JavaScript中比较运算的详细总结

前言

在javascript开发中，比较操作是十分常见的。由于显式/隐式强制类型转换机制的存在，我们在使用比较运算时显得过于随意，也许表面上看并没有什么错误（比如在if()语句中判断两值相等时顺手就写成 == ），但是这可能会埋下很多不易发现的隐患。对于比较操作（相等关系和不等关系），在javascript中其实是有一套完善的机制的。本文依据ES5规范《ECMAScript Language Specification ECMA-262
5.1 Edition / June 2011》的11.8节和11.9节：

对javascript中比较操作相关内容进行系统总结。

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相等比较

严格相等

严格相等指“===”，它不允许比较双方进行强制类型转换。因此，问题考虑变得简单，对于x === y，javascript引擎在进行判断时所遵循的算法如下：

1. 如果x和y的数据类型不同，返回false。
2. 如果x是undefined，返回true。
3. 如果x是null，返回true。
4. 如果x是number类型：
   　4.1 如果x是NaN，返回false。
   　4.2 如果y是NaN，返回false。
   　4.3 如果x和y的值相等，返回true。
   　4.4 如果x是+0，y是-0，返回true。
   　4.5 如果x是-0，y是+0，返回true。
   　4.6 否则，返回false。
5. 如果x是string类型，如果x和y是长度相等且对应位置上字符相同的序列，返回true；否则返回false。
6. 如果x是Boolean类型，如果x和y均为true或者x和y均为false，返回true；否则，返回false。
7. 如果x是对象（普通对象，函数，数组等），那么如果x和y指向同一个对象（是内存中同一个对象的引用），返回true；否则，返回false。

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宽松相等

宽松相等指“==”，它会对比较双方进行隐式强制类型转换。下面先根据ES5规范进行系统说明：

1. 如果x和y的数据类型相同：
   　1.1 如果x的类型是undefined，返回true。
   　1.2 如果x的类型是null，返回true。
   　1.3 如果x的类型是number：
   　　1.3.1 如果x是NaN，返回false。
   　　1.3.2 如果y是NaN，返回false。
   　　1.3.3 如果x和y的值相同，返回true。
   　　1.3.4 如果x是+0，y是-0，返回true。
   　　1.3.5 如果x是-0，y是+0，返回true。
   　　1.3.6 否则，返回false。
   　1.4 如果x是string类型，如果x和y是长度相等且对应位置上字符相同的序列，返回true；否则返回false。
   　1.5 如果x是Boolean类型，如果x和y均为true或者x和y均为false，返回true；否则，返回false。
   　1.6 如果x是对象（普通对象，函数，数组等），那么如果x和y指向同一个对象（是内存中同一个对象的引用），返回true；否则，返回false。
2. 如果x是null，y是undefined，返回true。
3. 如果x是undefined，y是null，返回true。
4. 如果x是number类型，y是string类型，则对y进行类型转换，转换为number类型，返回 x == ToNumber(y) 的结果（参见上述1.3）。
5. 如果x是string类型，y是number类型，则对x进行类型转换，转换为number类型，返回 ToNumber(x) == y 的结果（参见上述1.3）。
6. 如果x是Boolean类型，则对x进行类型转换，转换为number类型，返回 ToNumber(x) == y 的结果（此时y的类型还是不确定的，应将其转换为number类型后进行比较）。
7. 如果y是Boolean类型，则对y进行类型转换，转换为number类型，返回 x == ToNumber(y) 的结果（此时x的类型还是不确定的，应将其转换为number类型后进行比较）。
8. 如果x是string类型或者number类型，y是一个对象（普通对象，函数，数组等），则对y进行类型转换---使用内置的[[ToPrimitive]]方法转换（该方法简单来说，就是先调用该对象上的valueOf()方法，如果有该方法且返回基本类型值，就使用该值进行强制类型转换；如果不存在，就调用该对象上的toString()方法，如果有该方法，就使用其返回值来进行强制类型转换；如果这两个方法都不存在，就产生TypeError错误。），返回 x == ToPrimitive(y) 的结果。
9. 如果x是一个对象（普通对象，函数，数组等），y是string类型或者number类型，则对x进行类型转换---使用内置的[[ToPrimitive]]，返回 ToPrimitive(x) == y 的结果。
10. 否则（非上述所有情况），返回false。

注：针对以上10条有几点注意事项：
1.对a,b强制按字符串string类型进行比较，可采用如下方法：
"" + a == "" + b

2.对a,b强制按数字number类型进行比较，可采用如下方法：
+a == +b

3.对a,b强制按布尔值boolean类型进行比较，可采用如下方法：
!!a == !!b

4.相等比较操作有以下恒等性：

• A != B 等价于 !(A == B)
• A == B 等价于 B == A (除非A B有顺序上的互相计算关系)

5.相等操作并不是总具有传递性。
new String("a") == "a" 和 "a" == new String("a") 结果都返回true；
new String("a") == new String("a") 却返回false。
因为new String("a")是一个对象，按照上述规则会被转换为"a"，因此相等；而new String("a") == new String("a")，==左右两边是两个不同的对象，在内存中位于不同地址，因此结果返回false。

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由于强制类型转换的存在，宽松相等的情况变得复杂，比较容易出现问题的有以下几种：

更改内置原生原型后的相等比较

Number.prototype.valueOf = function(){
    return 3;
}

new Number(2) == 3; // true

这只是为了说明这种情况的存在，应该不会有人这么去改原型上的方法。

假值的相等比较

这部分应该是比较复杂的：

"0" == null;            
//false
"0" == undefined;           
//false

"0" == false;           
//true
"0" == NaN;         
//false
"0" == 0;           
//true
"0" == "";          
//false

false == null;      
//false
false == undefined; 
//false
false == NaN;       
//false
false == 0;         
//true
false == "";        
//true
false == [];        
//true
false == {};        
//false

"" == null;         
//false
"" == undefined;    
//false
"" == NaN;          
//false
"" == 0;            
//true
"" == [];           
//true
"" == {};           
//false

0 == null;          
//false
0 == undefined;     
//false
0 == NaN;           
//false
0 == [];            
//true
0 == {};            
//false

解释如下：

"0" == null;        
//false：null转换为"null"
"0" == undefined;   
//false：undefined转换为"undefined"
"0" == false;       
//true：false转换为0；"0"转换为0
"0" == NaN;         
//false：NaN转换为"NaN"
"0" == 0;           
//true："0"转换为0
"0" == "";          
//false：都是字符串，值不同

false == null;      
//false：false转换为0；null转换为"null"，进而转换为数字，得到NaN
false == undefined; 
//false：false转换为0；undefined转换为"undefined"，进而转换为数字，得到NaN
false == NaN;       
//false：false转换为0；与NaN不同
false == 0;         
//true：false转换为0
false == "";        
//true：false转换为0；""转换为0
false == [];        
//true：false转换为0；[]转换为0
false == {};        
//false：false转换为0；{}转换为NaN

"" == null;         
//false：""转换为0；null转换为"null"，进而转换为数字，得到NaN
"" == undefined;    
//false：""转换为0；undefined转换为"undefined"，进而转换为数字，得到NaN
"" == NaN;          
//false：""转换为0；与NaN不同
"" == 0;            
//true：""转换为0
"" == [];           
//true：""转换为0；[]转换为0
"" == {};           
//false：""转换为0；{}转换为NaN

0 == null;          
//false：null转换为"null"，进而转换为数字，得到NaN
0 == undefined;     
//false：undefined转换为"undefined"，进而转换为数字，得到NaN
0 == NaN;           
//false：0与NaN不同
0 == [];            
//true：[]转换为0
0 == {};            
//false：{}转换为NaN

一些极端情况

a. [] == ![]; //true
　　[]被转换为0，![]被转换为false，进而被转换为0。
b. 2 == [2]; //true
　　[2]调用数组的valueOf()方法，返回"2"，进而被转换为2。
c. "" == [null]; //true
　　[null]调用数组的valueOf()方法，进而调用toString()方法，返回""。

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一些选用的原则

1. 如果==两边有true或者false（指本身，不是经过类型转换以后的），绝对不使用==。
2. 如果==两边有[]，""，0，尽量不使用==。
3. ==和===选取哪一个取决于是否允许比较双方进行强制类型转换。
4. 不应该一味地使用===来避免考虑这些可能的问题，因为有时候隐式类型转换可以让代码更加简洁，只要用的对。‘
5. typeof x == "function"、typeof x ！= "undefined"这样的用法是完全正确且安全的，开发中也常用。

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经典的相等比较关系图

GitHub上有一个经典的比较关系图，http://dorey.github.io/JavaScript-Equality-Table/，以表格的形式系统总结了宽松相等==，严格相等===，if()条件语句中使用不同数据类型对应的结果，很有意义：

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不等比较

!= 和 !==

只要搞清楚上面详细描述的==和===，对应取反即可。

> < >= <=

这些比较的基础是 x < y:

x < y会返回true或者false或者undefined。如果返回undefined，说明x,y两者至少有一个是NaN。比较算法中需要使用一个布尔值的标记LeftFirst作为参数。这个参数的作用是控制可能具有副作用的操作作用于x和y的顺序。这个标志是有必要的，因为在ECMAScript指定了从左到右的运算顺序，LeftFirst的默认值是true，表示x的表达式是在y的表达式左边的。如果LeftFirst值为false，情况相反，表明关于y的操作必须先于x进行。据此，比较操作规则如下：

1. 如果LeftFirst值为true：
   　1.1 ToPrimitive(x, hint Number)的结果记为px
   　1.2 ToPrimitive(y, hint Number)的结果记为py
2. 否则，运算顺序改为从右向左：
   　2.1 ToPrimitive(y, hint Number)的结果记为py
   　2.2 ToPrimitive(x, hint Number)的结果记为px
3. 经过如上转换，如果px和py至少有一个的类型不为string：
   　3.1 ToNumber(px)的结果记为nx
   　3.2 ToNumber(py)的结果记为ny
   　3.3 如果nx是NaN，返回undefined
   　3.4 如果ny是NaN，返回undefined
   　3.5 如果nx和ny的值相同，返回false
   　3.6 如果nx是+0，ny是-0，返回false
   　3.7 如果nx是-0，ny是+0，返回false
   　3.8 如果nx是+Infinity，返回false
   　3.9 如果ny是+Infinity，返回true
   　3.10 如果ny是-Infinity，返回false
   　3.11 如果nx是-Infinity，返回true
   　3.12 如果nx的值小于ny，返回true；否则，返回false
4. 如果px和py都是string：
   　4.1 如果py是px的前缀，返回false
   　4.2 如果px是py的前缀，返回true
   　4.3 设置变量k，k表示px和py对应位上出现不同值时，位置的索引。
   　4.4 记px的位置k上的字母对应的字符编码值为m
   　4.5 记py的位置k上的字母对应的字符编码值为n
   　4.6 如果m < n，返回true；否则返回false

因此，> < >= <=就有如下的规则：

RelationalExpression > ShiftExpression

1. 记lref为RelationalExpression的运算结果值。
2. 记lval为lref类型转换后获取的value值。
3. 记rref为ShiftExpression的运算结果值。
4. 记rval为rref类型转换后获取的value值。
5. 设LeftFirst为false，将rval < lval按照上述规则进行运算，结果为r。
6. 如果r是undefined返回false，否则返回r。

RelationalExpression < ShiftExpression

1. 记lref为RelationalExpression的运算结果值。
2. 记lval为lref类型转换后获取的value值。
3. 记rref为ShiftExpression的运算结果值。
4. 记rval为rref类型转换后获取的value值。
5. 将lval < rval按照上述规则进行运算，结果为r。
6. 如果r是undefined返回false，否则返回r。

RelationalExpression >= ShiftExpression

1. 记lref为RelationalExpression的运算结果值。
2. 记lval为lref类型转换后获取的value值。
3. 记rref为ShiftExpression的运算结果值。
4. 记rval为rref类型转换后获取的value值。
5. 设LeftFirst为false，将rval < lval按照上述规则进行运算，结果为r。
6. 如果r是true或者undefined返回false，否则返回true。

RelationalExpression <= ShiftExpression

1. 记lref为RelationalExpression的运算结果值。
2. 记lval为lref类型转换后获取的value值。
3. 记rref为ShiftExpression的运算结果值。
4. 记rval为rref类型转换后获取的value值。
5. 将lval < rval按照上述规则进行运算，结果为r。
6. 如果r是true或者undefined返回false，否则返回true。