JavaScript 基础知识4
基础运算符，数学
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。
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”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。
数学
支持以下数学运算：
- 加法
+, - 减法
-, - 乘法
*, - 除法
/, - 取余
%, - 求幂
**.
前四个都很简单，而 % 和 ** 则需要说一说。
取余 %
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 **
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)
用二元运算符 + 连接字符串
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
数字转化，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。
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 |
|---|---|---|
| … | … | … |
| 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。
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 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
赋值 = 返回一个值
= 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。
链式赋值（Chaining assignments）
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。
原地修改
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）
自增/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。
- 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。我们建议用“一行一个行为”的模式：
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
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。
✅任务
后置运算符和前置运算符
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 = 2b = 2c = 2d = 1let 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
赋值结果
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）
类型转换
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)
- 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。
修正加法
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或在
alert中：let a = prompt("First number?", 1); let b = prompt("Second number?", 2); alert(+a + +b); // 3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？
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