typeof 实现原理
typeof
一般被用于判断一个变量的类型,我们可以利用 typeof
来判断number
, string
, object
, boolean
, function
, undefined
, symbol
这七种类型,这种判断能帮助我们搞定一些问题,比如在判断不是 object 类型的数据的时候,typeof
能比较清楚的告诉我们具体是哪一类的类型。但是,很遗憾的一点是,typeof
在判断一个 object的数据的时候只能告诉我们这个数据是 object, 而不能细致的具体到是哪一种 object, 比如👉
let s = new String('abc');
typeof s === 'object'// true
s instanceof String // true
要想判断一个数据具体是哪一种 object 的时候,我们需要利用 instanceof
这个操作符来判断,这个我们后面会说到。
来谈谈关于 typeof
的原理吧,我们可以先想一个很有意思的问题,js 在底层是怎么存储数据的类型信息呢?或者说,一个 js 的变量,在它的底层实现中,它的类型信息是怎么实现的呢?
其实,js 在底层存储变量的时候,会在变量的机器码的低位1-3位存储其类型信息👉
- 000:对象
- 010:浮点数
- 100:字符串
- 110:布尔
- 1:整数
but, 对于 undefined
和 null
来说,这两个值的信息存储是有点特殊的。
null
:所有机器码均为0
undefined
:用 −2^30 整数来表示
所以,typeof
在判断 null
的时候就出现问题了,由于 null
的所有机器码均为0,因此直接被当做了对象来看待。
然而用 instanceof
来判断的话👉
null instanceof null // TypeError: Right-hand side of 'instanceof' is not an object
null
直接被判断为不是 object,这也是 JavaScript 的历史遗留bug,可以参考typeof。
因此在用 typeof
来判断变量类型的时候,我们需要注意,最好是用 typeof
来判断基本数据类型(包括symbol
),避免对 null 的判断。
还有一个不错的判断类型的方法,就是Object.prototype.toString,我们可以利用这个方法来对一个变量的类型来进行比较准确的判断
Object.prototype.toString.call(1) // "[object Number]"
Object.prototype.toString.call('hi') // "[object String]"
Object.prototype.toString.call({a:'hi'}) // "[object Object]"
Object.prototype.toString.call([1,'a']) // "[object Array]"
Object.prototype.toString.call(true) // "[object Boolean]"
Object.prototype.toString.call(() => {}) // "[object Function]"
Object.prototype.toString.call(null) // "[object Null]"
Object.prototype.toString.call(undefined) // "[object Undefined]"
Object.prototype.toString.call(Symbol(1)) // "[object Symbol]"
instanceof 操作符的实现原理
之前我们提到了 instanceof
来判断对象的具体类型,其实 instanceof
主要的作用就是判断一个实例是否属于某种类型
let person = function () {
}
let nicole = new person()
nicole instanceof person // true
当然,instanceof
也可以判断一个实例是否是其父类型或者祖先类型的实例。
let person = function () {
}
let programmer = function () {
}
programmer.prototype = new person()
let nicole = new programmer()
nicole instanceof person // true
nicole instanceof programmer // true
这是 instanceof
的用法,但是 instanceof
的原理是什么呢?根据 ECMAScript 语言规范,我梳理了一下大概的思路,然后整理了一段代码如下
function new_instance_of(leftVaule, rightVaule) {
let rightProto = rightVaule.prototype; // 取右表达式的 prototype 值
leftVaule = leftVaule.__proto__; // 取左表达式的__proto__值
while (true) {
if (leftVaule === null) {
return false;
}
if (leftVaule === rightProto) {
return true;
}
leftVaule = leftVaule.__proto__
}
}
其实 instanceof
主要的实现原理就是只要右边变量的 prototype
在左边变量的原型链上即可。因此,instanceof
在查找的过程中会遍历左边变量的原型链,直到找到右边变量的 prototype
,如果查找失败,则会返回 false,告诉我们左边变量并非是右边变量的实例。
看几个很有趣的例子
function Foo() {
}
Object instanceof Object // true
Function instanceof Function // true
Function instanceof Object // true
Foo instanceof Foo // false
Foo instanceof Object // true
Foo instanceof Function // true
要想全部理解 instanceof
的原理,除了我们刚刚提到的实现原理,我们还需要知道 JavaScript 的原型继承原理。
关于原型继承的原理,我简单用一张图来表示
我们知道每个 JavaScript 对象均有一个隐式的 __proto__
原型属性,而显式的原型属性是 prototype
,只有 Object.prototype.__proto__
属性在未修改的情况下为 null 值。根据图上的原理,我们来梳理上面提到的几个有趣的 instanceof
使用的例子。
-
Object instanceof Object
由图可知,Object 的
prototype
属性是Object.prototype
, 而由于 Object 本身是一个函数,由 Function 所创建,所以Object.__proto__
的值是Function.prototype
,而Function.prototype
的__proto__
属性是Object.prototype
,所以我们可以判断出,Object instanceof Object
的结果是 true 。用代码简单的表示一下leftValue = Object.__proto__ = Function.prototype; rightValue = Object.prototype; // 第一次判断 leftValue != rightValue leftValue = Function.prototype.__proto__ = Object.prototype // 第二次判断 leftValue === rightValue // 返回 true
Function instanceof Function
和Function instanceof Object
的运行过程与Object instanceof Object
类似,故不再详说。 -
Foo instanceof Foo
Foo 函数的
prototype
属性是Foo.prototype
,而 Foo 的__proto__
属性是Function.prototype
,由图可知,Foo 的原型链上并没有Foo.prototype
,因此Foo instanceof Foo
也就返回 false 。我们用代码简单的表示一下
leftValue = Foo, rightValue = Foo leftValue = Foo.__proto = Function.prototype rightValue = Foo.prototype // 第一次判断 leftValue != rightValue leftValue = Function.prototype.__proto__ = Object.prototype // 第二次判断 leftValue != rightValue leftValue = Object.prototype = null // 第三次判断 leftValue === null // 返回 false
-
Foo instanceof Object
leftValue = Foo, rightValue = Object leftValue = Foo.__proto__ = Function.prototype rightValue = Object.prototype // 第一次判断 leftValue != rightValue leftValue = Function.prototype.__proto__ = Object.prototype // 第二次判断 leftValue === rightValue // 返回 true
-
Foo instanceof Function
leftValue = Foo, rightValue = Function leftValue = Foo.__proto__ = Function.prototype rightValue = Function.prototype // 第一次判断 leftValue === rightValue // 返回 true
总结
简单来说,我们使用 typeof
来判断基本数据类型是 ok 的,不过需要注意当用 typeof
来判断 null
类型时的问题,如果想要判断一个对象的具体类型可以考虑用 instanceof
,但是 instanceof
也可能判断不准确,比如一个数组,他可以被 instanceof
判断为 Object。所以我们要想比较准确的判断对象实例的类型时,可以采取 Object.prototype.toString.call
方法。