运算符
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。
在这个章节,我们将关注一些在学校数学课程中没有涵盖的运算符。
术语:「一元运算符」、「二元运算符」、「运算元」
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」。 -
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进制运算符。
字符串连接功能,二元运算符 +
下面,让我们看一下在学校数学课程范围外的 JavaScript 运算符特性。
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:只要其中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"
可以看出,字符串在前和在后并不影响这个规则。简单来说:如果任一运算元是字符串,那么其它运算元也将被转化为字符串。
但是,请注意:运算符的运算方向是由左至右。如果是两个数字,后面再跟一个字符串,那么两个数字会先相加,再转化为字符串:
alert(2 + 2 + '1' ); // "41" 而不是 "221"
字符串连接和转化是二元运算符加号 +
的一个特性。其它的数学运算符都只对数字有效。通常,他们会把运算元转化为数字。
举个例子,减法和除法:
alert( 2 - '1' ); // 1
alert( '6' / '2' ); // 3
数字转化功能,一元运算符 +
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。如果我们想对他们求和,该怎么办?
二元运算符加号会把他们合并成字符串:
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,他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。
运算符优先级
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 |
---|---|---|
... | ... | ... |
16 | 一元加号 | + |
16 | 一元负号 | - |
14 | 乘号 | * |
14 | 除号 | / |
13 | 加号 | + |
13 | 减号 | - |
... | ... | ... |
3 | 赋值符 | = |
... | ... | ... |
我们可以看到,「一元运算符加号」的优先级是 16
,高于「二元运算符加号」的优先级 13
。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。
赋值运算符
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 3
。
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
链式赋值也是可以的:
let a, b, c;
a = b = c = 2 + 2;
alert( a ); // 4
alert( b ); // 4
alert( c ); // 4
链式赋值由右向左执行。首先执行最右侧表达式 2 + 2
,然后将结果赋值给左侧:c
、b
、a
。最后,所有的变量都共享一个值。
赋值运算符
\"=\"
会返回一个值每个运算符都有一个返回值。对于以加号
+
或者乘号*
为例的大部分运算符而言,这一点很显然。对于赋值运算符而言,这一点同样适用。语句
x = value
把value
的值写入x
然后返回 x。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。这段代码是不是很好玩儿?我们应该理解它的原理,因为我们有时会在第三方库中见到这样的写法,但我们自己不应该这样写。这样的小技巧让代码变得整洁度和可读性都很差。
求余运算符 %
求余运算符 %
尽管看上去是个百分号,但它和百分数没有什么关系。
a % b
的结果是 a
除以 b
的余数。
举个例子:
alert( 5 % 2 ); // 1 是 5 / 2 的余数
alert( 8 % 3 ); // 2 是 8 / 3 的余数
alert( 6 % 3 ); // 0 是 6 / 3 的余数
幂运算符 **
幂运算符 **
是最近被加入到 JavaScript 中的。
对于自然数 b
,a ** b
的结果是 a
与自己相乘 b
次。
举个例子:
alert( 2 ** 2 ); // 4 (2 * 2)
alert( 2 ** 3 ); // 8 (2 * 2 * 2)
alert( 2 ** 4 ); // 16 (2 * 2 * 2 * 2)
这个运算符对于 a
和 b
是非整数的情况依然适用。
例如:
alert( 4 ** (1/2) ); // 2 (1/2 幂相当于开方,这是数学常识)
alert( 8 ** (1/3) ); // 2 (1/3 幂相当于开三次方)
自加/自减
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:
-
自加
++
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
注意:
自加/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。
- 当运算符置于变量后,被称为「后置形式」:
counter++
。 - 当运算符置于变量前,被称为「前置形式」:
++counter
。
两者都做同一件事:将变量 counter
与 1
相加。
那么他们有区别吗?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。自加/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
做自加运算,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:
-
如果自加/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加操作,并且 需要立刻使用自加后的值,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加之前的值,那么我们需要使用后置形式:
let counter = 0; alert( counter++ ); // 0
自加/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
与下方例子对比:
let counter = 1; alert( 2 * counter++ ); // 2,因为 counter++ 返回的是「旧值」
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「一行一个操作」模式:
let counter = 1; alert( 2 * counter ); counter++;
位运算符
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:
- 按位与 (
&
) - 按位或 (
|
) - 按位异或 (
^
) - 按位非 (
~
) - 左移 (
<<
) - 右移 (
>>
) - 无符号右移 (
>>>
)
这些操作使用得非常少。为了理解它们,我们需要探讨底层的数字表达形式,现在不是做这个的最好时机。尤其是我们现在不会立刻使用它。如果你感兴趣,可以阅读 MDN 中的 位运算符 相关文章。当有相关实际需求的时候再去阅读是更明智的选择。
修改并替换
我们经常需要对一个变量进行操作,并把计算得到的新结果存储在这个变量中。
举个例子:
let n = 2;
n = n + 5;
n = n * 2;
这个操作可以通过使用运算符 +=
和 *=
进行简化:
let n = 2;
n += 5; // now n = 7 (同 n = n + 5)
n *= 2; // now n = 14 (同n = n * 2)
alert( n ); // 14
简短的「修改并替换」 运算符对所有的运算符包括位运算符都有效:/=
、-=
等等。
这些运算符和正常的赋值运算符拥有相同的优先级,因此它们会在其它大部分运算完成之后运行:
let n = 2;
n *= 3 + 5;
alert( n ); // 16(右侧计算首先进行,和 n *= 8 相同)
逗号运算符
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。
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操作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。
作业题
先自己做题目再看答案。
1. 后置操作符和前置操作符
重要程度:⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
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++; // ?
2. 赋值结果
重要程度:⭐️⭐️⭐
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);
好好思考一下,把它们写下来然后和答案比较一下。
答案:
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