一、值，類型和運算符
原文：Values, Types, and Operators
譯者：飛龍
協(xié)議：CC BY-NC-SA 4.0
自豪地采用谷歌翻譯
在機器的表面之下，程序在運轉(zhuǎn)。 它不費力就可以擴大和縮小。 在和諧的關(guān)系中，電子散開并重新聚合。 監(jiān)視器上的表格只是水面上的漣漪。 本質(zhì)隱藏在下面。
Master Yuan-Ma，《The Book of Programming》
計算機世界里只有數(shù)據(jù)。 你可以讀取數(shù)據(jù)，修改數(shù)據(jù)，創(chuàng)建新數(shù)據(jù) - 但不能提及不是數(shù)據(jù)的東西。 所有這些數(shù)據(jù)都以位的長序列存儲，因此基本相似。
位是任何類型的二值的東西，通常描述為零和一。 在計算機內(nèi)部，他們有一些形式，例如高電荷或低電荷，強信號或弱信號，或 CD 表面上的亮斑點或暗斑點。 任何一段離散信息都可以簡化為零和一的序列，從而以位表示。
例如，我們可以用位來表示數(shù)字 13。 它的原理與十進制數(shù)字相同，但不是 10 個不同的數(shù)字，而只有 2 個，每個數(shù)字的權(quán)重從右到左增加 2 倍。 以下是組成數(shù)字 13 的位，下方顯示數(shù)字的權(quán)重：
0 0 0 0 1 1 0 1
128 64 32 16 8 4 2 1
因此，這就是二進制數(shù)00001101，或者8+4+1，即 13。
值
想象一下位之海 - 一片它們的海洋。 典型的現(xiàn)代計算機的易失性數(shù)據(jù)存儲器（工作存儲器）中，有超過 300 億位。非易失性存儲（硬盤或等價物）往往還有幾個數(shù)量級。
為了能夠在不丟失的情況下，處理這些數(shù)量的數(shù)據(jù)，我們必須將它們分成代表信息片段的塊。 在 JavaScript 環(huán)境中，這些塊稱為值。 雖然所有值都是由位構(gòu)成的，但他們起到不同的作用，每個值都有一個決定其作用的類型。 有些值是數(shù)字，有些值是文本片段，有些值是函數(shù)，等等。
要創(chuàng)建一個值，你只需要調(diào)用它的名字。 這很方便。 你不必為你的值收集建筑材料或為其付費。 你只需要調(diào)用它，然后刷的一下，你就有了它。 當然，它們并不是真正憑空創(chuàng)造的。 每個值都必須存儲在某個地方，如果你想同時使用大量的值，則可能會耗盡內(nèi)存。 幸運的是，只有同時需要它們時，這才是一個問題。 只要你不再使用值，它就會消失，留下它的一部分作為下一代值的建筑材料。
本章將會介紹 JavaScript 程序當中的基本元素，包括簡單的值類型以及值運算符。
數(shù)字
數(shù)字（Number）類型的值即數(shù)字值。在 JavaScript 中寫成如下形式：
13
在程序中使用這個值的時候，就會將數(shù)字 13 以位序列的方式存放在計算機的內(nèi)存當中。
JavaScript使用固定數(shù)量的位（64 位）來存儲單個數(shù)字值。 你可以用 64 位創(chuàng)造很多模式，這意味著可以表示的不同數(shù)值是有限的。 對于N個十進制數(shù)字，可以表示的數(shù)值數(shù)量是10^N。 與之類似，給定 64 個二進制數(shù)字，你可以表示2^64個不同的數(shù)字，大約 18 億億（18 后面有 18 個零）。太多了。
過去計算機內(nèi)存很小，人們傾向于使用一組 8 位或 16 位來表示他們的數(shù)字。 這么小的數(shù)字很容易意外地溢出，最終得到的數(shù)字不能放在給定的位數(shù)中。 今天，即使是裝在口袋里的電腦也有足夠的內(nèi)存，所以你可以自由使用 64 位的塊，只有在處理真正的天文數(shù)字時才需要擔心溢出。
不過，并非所有 18 億億以下的整數(shù)都能放在 JavaScript 數(shù)值中。 這些位也存儲負數(shù)，所以一位用于表示數(shù)字的符號。 一個更大的問題是，也必須表示非整數(shù)。 為此，一些位用于存儲小數(shù)點的位置。 可以存儲的實際最大整數(shù)更多地在 9 億億（15 個零）的范圍內(nèi) - 這仍然相當多。
使用小數(shù)點來表示分數(shù)。
9.81
對于非常大或非常小的數(shù)字，你也可以通過輸入e（表示指數(shù)），后面跟著指數(shù)來使用科學記數(shù)法：
2.998e8
即2.998 * 10^8 = 299,800,000。
當計算小于前文當中提到的 9000 萬億的整數(shù)時，其計算結(jié)果會十分精確，不過在計算小數(shù)的時候精度卻不高。正如（pi）無法使用有限個數(shù)的十進制數(shù)字表示一樣，在使用 64 位來存儲分數(shù)時也同樣會丟失一些精度。雖說如此，但這類丟失精度只會在一些特殊情況下才會出現(xiàn)問題。因此我們需要注意在處理分數(shù)時，將其視為近似值，而非精確值。
算術(shù)
與數(shù)字密切相關(guān)的就是算術(shù)。比如，加法或者乘法之類的算術(shù)運算會使用兩個數(shù)值，并產(chǎn)生一個新的數(shù)字。JavaScript 中的算術(shù)運算如下所示：
100 + 4 * 11
我們把+和*符號稱為運算符。第一個符號表示加法，第二個符號表示乘法。將一個運算符放在兩個值之間，該運算符將會使用其旁邊的兩個值產(chǎn)生一個新值。
但是這個例子的意思是“將 4 和 100 相加，并將結(jié)果乘 11”，還是是在加法之前計算乘法？ 正如你可能猜到的那樣，乘法首先計算。 但是和數(shù)學一樣，你可以通過將加法包在圓括號中來改變它：
(100 + 4) * 11
–運算符表示減法，/運算符則表示除法。
在運算符同時出現(xiàn)，并且沒有括號的情況下，其運算順序根據(jù)運算符優(yōu)先級確定。示例中的乘法運算符優(yōu)先級高于加法。而/運算符和*運算符優(yōu)先級相同，+運算符和–運算符優(yōu)先級也相同。當多個具有相同優(yōu)先級的運算符相鄰出現(xiàn)時，運算從左向右執(zhí)行，比如1–2+1的運算順序是(1–2)+1。
你無需擔心這些運算符的優(yōu)先級規(guī)則，不確定的時候只需要添加括號即可。
還有一個算術(shù)運算符，你可能無法立即認出。 %符號用于表示取余操作。 X % Y是Y除X的余數(shù)。 例如，314 % 100產(chǎn)生14，144 % 12產(chǎn)生0。 余數(shù)的優(yōu)先級與乘法和除法的優(yōu)先級相同。 你還經(jīng)常會看到這個運算符被稱為模運算符。
特殊數(shù)字
在 JavaScript 中有三個特殊的值，它們雖然是數(shù)字，但看起來卻跟一般的數(shù)字不太一樣。
前兩個是Infinity和-Infinity，它們代表正無窮和負無窮。 “無窮減一”仍然是“無窮”，依此類推。 盡管如此，不要過分信任基于無窮大的計算。 它在數(shù)學上不合理，并且很快導致我們的下一個特殊數(shù)字：NaN。
NaN代表“不是數(shù)字”，即使它是數(shù)字類型的值。 例如，當你嘗試計算0/0（零除零），Infinity - Infinity或任何其他數(shù)字操作，它不會產(chǎn)生有意義的結(jié)果時，你將得到此結(jié)果。
字符串
下一個基本數(shù)據(jù)類型是字符串（String）。 字符串用于表示文本。 它們是用引號括起來的：
`Down on the sea`
"Lie on the ocean"
'Float on the ocean'
只要字符串開頭和結(jié)尾的引號匹配，就可以使用單引號，雙引號或反引號來標記字符串。
幾乎所有的東西都可以放在引號之間，并且 JavaScript 會從中提取字符串值。 但少數(shù)字符更難。 你可能難以想象，如何在引號之間加引號。 當使用反引號（`）引用字符串時，換行符（當你按回車鍵時獲得的字符）可能會被包含，而無需轉(zhuǎn)義。
若要將這些字符存入字符串，需要使用下列規(guī)則：當反斜杠（\）出現(xiàn)在引號之間的文本中時，表示緊跟在其后的字符具有特殊含義，我們將其稱之為轉(zhuǎn)義符。當引號緊跟在反斜杠后時，并不意味著字符串結(jié)束，而表示這個引號是字符串的一部分。當字符n出現(xiàn)在反斜杠后時，JavaScript 將其解釋成換行符。以此類推，\t表示制表符，我們來看看下面這個字符串：
"This is the first line\nAnd this is the second"
該字符串實際表示的文本是：
This is the first line
And this is the second
當然，在某些情況下，你希望字符串中的反斜杠只是反斜杠，而不是特殊代碼。 如果兩個反斜杠寫在一起，它們將合并，并且只有一個將留在結(jié)果字符串值中。 這就是字符串“A newline character is written like "\n".”的表示方式：
"A newline character is written like \"\\n\"."
字符串也必須建模為一系列位，以便能夠存在于計算機內(nèi)部。 JavaScript 執(zhí)行此操作的方式基于 Unicode 標準。 該標準為你幾乎需要的每個字符分配一個數(shù)字，包括來自希臘語，阿拉伯語，日語，亞美尼亞語，以及其他的字符。 如果我們?yōu)槊總€字符分配一個數(shù)字，則可以用一系列數(shù)字來描述一個字符串。
這就是 JavaScript 所做的。 但是有一個復雜的問題：JavaScript 的表示為每個字符串元素使用 16 位，它可以描述多達 2 的 16 次方個不同的字符。 但是，Unicode 定義的字符多于此 - 大約是此處的兩倍。 所以有些字符，比如許多 emoji，在 JavaScript 字符串中占據(jù)了兩個“字符位置”。 我們將在第 5 章中回來討論。
我們不能將除法，乘法或減法運算符用于字符串，但是+運算符卻可以。這種情況下，運算符并不表示加法，而是連接操作：將兩個字符串連接到一起。以下語句可以產(chǎn)生字符串"concatenate"：
"con" + "cat" + "e" + "nate"
字符串值有許多相關(guān)的函數(shù)（方法），可用于對它們執(zhí)行其他操作。 我們將在第 4 章中回來討論。
用單引號或雙引號編寫的字符串的行為非常相似 - 唯一的區(qū)別是需要在其中轉(zhuǎn)義哪種類型的引號。 反引號字符串，通常稱為模板字面值，可以實現(xiàn)更多的技巧。 除了能夠跨越行之外，它們還可以嵌入其他值。
`half of 100 is ${100 / 2}`
當你在模板字面值中的$ {}中寫入內(nèi)容時，將計算其結(jié)果，轉(zhuǎn)換為字符串并包含在該位置。 這個例子產(chǎn)生"half of 100 is 50"。
一元運算符
并非所有的運算符都是用符號來表示，還有一些運算符是用單詞表示的。比如typeof運算符，會產(chǎn)生一個字符串的值，內(nèi)容是給定值的具體類型。
console.log(typeof 4.5)
// → number
console.log(typeof "x")
// → string
我們將在示例代碼中使用console.log，來表示我們希望看到求值結(jié)果。更多內(nèi)容請見下一章。
我們所見過的絕大多數(shù)運算符都使用兩個值進行操作，而typeof僅接受一個值進行操作。使用兩個值的運算符稱為二元運算符，而使用一個值的則稱為一元運算符。減號運算符既可用作一元運算符，也可用作二元運算符。
console.log(- (10 - 2))
// → -8
布爾值
擁有一個值，它能區(qū)分兩種可能性，通常是有用的，例如“是”和“否”或“開”和“關(guān)”。 為此，JavaScript 擁有布爾（Boolean）類型，它有兩個值：true和false，它們就寫成這些單詞。
比較
一種產(chǎn)生布爾值的方法如下所示：
console.log(3 > 2)
// → true
console.log(3 < 2)
// → false
>和<符號分別表示“大于”和“小于”。這兩個符號是二元運算符，通過該運算符返回的結(jié)果是一個布爾值，表示其運算是否為真。
我們可以使用相同的方法比較字符串。
console.log("Aardvark" < "Zoroaster")
// → true
字符串排序的方式大致是字典序，但不真正是你期望從字典中看到的那樣：大寫字母總是比小寫字母“小”，所以"Z"<"A"，非字母字符（!，-等）也包含在排序中。 比較字符串時，JavaScript 從左向右遍歷字符，逐個比較 Unicode 代碼。
其他類似的運算符則包括>=（大于等于），<=（小于等于），==（等于）和!=（不等于）。
console.log("Apple" == "Orange")
// → false
在 JavaScript 中，只有一個值不等于其自身，那就是NaN（Not a Number，非數(shù)值）。
console.log(NaN == NaN)
// → false
NaN用于表示非法運算的結(jié)果，正因如此，不同的非法運算結(jié)果也不會相等。
邏輯運算符
還有一些運算符可以應(yīng)用于布爾值上。JavaScript 支持三種邏輯運算符：與（and），或（or）和非（not）。這些運算符可以用于推理布爾值。
&&運算符表示邏輯與，該運算符是二元運算符，只有當賦給它的兩個值均為true時其結(jié)果才是真。
console.log(true && false)
// → false
console.log(true && true)
// → true
||運算符表示邏輯或。當兩個值中任意一個為true時，結(jié)果就為真。
console.log(false || true)
// → true
console.log(false || false)
// → false
感嘆號（!）表示邏輯非，該運算符是一元運算符，用于反轉(zhuǎn)給定的值，比如!true的結(jié)果是false，而!false結(jié)果是true。
在混合使用布爾運算符和其他運算符的情況下，總是很難確定什么時候需要使用括號。實際上，只要熟悉了目前為止我們介紹的運算符，這個問題就不難解決了。||優(yōu)先級最低，其次是&&，接著是比較運算符（>，==等），最后是其他運算符?；谶@些優(yōu)先級順序，我們在一般情況下最好還是盡量少用括號，比如說：
1 + 1 == 2 && 10 * 10 > 50
現(xiàn)在我們來討論最后一個邏輯運算符，它既不屬于一元運算符，也不屬于二元運算符，而是三元運算符（同時操作三個值）。該運算符由一個問號和冒號組成，如下所示。
console.log(true ? 1 : 2);
// → 1
console.log(false ? 1 : 2);
// → 2
這個被稱為條件運算符（或者有時候只是三元運算符，因為它是該語言中唯一的這樣的運算符）。 問號左側(cè)的值“挑選”另外兩個值中的一個。 當它為真，它選擇中間的值，當它為假，則是右邊的值。
空值
有兩個特殊值，寫成null和undefined，用于表示不存在有意義的值。 它們本身就是值，但它們沒有任何信息。
在 JavaScript 語言中，有許多操作都會產(chǎn)生無意義的值（我們會在后面的內(nèi)容中看到實例），這些操作會得到undefined的結(jié)果僅僅只是因為每個操作都必須產(chǎn)生一個值。
undefined和null之間的意義差異是 JavaScript 設(shè)計的一個意外，大多數(shù)時候它并不重要。 在你實際上不得不關(guān)注這些值的情況下，我建議將它們視為幾乎可互換的。
自動類型轉(zhuǎn)換
在引言中，我提到 JavaScript 會盡可能接受幾乎所有你給他的程序，甚至是那些做些奇怪事情的程序。 以下表達式很好地證明了這一點：
console.log(8 * null)
// → 0
console.log("5" - 1)
// → 4
console.log("5" + 1)
// → 51
console.log("five" * 2)
// → NaN
console.log(false == 0)
// → true
當運算符應(yīng)用于類型“錯誤”的值時，JavaScript 會悄悄地將該值轉(zhuǎn)換為所需的類型，并使用一組通常不是你想要或期望的規(guī)則。 這稱為類型轉(zhuǎn)換。 第一個表達式中的null變?yōu)?code>0，第二個表達式中的"5"變?yōu)?code>5（從字符串到數(shù)字）。 然而在第三個表達式中，+在數(shù)字加法之前嘗試字符串連接，所以1被轉(zhuǎn)換為"1"（從數(shù)字到字符串）。
當某些不能明顯映射為數(shù)字的東西（如"five"或undefined）轉(zhuǎn)換為數(shù)字時，你會得到值NaN。 NaN進一步的算術(shù)運算會產(chǎn)生NaN，所以如果你發(fā)現(xiàn)自己在一個意想不到的地方得到了它，需要尋找意外的類型轉(zhuǎn)換。
當相同類型的值之間使用==符號進行比較時，其運算結(jié)果很好預測：除了NaN這種情況，只要兩個值相同，則返回true。但如果類型不同，JavaScript 則會使用一套復雜難懂的規(guī)則來確定輸出結(jié)果。在絕大多數(shù)情況下，JavaScript 只是將其中一個值轉(zhuǎn)換成另一個值的類型。但如果運算符兩側(cè)存在null或undefined，那么只有兩側(cè)均為null或undefined時結(jié)果才為true。
console.log(null == undefined);
// → true
console.log(null == 0);
// → false
這種行為通常很有用。 當你想測試一個值是否具有真值而不是null或undefined時，你可以用==（或!=）運算符將它與null進行比較。
但是如果你想測試某些東西是否嚴格為“false”呢？ 字符串和數(shù)字轉(zhuǎn)換為布爾值的規(guī)則表明，0，NaN和空字符串（""）計為false，而其他所有值都計為true。 因此，像'0 == false'和"" == false這樣的表達式也是真的。 當你不希望發(fā)生自動類型轉(zhuǎn)換時，還有兩個額外的運算符：===和!==。 第一個測試是否嚴格等于另一個值，第二個測試它是否不嚴格相等。 所以"" === false如預期那樣是錯誤的。
我建議使用三字符比較運算符來防止意外類型轉(zhuǎn)換的發(fā)生，避免作繭自縛。但如果比較運算符兩側(cè)的值類型是相同的，那么使用較短的運算符也沒有問題。
邏輯運算符的短路特性
邏輯運算符&&和||以一種特殊的方式處理不同類型的值。 他們會將其左側(cè)的值轉(zhuǎn)換為布爾型，來決定要做什么，但根據(jù)運算符和轉(zhuǎn)換結(jié)果，它們將返回原始的左側(cè)值或右側(cè)值。
例如，當左側(cè)值可以轉(zhuǎn)換為true時，||運算符會返回它，否則返回右側(cè)值。 當值為布爾值時，這具有預期的效果，并且對其他類型的值做類似的操作。
console.log(null || "user")
// → user
console.log("Agnes" || "user")
// → Agnes
我們可以此功能用作回落到默認值的方式。 如果你的一個值可能是空的，你可以把||和備選值放在它之后。 如果初始值可以轉(zhuǎn)換為false，那么你將得到備選值。
&&運算符工作方式與其相似但不相同。當左側(cè)的值可以被轉(zhuǎn)換成false時，&&運算符會返回左側(cè)值，否則返回右側(cè)值。
這兩個運算符的另一個重要特性是，只在必要時求解其右側(cè)的部分。 在true || X的情況下，不管X是什么 - 即使它是一個執(zhí)行某些惡意操作的程序片段，結(jié)果都是true，并且X永遠不會求值。 false && X也是一樣，它是false的，并且忽略X。 這稱為短路求值。
條件運算符以類似的方式工作。 在第二個和第三個值中，只有被選中的值才會求值。
本章小結(jié)
在本章中，我們介紹了 JavaScript 的四種類型的值：數(shù)字，字符串，布爾值和未定義值。
通過輸入值的名稱（true，null）或值（13，"abc"）就可以創(chuàng)建它們。你還可以通過運算符來對值進行合并和轉(zhuǎn)換操作。本章已經(jīng)介紹了算術(shù)二元運算符（+，–，*，/和%），字符串連接符（+），比較運算符（==，!=，===，!==，<，>，<=和>=），邏輯運算符（&&和||）和一些一元運算符（–表示負數(shù)，!表示邏輯非，typeof用于查詢值的類型）。
這為你提供了足夠的信息，將 JavaScript 用作便攜式計算器，但并不多。 下一章將開始將這些表達式綁定到基本程序中。
