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JavaScript深入理解之undefined与null

配图7-1

写在前面

JavaScript中有两个特殊的值,undefined与null。平常在写项目时,遇到需要判断一个值是否为空的时候,我总会想到undefined与null。既然都是代表空值(以前我就是这么认为的),那么它们有没有区别呢?反正我是一直傻傻分不清楚,看了又忘了。最近查阅了一些资料,才发现自己以前真的是误解它们了,知错就改,下面总结一下它们的用法和区别。

基本数据类型

在介绍undefined与null之前,我们先来了解一下ECMAScript中的数据类型。在ECMAScript中有五种简单数据类型(也称为基本数据类型): Undefined、Null、Boolean、Number 和 String 。还有一种复杂数据类型——Object。

没错,首字母大写的Undefined与Null其实都属于ECMAScript中的基本数据类型。这两个数据类型是五种数据类型中最特殊的两个类型,因为它们都只有唯一的一个值,分别是undefined与null,就是我们今天要介绍的两个主角。

Undefined 类型

定义

上面我们说过了,Undefined类型只有一个值,就是特殊的undefined,在两种情况下我们会得到undefined:

  1. 声明了一个变量,但未对其初始化时,这个变量的值就是undefined。

    var data;
    console.log(data === undefined); //true
    复制代码

    那么我么是否可以显式地把一个变量初始化为undefined呢,答案是可以的。

    var data = undefined;
    console.log(data === undefined); //true
    
    var value = 1;
    console.log(data); //1
    
    value = undefined;
    console.log(data === undefined); // true
    复制代码

    一般而言,我们不存在需要显式地把一个变量设置为undefined值的情况,因为对于未经初始化的值默认就会取得undefined值,而已经初始化的值再将其赋值为undefined来表示空值是没有意义且不可取的。况且字面值undefined的主要目的以用于比较,来区分空对象指针(后面我们会介绍到这指的就是null)与未经初始化的变量的情况。

  2. 对未定义的变量执行typeof操作符也会返回undefined

    //data变量未定义
    var value;
    
    console.log(typeof data); // "undefined"
    console.log(typeof value); // "undefined"
    复制代码

    这里我们没有使用===来判断,因为对于尚未声明过的变量,我们只能执行一项操作,即使用typeof操作符检测其数据类型,使用其他的操作都会报错。

    //data变量未定义
    
    console.log(data === undefined); //报错
    复制代码

    结果表明对未初始化和未声明的变量执行typeof操作符都返回了undefined值,这个结果有其逻辑上的合理性。因为虽然这两种变量从技术角度看有本质区别,但实际上无论对哪种变量也不可能执行真正的操作。

还有其他几种情况也会返回undefined,比如一个函数如果没有使用return语句指定返回值,就会返回一个undefined值,或者调用函数时没有传参数值,参数同样也会被初始化为undefined值。这些都是属于上面两种情况在代码中的体现,这里就不单独解释了。

全局属性 window.undefined

从上面的例子我们可以看出,无论我们是否初始化过变量,都可以给变量赋值为undefined。其实这里用于赋值的undefined不是一个值,它是一个属性名,undefined是全局对象的一个属性,也就是说,它是全局作用域的一个变量,即window.undefined,而window.undefined这个属性的值才是前面所说的原始值undefined。data = undefined;这就相当于把一个变量window.undefined的值赋值给另一个变量data,这个值就是原始值undefined。其实在JavaScript代码中,我们看到的undefined大多数情况指的都是window.undefined(本篇文章中多数情况下也是,原始值undefined除外),原始值undefined多数情况下只存在于文档或规范中,不存在于JavaScript代码中(具体可以理解为代码中参与判断、比较或赋值的都是window.undefined,而在控制台中输出,或函数中返回的则是原始值undefined)。

console.log(window.undefined); //原始值undefined
复制代码

注意,在ES3之前其实是没有原始值undefined这个值的,第三版引入这个值,其实是为了正式区分空对象指针(后面我们会介绍到这指的就是null)与未经初始化的变量。在ES3中,window.undefined就是一个普通的属性,我们完全可以把它的值改为任何真值。但从ES5之后,window.undefined成了一个不可写,不可配置的数据属性,它的值永远是undefined。

局部属性 undefined

大家可能注意到了,上面我提到的是在大多数情况下undefined指的都是window.undefined,那还有什么其他情况吗?其实在ECMAScript中,undefined不是一个保留字,这意味着什么呢?也就是说我们可以将undefined作为一个局部变量来使用,就像局部作用域中任何其他普通变量一样,没有任何特殊性,我们可以对其赋予任何类型的值。

(function() {
    var undefined = 'not is undefined';
    console.log(undefined); //"not is undefined"
    console.log(typeof undefined) // "string"
})()
复制代码

我们可以看到undefined的值和类型都已经改变,这样的做法是非常不友好的,这样会使我们的代码难以维护和排错。

undefined 判断

如何判断一个变量是否为undefined,这里有两种方法。

  1. 使用严格相等符===或不相等操作符!==来决定一个变量是否拥有值,这里不使用标准相等操作符==,是因为标准相等符还会会检查变量是不是为null,但是严格相等操作符不会检查。null不等同于undefined,这点我们会在后面讲到。

  2. 使用typeof操作符,这种方式我们在上面已经使用过了,对未定义的变量检测时只能使用这种方式,要不然会出现报错。

void 0

上面我们提到过了,undefined作为局部变量使用是可以被重写的,那么如果我们使用下面这种判断方式,是有风险的。

if(data === undefined){
    //do something
}
复制代码

那么我们怎样做才能确保万无一失呢?让我们先来了解一下void运算符,官方文档是这样解释的:

The void operator evaluates the given expression and then returns undefined.

void 运算符 对给定的表达式进行求值,然后返回 undefined

什么意思呢?就是使用void对后面的表达式求值,无论结果是多少,都会返回原始值undefined。因此我们可以用void 0来代替undefined进行判断,因为void 0始终返回的都是原始值undefined。

   var data;
   console.log(data === void 0); //true
复制代码

Null类型

定义

Null类型是第二个只有一个值的数据类型,这个特殊的值就是null。值 null 是一个字面量,它不像undefined 是全局对象的一个属性。从逻辑角度来看,null值表示一个空对象指针,指示变量未指向任何对象。把 null 作为尚未创建的对象,也许更好理解。在 APIs 中,null 常在返回类型是对象,但没关联值的地方使用,就像下面一个例子。

   //document.getElementById() 可以返回对拥有指定 ID 的第一个对象的引用

   var $container = document.getElementById("container"); // 注意:container是不存在的

   console.log($container); // null
复制代码

typeof null

当我们使用typeof操作符检测null值,我们理所应当地认为应该返"Null"类型呀,但是事实返回的类型却是"object"。

   var data = null;
   console.log(typeof data); // "object"
复制代码

是不是很奇怪?其实我们可以从两方面来理解这个结果

  • 一方面从逻辑角度来看,null值表示一个空对象指针,它代表的其实就是一个空对象,所以使用typeof操作符检测时返回"object"也是可以理解的。

  • 另一方面,其实在JavaScript 最初的实现中,JavaScript 中的值是由一个表示类型的标签和实际数据值表示的。对象的类型标签是 0。由于 null 代表的是空指针(大多数平台下值为 0x00),因此,null的类型标签也成为了 0,typeof null就错误的返回了"object"。在ES6中,当时曾经有提案为历史平凡, 将type null的值纠正为null, 但最后提案被拒了,所以还是保持"object"类型。

null 判断

null的判断可以使用严格相等符===或不相等操作符!==判断,不使用标准相等符的原因是因为undefined会影响判断结果。和undefined不一样,不能使用typeof来判断一个值是否为null,原因上边已经讲了,使用typeof来检测null会返回"object",这样的话我们是没办法判断的。

   if(data === null){
       console.log("data中没有保存对象引用!");
   }
复制代码

null 使用

那么我们在什么情况下需要将变量赋值为null呢?这里我想到的有两种情况。

  • 如果定义的变量在将来用于保存对象,那么最好将该变量初始化为null,而不是其他值。换句话说,只要意在保存对象的变量还没有真正保存对象,就应该明确地让该变量保存null值,这样有助于进一步区分null和undefined。

  • 当一个数据不再需要使用时,我们最好通过将其值设置为null来释放其引用,这个做法叫做解除引用。不过解除一个值的引用并不意味着自动回收改值所占用的内存。解除引用的真正作用是让值脱离执行环境,以便垃圾收集器在下次运行时将其回收。解除引用还有助于消除有可能出现的循环引用的情况。这一做法适用于大多数全局变量和全局对象的属性,局部变量会在它们离开执行环境时(函数执行完时)自动被解除引用。

undefined 与 null

实际上undefined值是派生自null值的,因此ECMA-262规定对它们的相等性测试要返回true:

   console.log(null == undefined); //true
复制代码

因为使用的是标准相等符==,这个操作符出于目的会转换其操作数为相同类型后再做比较,如果我们使用严格相等符比较,我们会发现它们是不相等的,因为严格相等符不会进行类型转换,然而undefined与null属于不同的类型,所以不相等。

   console.log(null === undefined); //false
复制代码

尽管null和undefined有这样的关系,但上面我们已经提到过了,它们的用途完全不同,我们在平常使用时一定要学会区分。

参考文献

《JavaScript高级程序设计(第三版)》
JavaScript中undefined和null的区别
JavaScript 参考文档 null
JavaScript 参考文档 undefined
JavaScript 参考文档 typeof
(void 0) 与 undefined 之间的小九九

写在最后

花了一些时间来总结undefined与null的用法和区别,以前一直没有注意,经过这次总结才发现它们所代表的的意义和用法完全不同。可能在平常使用的时候我们不需要考虑这么多问题,但通过重新看一些东西,总结一些东西,通过这样的方式对我来说收获挺大的。本篇文章纯属个人的学习总结,如果文章中存在错误的地方,希望大家可以向我指出。

本篇文章发表在个人博客CavsZhouyou's Blog上,欢迎大家参观!

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