這也是為什麼大家都推薦在開發時，如果不是刻意需要型轉，一律都建議使用三等號的比較運算子，只要資料型別不同就應該回傳 false 才對。

存在與布林

在 JavaScript 中會被 Boolean() 轉為 false 的值有：

false
undefined
null
空字串 ("")
0, -0, NaN

我們只要記住以上幾個值就可以了，除了上述這些值，其他的像是空陣列、空物件等等都會被轉為 true。

預設值

呼叫以下這個函式後，會創造一個新的執行環境 greet() 與變數 name，並且在記憶體中設定變數 name 為預設值 undefined。

執行到 Log 時，加號運算子會把參數 name 的預設值 undefined 強制型轉，再合併兩個字串。

1function greet(name) {
2  console.log(name); // undefined
3  console.log('Hello ' + name); // Hello undefined
4}
5
6greet();
7

如果我們不想用 undefined 當參數的預設值，可以使用「或」運算子來設定預設值，它會回傳第一個被轉換成 true 的參數。換句話說，如果左邊的參數被轉換成 Boolean 後是 false，就會回傳右邊的參數。

1function greet(name) {
2  name = name || '<Your name here>';
3  console.log('Hello ' + name);
4}
5
6greet('Damao'); // Hello Damao
7greet(); // Hello <Your name here>
8

全域命名空間 (Global Namespace)

上述提到的「或」運算子很常在各大框架或資源庫的原始碼中出現，主要用於避免框架衝突或覆蓋的問題。

當我們載入不同框架時，愈後面載入的檔案會堆在對方的上方，這時候可能就會出現一些問題，像是命名重複等等。

1// 先載入 lib1.js
2var libraryName = 'Lib 1';
3
4// 再載入 lib2.js
5var libraryName = 'Lib 2';
6
7// 最後載入 index.js 呼叫全域環境裡的全域變數 libraryName
8console.log(libraryName); // Lib 2
9

以上面這個例子來說，我們知道在瀏覽器的全域物件 window 下有 libraryName 這個全域變數，所以我們可以透過「或」運算子，來檢查全域命名空間 (Global Namespace) 或全域物件裡面是否已經有相同的名稱。

可以看到在 lib2.js 中，如果 Boolean(window.libraryName) 回傳的是 true，就代表全域物件裡面已經有那個名稱，後續就不會把 libraryName 改為 Lib 2 了。

1// lib1.js
2var libraryName = 'Lib 1';
3
4// lib2.js
5window.libraryName = window.libraryName || 'Lib 2';
6
7// index.js
8console.log(libraryName); // Lib 1
9

回顧

看完這篇文章，我們到底有什麼收穫呢？藉由本文可以理解到…

運算子是一個特殊的函式
JavaScript 使用中綴表示法讓運算子原本的函式簡單易懂
運算子的優先性與相依性
強制型轉所帶來的缺陷
比較運算子，包含可能帶來潛在錯誤的雙等號，與進行嚴格比較的三等號
使用「或」運算子設定函式的預設值
框架衝突或覆蓋的問題

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