js 数据类型=》理解=》应用

文章目录

- js 类型判断
- Object.prototype.toString.call 方法的理解与实现
- - 一、对Object.prototype.toString.call方法的理解
  - 二、Object.prototype.toString.call方法的实现原理
  - 三、简单的模拟实现示例
- Object.prototype上的toString方法理解应用
- 补充（symbol/BigInt）
- NaN or Number.isNaN
- JSON

js 类型判断

JavaScript数据类型概述
- JavaScript中有两种数据类型：基本数据类型（也叫基础类型）和复合数据类型（也叫引用类型）。基本数据类型的值是不可变的，而复合数据类型的值是可变的，因为它们存储的是引用地址，通过引用可以修改对象的内容。
基础类型及判断方法
- Number（数字）类型
  - 包括整数和浮点数，例如1，3.14等。
  - 判断方法：
    - 使用typeof操作符，typeof 1返回'number'，typeof 3.14也返回'number'。但是typeof NaN也返回'number'，需要注意NaN是一个特殊的数字值，表示“不是一个数字”，但它的数据类型仍然是Number。
- String（字符串）类型
  - 由零个或多个字符组成，用单引号或双引号括起来，如'hello'，"world"。
  - 判断方法：
    - typeof 'hello'返回'string'，typeof "world"也返回'string'。
- Boolean（布尔）类型
  - 只有两个值true和false，用于逻辑判断。
  - 判断方法：
    - typeof true返回'boolean'，typeof false返回'boolean'。
- null类型
  - 表示一个空值，它是一个特殊的关键字，只有一个值null。
  - 判断方法：
    - typeof null返回'object'（这是JavaScript中的一个历史遗留问题），要准确判断是否为null可以使用value === null（value为要判断的变量）。
- undefined类型
  - 当一个变量声明但未赋值时，它的值是undefined。
  - 判断方法：
    - typeof undefined返回'undefined'。
复合类型及判断方法
- Object（对象）类型
  - 包括普通对象（{}）、数组（[]）、函数（function(){}）等。
  - 判断方法：
    - 对于普通对象，可以使用typeof操作符，typeof {}返回'object'。但是对于数组和函数，typeof操作符不能准确判断。对于数组，Array.isArray([])返回true，可以准确判断是否为数组。对于函数，function isFunction(value) { return typeof value === 'function'; }，使用这样的自定义函数可以判断是否为函数。例如isFunction(function(){})返回true。
- Array（数组）类型
  - 是一种特殊的对象，用于存储多个值，如[1, 2, 3]。
  - 判断方法：
    - 除了上面提到的Array.isArray方法外，还可以通过Object.prototype.toString.call([1,2,3])返回'[object Array]'来判断。这种方法可以在一些不支持Array.isArray的旧环境中使用。
- Function（函数）类型
  - 函数是一种特殊的对象，可以被调用执行一段代码，如function add(a,b) { return a + b; }。
  - 判断方法：
    - 除了自定义isFunction函数外，还可以通过Object.prototype.toString.call(add)返回'[object Function]'来判断。

在JavaScript中，准确判断数据类型对于编写健壮的代码非常重要，特别是在处理不同类型的数据进行不同操作的场景下，要根据具体情况选择合适的判断方法。

Object.prototype.toString.call 方法的理解与实现

一、对Object.prototype.toString.call方法的理解

本质
- Object.prototype.toString.call()是JavaScript中用于获取对象内部[[Class]]属性值（在ES6规范之前，类似于对象的类型标识，现在更准确地说是对象的规范类型标签）的一种方法。它返回一个形如"[object <类型名称>]"的字符串，其中<类型名称>就是对象的具体类型标识。
用途
- 准确判断数据类型：在JavaScript中，typeof操作符虽然可以判断一些基本数据类型，但对于像数组、正则表达式等特殊对象类型的判断并不准确。例如，typeof []返回"object"，而Object.prototype.toString.call([])则能准确返回"[object Array]"，从而清晰地表明该对象是数组类型。同样，对于函数、日期对象等，它也能准确给出其类型标识，如Object.prototype.toString.call(function() {})返回"[object Function]"，Object.prototype.toString.call(new Date())返回"[object Date]"等。
- 区分不同类型的对象：当需要针对不同类型的对象执行不同的操作时，通过该方法可以精确地确定对象类型，进而编写更具针对性和健壮性的代码。比如在一个处理多种数据类型的函数中，先判断传入数据的准确类型，再根据类型进行相应的处理。

二、Object.prototype.toString.call方法的实现原理

toString方法的原生行为
- 在JavaScript中，每个对象都继承自Object.prototype，而Object.prototype上定义了toString方法。当直接在一个对象上调用toString方法（如myObject.toString()）时，其默认行为是返回一个字符串，这个字符串通常是"[object Object]"，除非该对象自己重写了toString方法来返回其他有意义的值。
call方法的作用
- call是函数的一个方法，它允许我们改变函数内部的this指向，并立即执行该函数。当我们使用Object.prototype.toString.call(obj)时，实际上是将obj作为this传递给了Object.prototype.toString函数。这样做的目的是为了让toString函数在判断类型时，是基于我们传入的具体对象obj来获取其内部的[[Class]]属性值，而不是基于Object.prototype自身（因为直接调用Object.prototype.toString()会返回"[object Object]"，这不是我们想要的针对具体对象的类型判断结果）。

三、简单的模拟实现示例

以下是一个简单的模拟实现Object.prototype.toString.call方法功能的示例代码：

function customToStringCall(obj) {
    var toString = Object.prototype.toString;
    return toString.call(obj);
}

// 测试示例
var arr = [1, 2, 3];
var func = function() {};
var date = new Date();

console.log(customToStringCall(arr)); // "[object Array]"
console.log(customToStringCall(func)); // "[object Function]"
console.log(customToStringCall(date)); // "[object Date]"

在这个示例中，我们定义了一个函数customToStringCall，它接受一个对象作为参数。在函数内部，我们先获取了Object.prototype上的toString方法，然后通过call方法将传入的对象作为this传递给toString方法，从而实现了类似Object.prototype.toString.call的功能，能够准确判断对象的类型并返回相应的类型标识字符串。

需要注意的是，这只是一个简单的模拟实现，实际的JavaScript引擎内部对于Object.prototype.toString.call的实现要复杂得多，涉及到更多关于对象模型、类型系统等方面的底层机制。但通过这个模拟实现，可以帮助我们更好地理解其工作原理。

Object.prototype上的toString方法理解应用

以下是一个简单的示例来展示Object.prototype上的toString方法的基本使用情况以及通过模拟它的部分行为来加深理解：

// 定义一个简单对象
let myObject = {
    name: 'John',
    age: 30
};

// 直接在对象上调用toString方法（这种情况下会返回默认格式的字符串）
let defaultToStringResult = myObject.toString();
console.log(defaultToStringResult); 
// 输出: [object Object]，因为没有重写toString方法，所以返回默认的表示形式

// 现在来模拟一下Object.prototype.toString方法的部分行为

// 定义一个函数来模拟获取对象类型标识的功能
function customToString(obj) {
    if (obj === null) {
        return "[object Null]";
    } else if (obj === undefined) {
        return "[object Undefined]";
    } else {
        let type = typeof obj;
        if (type === 'object') {
            if (Array.isArray(obj)) {
                return "[object Array]";
            } else if (obj instanceof Date) {
                return "[object Date]";
            } else if (obj instanceof Function) {
                return "[object Function]";
            } else {
                return "[object Object]";
            }
        } else {
            return `[object ${type}]`;
        }
    }
}

// 测试自定义的toString函数
console.log(customToString(myObject)); 
// 输出: [object Object]，和直接调用myObject.toString()结果相同

let myArray = [1, 2, 3];
console.log(customToString(myArray)); 
// 输出: [object Array]

let myFunction = function() {};
console.log(customToString(myFunction)); 
// 输出: [object Function]

let myDate = new Date();
console.log(customToString(myDate)); 
// 输出: [object Date]

let myNullValue = null;
console.log(customToString(myNullValue)); 
// 输出: [object Null]

let myUndefinedValue = undefined;
console.log(customToString(myUndefinedValue)); 
// 输出: [object Undefined]

在上述代码中：

首先创建了一个普通对象myObject，并直接调用了它的toString方法，得到了默认的[object Object]结果。
然后定义了一个customToString函数来模拟Object.prototype.toString方法获取对象类型标识的功能。这个函数通过判断对象的不同情况（是否为null、undefined，以及如果是object类型再进一步判断是数组、日期、函数等具体类型）来返回相应的[object <类型>]格式的字符串。
最后对不同类型的对象（普通对象、数组、函数、日期、null、undefined）分别用自定义函数进行了测试，展示了不同情况下的输出结果，类似于Object.prototype.toString方法在不同对象上的表现。

不过需要注意的是，这只是一个非常简化的模拟，实际的Object.prototype.toString方法在JavaScript引擎内部的实现要复杂得多，涉及到更多关于对象模型、类型系统等方面的底层机制。

补充（symbol/BigInt）

Symbol类型
- 基本概念：Symbol是ES6引入的一种新的原始数据类型，它的值是唯一的，用于创建对象的私有属性。Symbol值通过Symbol()函数生成，每次调用Symbol()都会返回一个新的、独一无二的Symbol值。
- 应用场景和实例
  - 对象属性名的唯一性：
    - 在JavaScript中，对象的属性名通常是字符串。但有时候我们希望某些属性是独一无二的，这时候就可以使用Symbol。例如，我们有一个对象来存储用户的信息，其中包括一些公共属性和一些内部使用的属性。
```
let user = {
    name: 'John',
    age: 30
};
let internalProperty = Symbol('internal');
user[internalProperty] = 'This is an internal value';
console.log(user);
// 输出: {name: "John", age: 30, Symbol(internal): "This is an internal value"}
```
    - 在这个例子中，internalProperty是一个Symbol值，它被用作user对象的属性名。这样可以确保这个属性不会与其他可能的属性名冲突，因为Symbol值是唯一的。
  - 实现类的私有属性（在JavaScript的模拟意义上）：
    - 虽然JavaScript没有像传统面向对象语言那样严格的私有属性概念，但可以使用Symbol来模拟。例如，我们有一个简单的类（使用函数和原型来模拟类）来表示一个计数器。
```
let counterSymbol = Symbol('counter');
function Counter() {
    this[counterSymbol] = 0;
}
Counter.prototype.increment = function() {
    this[counterSymbol]++;
};
Counter.prototype.getValue = function() {
    return this[counterSymbol];
};
let myCounter = new Counter();
myCounter.increment();
console.log(myCounter.getValue()); 
// 输出: 1
```
    - 在这个Counter类中，counterSymbol是一个Symbol值，用来存储计数器的当前值。这个值在外部无法直接访问，只能通过getValue方法来获取，从而实现了一种模拟的私有属性效果。
  - 避免命名冲突的全局常量池：
    - 在一个大型的JavaScript应用中，可能会有多个模块或库使用相同的属性名。为了避免冲突，可以使用Symbol来创建全局常量池。例如，假设有两个模块，一个是用户认证模块，一个是用户权限模块。
```
// 用户认证模块
let AUTH_SYMBOL = Symbol('auth');
let userAuth = {
    [AUTH_SYMBOL]: {
        token: 'abc123',
        expires: '2024-12-31'
    }
};
// 用户权限模块
let PERMISSION_SYMBOL = Symbol('permission');
let userPermission = {
    [PERMISSION_SYMBOL]: ['read', 'write']
};
```
    - 这里使用Symbol来定义每个模块的关键属性，这样可以确保即使两个模块的属性在概念上可能不同，但不会因为使用了相同的字符串属性名而产生冲突。
BigInt类型
- 基本概念：BigInt是ES11引入的数据类型，用于表示任意精度的整数。在JavaScript中，Number类型有一定的范围限制，对于非常大的整数会出现精度问题。BigInt可以处理这些超大型整数。
- 应用场景和实例
  - 处理超大整数运算：
    - 在密码学、金融计算等领域，经常需要处理非常大的整数。例如，在计算阶乘时，数字可能会迅速增长到超出Number类型的范围。
```
function factorial(n) {
    let result = BigInt(1);
    for (let i = BigInt(2); i <= BigInt(n); i++) {
        result *= i;
    }
    return result;
}
console.log(factorial(100));
// 输出一个非常大的整数，用BigInt表示，不会出现精度问题
```
    - 这个例子中，通过使用BigInt类型，我们可以准确地计算出100的阶乘，而不会像使用Number类型那样因为精度问题得到错误的结果。
  - 数据库中的大整数存储和运算（与后端交互）：
    - 当JavaScript应用与后端数据库交互时，数据库中可能存储了非常大的整数。例如，在一个存储全球用户编号的系统中，用户编号可能是一个巨大的整数。
```
// 假设从数据库获取了一个大整数的用户编号
let userIDFromDB = BigInt('123456789012345678901234567890');
console.log(userIDFromDB);
// 可以对这个大整数进行各种运算，如加、减、乘、除等操作
let newID = userIDFromDB + BigInt(1);
console.log(newID);
```
    - 这里展示了如何从数据库获取一个大整数（以字符串形式存储，因为JavaScript的Number类型无法直接处理这么大的数字），并将其转换为BigInt类型，然后进行简单的加法运算。
  - 高精度计算场景：
    - 在一些科学计算或算法竞赛中，可能需要进行高精度的整数计算。例如，计算两个非常大的质数相乘。
```
let prime1 = BigInt('99999999999999999999');
let prime2 = BigInt('88888888888888888888');
let product = prime1 * prime2;
console.log(product);
```
    - 这个例子展示了使用BigInt类型来计算两个超大质数的乘积，确保计算结果的准确性。

NaN or Number.isNaN

isNaN函数介绍
- 基本定义：isNaN()是一个全局函数，用于判断一个值是否为NaN（Not - a - Number）。它的参数会被强制转换为数字类型，然后判断转换后的结果是否为NaN。
- 应用场景和原理：
  - 当从用户输入或者其他数据源获取到一个可能是数字的值时，需要判断这个值是否为有效数字。例如，在一个表单验证的函数中，检查用户输入的是否是一个有效的数字。
```
function validateNumber(input) {
    return!isNaN(input);
}
console.log(validateNumber('123')); // true
console.log(validateNumber('abc')); // false
console.log(validateNumber(NaN)); // false
```
  - 在这个例子中，isNaN函数会尝试将输入的input值转换为数字。如果转换成功且不是NaN，则返回false，函数validateNumber返回true，表示是一个有效数字；如果转换后是NaN，则返回true，validateNumber返回false。
  - 它也可以用于检查数学运算的结果是否为NaN。例如，在进行除法运算时，当除数为0时，结果是NaN。
```
function divide(a, b) {
    let result = a / b;
    return!isNaN(result);
}
console.log(divide(10, 2)); // true
console.log(divide(5, 0)); // false
```
Number.isNaN函数介绍
- 基本定义：Number.isNaN()是ES6新增的方法，它与isNaN不同，不会对传入的参数进行类型转换，直接判断参数是否为NaN。
- 应用场景和原理：
  - 在需要精确判断一个值是否为NaN，而不希望有任何类型转换干扰的场景下使用。例如，在一个处理数字数组的函数中，要判断数组中的某个元素是否为NaN。
```
function checkArrayForNaN(arr) {
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
        if (Number.isNaN(arr[i])) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}
let numberArray = [1, 2, NaN];
console.log(checkArrayForNaN(numberArray)); // true
let stringArray = ['a', 'b', 'c'];
console.log(checkArrayForNaN(stringArray)); // false
```
  - 在这里，Number.isNaN直接判断数组元素是否为NaN，不会对字符串等非数字类型进行转换后再判断，所以对于stringArray，它不会产生误判。
两者的区别
- 类型转换方面：
  - isNaN会对传入的参数进行类型转换，将其转换为数字类型后再判断是否为NaN。例如，isNaN('abc')会先尝试将'abc'转换为数字（转换结果为NaN），然后返回true。
  - Number.isNaN不会进行类型转换，直接判断传入的参数是否是NaN。所以Number.isNaN('abc')返回false，因为'abc'不是NaN。
- 应用场景方面：
  - isNaN在一些不太严格的场景下使用，比如简单的用户输入验证，只要最终转换后不是NaN就可以认为是有效的数字相关内容。
  - Number.isNaN用于更精确的判断，尤其是在处理已经确定是数字类型或者需要严格判断是否为NaN的场景，如在数学计算后的结果检查或者处理纯数字数据结构中的元素判断。

JSON

JSON的基本概念
- JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式。它基于JavaScript的语法，但可以被多种编程语言使用，用于在不同系统之间传递数据。JSON数据格式简洁、易于阅读和编写，并且易于机器解析和生成。
- 它主要由两种结构组成：对象（Object）和数组（Array），并且可以包含基本数据类型，如字符串（String）、数字（Number）、布尔值（Boolean）和特殊值（null）。
JSON对象的结构和特点
- 对象结构
  - JSON对象是一个无序的“键 - 值”对集合，用花括号{}包裹。键是一个字符串，必须用双引号""括起来，值可以是任意合法的JSON数据类型，包括其他对象、数组、基本数据类型等。例如：
```
{
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York",
    "hobbies": ["reading", "traveling"],
    "address": {
        "street": "123 Main St",
        "zip": "10001"
    }
}
```
  - 在这个例子中，name、age、city等是对象的键，它们对应的"John"、30、"New York"等是值。hobbies是一个包含字符串的数组，address是一个嵌套的对象。
- 特点
  - 自我描述性：JSON对象的结构使得数据具有自我描述性。从键的名称可以大致了解对应值的含义。例如，通过"age": 30，很容易理解这个数据是关于某个人的年龄信息。
  - 层次结构：可以通过嵌套对象和数组构建复杂的层次结构。如上述例子中的address对象嵌套在主对象中，用于存储更详细的地址信息；hobbies数组用于存储多个兴趣爱好。
JSON数组的结构和特点
- 数组结构
  - JSON数组是一个有序的值的集合，用方括号[]包裹，数组中的元素可以是任意合法的JSON数据类型，包括其他数组、对象、基本数据类型等。例如：
```
[
    {
        "id": 1,
        "product": "Book",
        "price": 19.99
    },
    {
        "id": 2,
        "product": "Pen",
        "price": 1.99
    }
]
```
  - 这里是一个包含两个对象的数组，每个对象代表一个商品的信息，包括商品的id、product名称和price。
- 特点
  - 有序性：与对象不同，数组中的元素是有序的。这使得它适用于表示按特定顺序排列的数据，如列表、序列等。在上面的商品列表例子中，可以通过索引来访问每个商品，如array[0]表示第一个商品对象，array[1]表示第二个商品对象。
  - 可扩展性：可以轻松地添加或删除元素来更新数据。例如，要添加一个新商品，只需将新的商品对象插入到数组中合适的位置即可。
JSON的应用场景
- 网络数据传输
  - JSON是网络应用中最常用的数据传输格式之一。在前后端分离的架构中，后端服务器将数据以JSON格式发送给前端浏览器。例如，一个电商网站的后端API返回商品列表、用户订单等信息时，通常使用JSON格式。这样前端JavaScript代码可以轻松地解析这些数据并展示给用户。
- 配置文件
  - 许多软件和应用使用JSON作为配置文件格式。它比传统的INI文件或XML文件更简洁，易于理解和编辑。例如，一个Node.js应用的配置文件可能如下所示：
```
{
    "port": 3000,
    "database": {
        "host": "localhost",
        "user": "admin",
        "password": "123456",
        "database": "mydb"
    },
    "logging": {
        "level": "info"
    }
}
```
  - 这个配置文件定义了应用运行的端口、数据库连接信息和日志记录级别等重要参数。
- 数据存储（与数据库交互）
  - 一些数据库支持直接存储和读取JSON格式的数据。例如，MongoDB是一种流行的NoSQL数据库，它以BSON（Binary JSON）格式存储数据，与JSON非常相似。在这种数据库中，可以将复杂的数据结构，如包含嵌套对象和数组的用户文档，直接存储为JSON - like的数据格式，方便数据的存储和查询。