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现代 JavaScript 教程 — 那些你应该注意的运算符

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
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  • 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
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    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
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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"
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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"
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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:cba。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 = valuevalue 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
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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
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幂运算符 **

幂运算符 ** 是最近被加入到 JavaScript 中的。

对于自然数 ba ** 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)
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这个运算符对于 ab 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)
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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
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  • 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
    复制代码

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 ++-- 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 counter1 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
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(*) 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
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(*) 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
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  • 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
    复制代码
  • 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
    复制代码

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
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与下方例子对比:

let counter = 1;
alert( 2 * counter++ ); // 2,因为 counter++ 返回的是「旧值」
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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++;
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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;
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这个操作可以通过使用运算符 +=*= 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
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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)
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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)
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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++) {
 ...
}
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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 abcd 的最终值分别是多少?

let a = 1, b = 1;

let c = ++a; // ?
let d = b++; // ?
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2. 赋值结果

重要程度:⭐️⭐️⭐

下面这段代码运行完成后,代码中的 ax 的值是多少?

let a = 2;

let x = 1 + (a *= 2);
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好好思考一下,把它们写下来然后和答案比较一下。

答案:

在微信公众号「技术漫谈」后台回复 1-2-7 获取本题答案。


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在线免费阅读:zh.javascript.info


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