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我们从学校里了解到过很多运算符,比如说加号 +
、乘号 *
、减号 -
等。
在本章中,我们将从简单的运算符开始,然后着重介绍 JavaScript 特有的方面,这些是在学校中学习的数学所没有涵盖的。
在正式开始前,我们先简单浏览一下常用术语。
运算元 —— 运算符应用的对象。比如说乘法运算 5 * 2
,有两个运算元:左运算元 5
和右运算元 2
。有时候人们也称其为“参数”而不是“运算元”。
如果一个运算符对应的只有一个运算元,那么它是 一元运算符。比如说一元负号运算符(unary negation)-
,它的作用是对数字进行正负转换:
let x = 1;
x = -x;
alert( x ); // -1,一元负号运算符生效
如果一个运算符拥有两个运算元,那么它是 二元运算符。减号还存在二元运算符形式:
let x = 1, y = 3;
alert( y - x ); // 2,二元运算符减号做减运算
严格地说,在上面的示例中,我们使用一个相同的符号表征了两个不同的运算符:负号运算符,即反转符号的一元运算符,减法运算符,是从另一个数减去一个数的二元运算符。
支持以下数学运算:
+
,-
,*
,/
,%
,**
.前四个都很简单,而 %
和 **
则需要说一说。
取余运算符是 %
,尽管它看起来很像百分数,但实际并无关联。
a % b
的结果是 a
整除 b
的 [余数](余数_百度百科 (baidu.com)))。
例如:
alert( 5 % 2 ); // 1,5 除以 2 的余数
alert( 8 % 3 ); // 2,8 除以 3 的余数
求幂运算 a ** b
将 a
提升至 a
的 b
次幂。
在数学中我们将其表示为 ab。
例如:
alert( 2 ** 2 ); // 2² = 4
alert( 2 ** 3 ); // 2³ = 8
alert( 2 ** 4 ); // 2⁴ = 16
就像在数学计算中一样,幂运算也适用于非整数。
例如,平方根是指数为 ½ 的幂运算:
alert( 4 ** (1/2) ); // 2(1/2 次方与平方根相同)
alert( 8 ** (1/3) ); // 2(1/3 次方与立方根相同)
我们来看一些学校算术未涉及的 JavaScript 运算符的特性。
通常,加号 +
用于求和。
但是如果加号 +
被应用于字符串,它将合并(连接)各个字符串:
let s = "my" + "string";
alert(s); // mystring
注意:只要任意一个运算元是字符串,那么另一个运算元也将被转化为字符串。
举个例子:
alert( '1' + 2 ); // "12"
alert( 2 + '1' ); // "21"
你看,第一个运算元和第二个运算元,哪个是字符串并不重要。
下面是一个更复杂的例子:
alert(2 + 2 + '1' ); // "41",不是 "221"
在这里,运算符是按顺序工作。第一个 +
将两个数字相加,所以返回 4
,然后下一个 +
将字符串 1
加入其中,所以就是 4 + '1' = '41'
。
alert('1' + 2 + 2); // "122",不是 "14"
这里,第一个操作数是一个字符串,所以编译器将其他两个操作数也视为了字符串。2
被与 '1'
连接到了一起,也就是像 '1' + 2 = "12"
然后 "12" + 2 = "122"
这样。
二元 +
是唯一一个以这种方式支持字符串的运算符。其他算术运算符只对数字起作用,并且总是将其运算元转换为数字。
下面是减法和除法运算的示例:
alert( 6 - '2' ); // 4,将 '2' 转换为数字
alert( '6' / '2' ); // 3,将两个运算元都转换为数字
加号 +
有两种形式。一种是上面我们刚刚讨论的二元运算符,还有一种是一元运算符。
一元运算符加号,或者说,加号 +
应用于单个值,对数字没有任何作用。但是如果运算元不是数字,加号 +
则会将其转化为数字。
例如:
// 对数字无效
let x = 1;
alert( +x ); // 1
let y = -2;
alert( +y ); // -2
// 转化非数字
alert( +true ); // 1
alert( +"" ); // 0
它的效果和 Number(...)
相同,但是更加简短。
我们经常会有将字符串转化为数字的需求。比如,如果我们正在从 HTML 表单中取值,通常得到的都是字符串。如果我们想对它们求和,该怎么办?
二元运算符加号会把它们合并成字符串:
let apples = "2";
let oranges = "3";
alert( apples + oranges ); // "23",二元运算符加号合并字符串
如果我们想把它们当做数字对待,我们需要转化它们,然后再求和:
let apples = "2";
let oranges = "3";
// 在二元运算符加号起作用之前,所有的值都被转化为了数字
alert( +apples + +oranges ); // 5
// 更长的写法
// alert( Number(apples) + Number(oranges) ); // 5
从一个数学家的视角来看,大量的加号可能很奇怪。但是从一个程序员的视角,没什么好奇怪的:一元运算符加号首先起作用,它们将字符串转为数字,然后二元运算符加号对它们进行求和。
为什么一元运算符先于二元运算符作用于运算元?接下去我们将讨论到,这是由于它们拥有 更高的优先级。
如果一个表达式拥有超过一个运算符,执行的顺序则由 优先级 决定。换句话说,所有的运算符中都隐含着优先级顺序。
从小学开始,我们就知道在表达式 1 + 2 * 2
中,乘法先于加法计算。这就是一个优先级问题。乘法比加法拥有 更高的优先级。
圆括号拥有最高优先级,所以如果我们对现有的运算顺序不满意,我们可以使用圆括号来修改运算顺序,就像这样:(1 + 2) * 2
。
在 JavaScript 中有众多运算符。每个运算符都有对应的优先级数字。数字越大,越先执行。如果优先级相同,则按照由左至右的顺序执行。
这是一个摘抄自 Mozilla 的 优先级表(你没有必要把这全记住,但要记住一元运算符优先级高于二元运算符):
优先级 | 名称 | 符号 |
---|---|---|
… | … | … |
15 | 一元加号 | + |
15 | 一元负号 | - |
14 | 求幂 | ** |
13 | 乘号 | * |
13 | 除号 | / |
12 | 加号 | + |
12 | 减号 | - |
… | … | … |
2 | 赋值符 | = |
… | … | … |
我们可以看到,“一元加号运算符”的优先级是 15
,高于“二元加号运算符”的优先级 12
。这也是为什么表达式 "+apples + +oranges"
中的一元加号先生效,然后才是二元加法。
我们知道赋值符号 =
也是一个运算符。从优先级表中可以看到它的优先级非常低,只有 2
。
这也是为什么,当我们赋值时,比如 x = 2 * 2 + 1
,所有的计算先执行,然后 =
才执行,将计算结果存储到 x
。
let x = 2 * 2 + 1;
alert( x ); // 5
=
是一个运算符,而不是一个有着“魔法”作用的语言结构。
在 JavaScript 中,所有运算符都会返回一个值。这对于 +
和 -
来说是显而易见的,但对于 =
来说也是如此。
语句 x = value
将值 value
写入 x
然后返回 value。
下面是一个在复杂语句中使用赋值的例子:
let a = 1;
let b = 2;
let c = 3 - (a = b + 1);
alert( a ); // 3
alert( c ); // 0
上面这个例子,(a = b + 1)
的结果是赋给 a
的值(也就是 3
)。然后该值被用于进一步的运算。
有趣的代码,不是吗?我们应该了解它的工作原理,因为有时我们会在 JavaScript 库中看到它。
不过,请不要写这样的代码。这样的技巧绝对不会使代码变得更清晰或可读。
另一个有趣的特性是链式赋值:
let a, b, c;
a = b = c = 2 + 2;
alert( a ); // 4
alert( b ); // 4
alert( c ); // 4
链式赋值从右到左进行计算。首先,对最右边的表达式 2 + 2
求值,然后将其赋给左边的变量:c
、b
和 a
。最后,所有的变量共享一个值。
同样,出于可读性,最好将这种代码分成几行:
c = 2 + 2;
b = c;
a = c;
这样可读性更强,尤其是在快速浏览代码的时候。
我们经常需要对一个变量做运算,并将新的结果存储在同一个变量中。
例如:
let n = 2;
n = n + 5;
n = n * 2;
可以使用运算符 +=
和 *=
来缩写这种表示。
let n = 2;
n += 5; // 现在 n = 7(等同于 n = n + 5)
n *= 2; // 现在 n = 14(等同于 n = n * 2)
alert( n ); // 14
所有算术和位运算符都有简短的“修改并赋值”运算符:/=
和 -=
等。
这类运算符的优先级与普通赋值运算符的优先级相同,所以它们在大多数其他运算之后执行:
let n = 2;
n *= 3 + 5;
alert( n ); // 16 (右边部分先被计算,等同于 n *= 8)
对一个数进行加一、减一是最常见的数学运算符之一。
所以,对此有一些专门的运算符:
自增 ++
将变量与 1 相加:
let counter = 2;
counter++; // 和 counter = counter + 1 效果一样,但是更简洁
alert( counter ); // 3
自减 --
将变量与 1 相减:
let counter = 2;
counter--; // 和 counter = counter - 1 效果一样,但是更简洁
alert( counter ); // 1
⚠️重要:
自增/自减只能应用于变量。试一下,将其应用于数值(比如
5++
)则会报错。
运算符 ++
和 --
可以置于变量前,也可以置于变量后。
counter++
。++counter
。两者都做同一件事:将变量 counter
与 1
相加。
那么它们有区别吗?有,但只有当我们使用 ++/--
的返回值时才能看到区别。
详细点说。我们知道,所有的运算符都有返回值。自增/自减也不例外。前置形式返回一个新的值,但后置返回原来的值(做加法/减法之前的值)。
为了直观看到区别,看下面的例子:
let counter = 1;
let a = ++counter; // (*)
alert(a); // 2
(*)
所在的行是前置形式 ++counter
,对 counter
做自增运算,返回的是新的值 2
。因此 alert
显示的是 2
。
下面让我们看看后置形式:
let counter = 1;
let a = counter++; // (*) 将 ++counter 改为 counter++
alert(a); // 1
(*)
所在的行是后置形式 counter++
,它同样对 counter
做加法,但是返回的是 旧值(做加法之前的值)。因此 alert
显示的是 1
。
总结:
如果自增/自减的值不会被使用,那么两者形式没有区别:
let counter = 0;
counter++;
++counter;
alert( counter ); // 2,以上两行作用相同
如果我们想要对变量进行自增操作,并且 需要立刻使用自增后的值,那么我们需要使用前置形式:
let counter = 0;
alert( ++counter ); // 1
如果我们想要将一个数加一,但是我们想使用其自增之前的值,那么我们需要使用后置形式:
let counter = 0;
alert( counter++ ); // 0
ℹ️自增/自减和其它运算符的对比
++/--
运算符同样可以在表达式内部使用。它们的优先级比绝大部分的算数运算符要高。举个例子:
let counter = 1; alert( 2 * ++counter ); // 4
- 1
- 2
与下方例子对比:
let counter = 1; alert( 2 * counter++ ); // 2,因为 counter++ 返回的是“旧值”
- 1
- 2
尽管从技术层面上来说可行,但是这样的写法会降低代码的可阅读性。在一行上做多个操作 —— 这样并不好。
当阅读代码时,快速的视觉“纵向”扫描会很容易漏掉
counter++
,这样的自增操作并不明显。我们建议用“一行一个行为”的模式:
let counter = 1; alert( 2 * counter ); counter++;
- 1
- 2
- 3
- 4
位运算符把运算元当做 32 位整数,并在它们的二进制表现形式上操作。
这些运算符不是 JavaScript 特有的。大部分的编程语言都支持这些运算符。
下面是位运算符:
&
)|
)^
)~
)<<
)>>
)>>>
)这些运算符很少被使用,一般是我们需要在最低级别(位)上操作数字时才使用。我们不会很快用到这些运算符,因为在 Web 开发中很少使用它们,但在某些特殊领域中,例如密码学,它们很有用。当你需要了解它们的时候,可以阅读 MDN 上的 【位操作符】章节。
逗号运算符 ,
是最少见最不常使用的运算符之一。有时候它会被用来写更简短的代码,因此为了能够理解代码,我们需要了解它。
逗号运算符能让我们处理多个语句,使用 ,
将它们分开。每个语句都运行了,但是只有最后的语句的结果会被返回。
举个例子:
let a = (1 + 2, 3 + 4);
alert( a ); // 7(3 + 4 的结果)
这里,第一个语句 1 + 2
运行了,但是它的结果被丢弃了。随后计算 3 + 4
,并且该计算结果被返回。
ℹ️逗号运算符的优先级非常低
请注意逗号运算符的优先级非常低,比
=
还要低,因此上面你的例子中圆括号非常重要。如果没有圆括号:
a = 1 + 2, 3 + 4
会先执行+
,将数值相加得到a = 3, 7
,然后赋值运算符=
执行a = 3
,然后逗号之后的数值7
不会再执行,它被忽略掉了。相当于(a = 1 + 2), 3 + 4
。
为什么我们需要这样一个运算符,它只返回最后一个值呢?
有时候,人们会使用它把几个行为放在一行上来进行复杂的运算。
举个例子:
// 一行上有三个运算符
for (a = 1, b = 3, c = a * b; a < 10; a++) {
...
}
这样的技巧在许多 JavaScript 框架中都有使用,这也是为什么我们提到它。但是通常它并不能提升代码的可读性,使用它之前,我们要想清楚。
重要程度: 5
以下代码中变量 a
、b
、c
、d
的最终值分别是多少?
let a = 1, b = 1;
let c = ++a; // ?
let d = b++; // ?
解决方案
答案如下:
a = 2
b = 2
c = 2
d = 1
let a = 1, b = 1; alert( ++a ); // 2,前置运算符返回最新值 alert( b++ ); // 1,后置运算符返回旧值 alert( a ); // 2,自增一次 alert( b ); // 2,自增一次
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
重要程度: 3
下面这段代码运行完成后,代码中的 a
和 x
的值是多少?
let a = 2;
let x = 1 + (a *= 2);
解决方案
答案如下:
a = 4
(乘以 2)x = 5
(相当于计算 1 + 4)
重要程度: 5
下面这些表达式的结果是什么?
"" + 1 + 0
"" - 1 + 0
true + false
6 / "3"
"2" * "3"
4 + 5 + "px"
"$" + 4 + 5
"4" - 2
"4px" - 2
" -9 " + 5
" -9 " - 5
null + 1
undefined + 1
" \t \n" - 2
好好思考一下,把它们写下来然后和答案比较一下。
解决方案
"" + 1 + 0 = "10" // (1) "" - 1 + 0 = -1 // (2) true + false = 1 6 / "3" = 2 "2" * "3" = 6 4 + 5 + "px" = "9px" "$" + 4 + 5 = "$45" "4" - 2 = 2 "4px" - 2 = NaN " -9 " + 5 = " -9 5" // (3) " -9 " - 5 = -14 // (4) null + 1 = 1 // (5) undefined + 1 = NaN // (6) " \t \n" - 2 = -2 // (7)
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 有字符串的加法
"" + 1
,首先会将数字1
转换为一个字符串:"" + 1 = "1"
,然后我们得到"1" + 0
,再次应用同样的规则得到最终的结果。- 减法
-
(像大多数数学运算一样)只能用于数字,它会使空字符串""
转换为0
。- 带字符串的加法会将数字
5
加到字符串之后。- 减法始终将字符串转换为数字,因此它会使
" -9 "
转换为数字-9
(忽略了字符串首尾的空格)。null
经过数字转换之后会变为0
。undefined
经过数字转换之后会变为NaN
。- 字符串转换为数字时,会忽略字符串的首尾处的空格字符。在这里,整个字符串由空格字符组成,包括
\t
、\n
以及它们之间的“常规”空格。因此,类似于空字符串,所以会变为0
。
重要程度: 5
这里有一段代码,要求用户输入两个数字并显示它们的总和。
它的运行结果不正确。下面例子中的输出是 12
(对于默认的 prompt 的值)。
为什么会这样?修正它。结果应该是 3
。
let a = prompt("First number?", 1);
let b = prompt("Second number?", 2);
alert(a + b); // 12
解决方案
原因是 prompt 以字符串的形式返回用户的输入。
所以变量的值分别为
"1"
和"2"
。let a = "1"; // prompt("First number?", 1); let b = "2"; // prompt("Second number?", 2); alert(a + b); // 12
- 1
- 2
- 3
- 4
我们应该做的是,在
+
之前将字符串转换为数字。例如,使用Number()
或在prompt
前加+
。例如,就在
prompt
之前加+
:let a = +prompt("First number?", 1); let b = +prompt("Second number?", 2); alert(a + b); // 3
- 1
- 2
- 3
- 4
或在
alert
中:let a = prompt("First number?", 1); let b = prompt("Second number?", 2); alert(+a + +b); // 3
- 1
- 2
- 3
- 4
在最新的代码中,同时使用一元和二元的
+
。看起来很有趣,不是吗?