JS加法运算全解析

终极命题：
在JS中：[]+[]、[]+{}、{}+[]、{}+{}的结果分别是什么？

一、JS中的类型

• 基本类型
  JS的基本类型包括Undefined、Null、Boolean、Number和String五种。Undefined类型和Null类型的都只有一个值，即undefined和null；Boolean类型有两个值：true和false；Number类型的值有很多很多；String类型的值理论上有无数个。
• 值类型
  JS中的值有原始类型(Primitive)和对象类型(Object)。在做相加等操作时，不是原始类型的要先转换为原始类型，再执行相关的操作。

二、JS中的加法运算

1、使用ToPrimitive运算转换左右运算元为原始数据类型（primitive）。
2、在转换后，如果其中一个运算元出现原始数据类型是“字符串”类型值时，则另一运算元强制转换为字符串，然后做字符串的连接运算。
3、在其他情况时，所有运算元都会转换为原始数据类型的“数字”类型值，然后作数字的相加。

三、ToPrimitive内部运算

加号运算符只能用于原始数据类型，对于对象类型的值，需要进行数据转换。在ECMAScript中，有一个抽象的ToPrimitive运算，用于将对象转换为原始数据类型，在对象的加法、关系比较或值相等比较的运算中，都会用到。

关于ToPrimitive的说明语法:

ToPrimitive(input, PreferredType?)

input代表代入的值，PreferredType可以是数字(Number)或字符串(String)其中一种，表示需要优先转换的原始类型。但如果没有提供这个值也就是预设情况，则会设置转换的hint值为"default"。这个首选的转换原始类型的指示(hint值)，是在作内部转换时由JS视情况自动加上的，一般情况就是预设值。

而在JS的Object原型的设计中，有两个方法，valueOf与toString，在对象的数据类型转换过程中会根据传入的值调整被调用的顺序。

• PreferredType为数字（Number）时
  当PreferredType为数字(Number)时，input为要被转换的值，转换input值的步骤:
  1.如果input为原始数据类型，直接返回input。
  2.否则，input是对象，调用valueOf()方法，如果能得到原始数据类型的值，返回这个值。
  3.否则，input是对象，调用toString()方法，如果能得到原始数据类型的值，返回这个值。
  4.否则，抛出TypeError错误。

• PreferredType为字符串（String）时
  1.如果input是原始数据类型，直接返回input。
  2.否则，input是对象，调用toString()方法，如果能得到原始数据类型的值，返回这个值。
  3.否则，input是对象，调用valueOf()方法，如果能得到原始数据类型的值，返回这个值。
  4.否则，抛出TypeError错误。

• PreferredType未提供（default）时
  PreferredType预设类型为Number，所以先调用valueOf()，再调用toString()。

其中比较特殊的是Date对象和Symbol对象，他们覆盖了原来的PreferredType行为，Date对象预设首选类型是String。

四、valueOf()和toString()

valueOf()和toString()是Object上的两个方法，但是在JS中，可能会根据Object之间的差异，返回值有所不同。

• 普通的Object对象
  valueOf()：返回对象本身。
  toString()："[object Object]"字符串值,不同的内建对象的返回值是"[object type]"字符串，"type"指的是对象本身的类型识别，例如Math对象是返回"[object Math]"字符串。但有些内建对象因为覆盖了这个方法，所以直接调用时不是这种值。(注意: 这个返回字符串的前面的"object"开头英文是小写，后面开头英文是大写)。

利用Object中的toString来进行各种不同对象的判断语法:

Object.prototype.toString.call([])
"[object Array]"

Object.prototype.toString.call(new Date)
"[object Date]"

需要配合call，才能得到正确的对象类型值。

• Array(数组)
  Array(数组)虽然是个对象类型，但它与Object的设计不同，它的toString有覆盖，说明一下数组的valueOf与toString的两个方法的返回值:
  valueOf()： 返回对象本身
  toString()： 相当于用数组值调用join(',')所返回的字符串。也就是[1,2,3].toString()会是"1,2,3"，这点要特别注意。

• Function对象
  Function对象很少会用到，它的toString也有被覆盖，所以并不是Object中的那个toString，Function对象的valueOf与toString的两个方法的返回值:
  valueOf()： 返回对象本身
  toString()： 返回函数中包含的代码转为字符串值。

• Date对象
  valueOf()： 返回给定的时间转为UNIX时间(自1 January 1970 00:00:00 UTC起算)，但是以微秒计算的数字值
  toString()： 返回本地化的时间字符串

五、Number、String、Boolean包装对象

JS的包装对象是必须使用new关键字进行对象实例化的，直接使用Number()、String()与Boolean()三个强制转换函数的用法。例如new Number(123)，而Number('123')则是强制转换其他类型为数字类型的函数。

• 包装对象
  包装对象是JS为原始数据类型数字、字符串、布尔专门设计的对象，包装对象的valueOf与toString的两个方法在原型上有经过覆盖，所以它们的返回值与一般的 Object的设计不同:
  valueOf方法返回值： 对应的原始数据类型值
  toString方法返回值： 对应的原始数据类型值，转换为字符串类型时的字符串值
  toString方法会比较特别，这三个包装对象里的toString的细部说明如下:
  1、Number包装对象的toString方法: 可以有一个传参，可以决定转换为字符串时的进位(2/8/16)
  2、 String包装对象的toString方法: 与String包装对象中的valueOf相同返回结果
  3、Boolean包装对象的toString方法: 返回"true"或"false"字符串

• 强制转换
  Number()、String()与Boolean()三个强制转换函数，所对应的就是在ECMAScript标准中的ToNumber、ToString、ToBoolean三个内部运算转换的对照表。

  通过ToNumber()把值转换成Number:

  参数	结果
  undefined	NaN
  null	+0
  boolean	true被转换为1,false转换为+0
  number	无需转换
  string	由字符串解析为数字。例如，”324″被转换为324

  通过ToString()把值转化成字符串:

  参数	结果
  undefined	“undefined”
  null	“null”
  boolean	“true” 或者 “false”
  number	数字作为字符串。比如，”1.765″
  string	无需转换

六、从实例中理解

• 运算元其一为字符串(String)

/**
 * 运算元其一为字符串(String)
 */
console.log('12'+1);            // 121
console.log('abc'+'def');       // abcdef
console.log('1'+true);          //1true
console.log('1'+undefined);     //1undefined
console.log('1'+null);          //1null

运算元其一为字符串，字符串的拼接运算。

• 运算元其一为数字(Number)

/**
 * 运算元其一为数字(Number)
 */
console.log(1+1);            // 2
console.log(1+'def');       // 1def
console.log(1+true);          //2
console.log(1+undefined);     //NaN
console.log(1+null);          //1

1+'def'为运算元其一为字符串情况，其余为在没有字符串情况下，运算元其一为数字，做类型转换后相加。

• 数字(Number)/字符串(String)以外的原始类型相加

/**
 * 数字(Number)/字符串(String)以外的原始类型相加
 */
console.log(true+true);             // 2
console.log(true+null);             // 1
console.log(true+undefined);        //NaN
console.log(undefined+null);        //NaN
console.log(undefined+undefined);   //NaN
console.log(null+null);            //0

当数字与字符串以外的，其他原始数据类型直接使用加号运算时，就是转为数字再运算，这与字符串完全无关。

• 空数组 + 空数组

console.log([] + []);        //""

两个数组相加，左右运算元先调用valueOf(),返回数组本身，调用toString(),返回原始数据类型，即空字符串，作连接操作，得到一个空字符串。

• 空对象 + 空对象

console.log({} + {});        //"[object Object][object Object]"

两个对象相加，左右运算元先调用valueOf(),返回对象本身，调用toString(),返回原始数据类型，即对象字符串[object Object]，作连接操作，得到字符串[object Object][object Object]

console.log({}+{})得到的这样的结果，但是，在有些浏览器例如Firefox、Edge控制台直接输入{}+{}，会得到NaN，因为浏览器会把{} + {}直译为相当于+{}语句，因为它们会认为以花括号开头({)的，是一个区块语句的开头，而不是一个对象字面量，所以会认为略过第一个{}，把整个语句认为是个+{}的语句，也就是相当于强制求出数字值的Number({})函数调用运算，相当于Number("[object Object]")运算，最后得出的是NaN。如果加上圆括号({}) + {}，则可以避免这样的问题。

• 空对象 + 空数组

console.log({} + []);        //"[object Object]"

空对象和空数组相加，左右运算元先调用valueOf(),返回对象数组本身，调用toString(),返回原始数据类型，即对象字符串[object Object]和""，作连接操作，得到字符串[object Object]

直接console.log得到的都是一样的值，但是直接在浏览器控制台输入:

> {} + []
0

> [] + {}
"[object Object]"

{} + []相当于+[]语句，也就是相当于强制求出数字值的Number([])运算，相当于Number("")运算，最后得出的是0数字。

• Date对象

console.log(1 + (new Date()));       //"1Tue Aug 14 2018 21:18:24 GMT+0800 (中国标准时间)"

Date对象首选类型String，先调用toString(),得到字符串做字符串连接运算。

要得出Date对象中的valueOf返回值，需要使用一元加号(+)，来强制转换它为数字类型，例如以下的代码:

console.log(+new Date());
1534298171747

• Symbols类型
  ES6中新加入的Symbols数据类型，它不算是一般的值也不是对象，它并没有内部自动转型的设计，所以完全不能直接用于加法运算，使用时会报错。

• +[]/+{}

console.log(+[]);     // 0
console.log(+{});     // NaN
console.log(+null);     //0
console.log(+true);     //1
console.log(+undefined);     //NaN

一元加号运算时，唯一的运算元相当于强制求出数字值的Number([])运算。