第二章：值 - 特殊值

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小牛编辑

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2023-12-01

特殊值

在各种类型中散布着一些特殊值，需要警惕的 JS 开发者小心，并正确使用。

不是值的值

对于 undefined 类型来说，有且仅有一个值：undefined。对于 null 类型来说，有且仅有一个值：null。所以对它们而言，这些文字既是它们的类型也是它们的值。

undefined 和 null 作为“空”值或者“没有”值，经常被认为是可以互换的。另一些开发者偏好于使用微妙的区别将它们区分开。举例来讲：

null 是一个空值
undefined 是一个丢失的值

或者：

undefined 还没有值
null 曾经有过值但现在没有

不管你选择如何“定义”和使用这两个值，null 是一个特殊的关键字，不是一个标识符，因此你不能将它作为一个变量对待来给它赋值（为什么你要给它赋值呢？！）。然而，undefined（不幸地）是一个标识符。噢。

Undefined

在非 strict 模式下，给在全局上提供的 undefined 标识符赋一个值实际上是可能的（虽然这是一个非常不好的做法！）：

function foo() {
    undefined = 2; // 非常差劲儿的主意！
}
foo();

function foo() {
    "use strict";
    undefined = 2; // TypeError!
}
foo();

但是，在非 strict 模式和 strict 模式下，你可以创建一个名叫 undefined 局部变量。但这又是一个很差劲儿的主意！

function foo() {
    "use strict";
    var undefined = 2;
    console.log( undefined ); // 2
}
foo();

朋友永远不让朋友覆盖 undefined。

`void` 操作符

虽然 undefined 是一个持有内建的值 undefined 的内建标识符（除非被修改 —— 见上面的讨论！），另一个得到这个值的方法是 void 操作符。

表达式 void __ 会“躲开”任何值，所以这个表达式的结果总是值 undefined。它不会修改任何已经存在的值；只是确保不会有值从操作符表达式中返回来。

var a = 42;
console.log( void a, a ); // undefined 42

从惯例上讲（大约是从 C 语言编程中发展而来），要通过使用 void 来独立表现值 undefined，你可以使用 void 0（虽然，很明显，void true 或者任何其他的 void 表达式都做同样的事情）。在 void 0、void 1 和 undefined 之间没有实际上的区别。

但是在几种其他的环境下 void 操作符可以十分有用：如果你需要确保一个表达式没有结果值（即便它有副作用）。

举个例子：

function doSomething() {
    // 注意：`APP.ready` 是由我们的应用程序提供的
    if (!APP.ready) {
        // 稍后再试一次
        return void setTimeout( doSomething, 100 );
    }
    var result;
    // 做其他一些事情
    return result;
}
// 我们能立即执行吗？
if (doSomething()) {
    // 马上处理其他任务
}

这里，setTimeout(..) 函数返回一个数字值（时间间隔定时器的唯一标识符，用于取消它自己），但是我们想 void 它，这样我们函数的返回值不会在 if 语句上给出一个成立的误报。

许多开发者宁愿将这些动作分开，这样的效用相同但不使用 void 操作符：

if (!APP.ready) {
    // 稍后再试一次
    setTimeout( doSomething, 100 );
    return;
}

一般来说，如果有那么一个地方，有一个值存在（来自某个表达式）而你发现这个值如果是 undefined 才有用，就使用 void 操作符。这可能在你的程序中不是非常常见，但如果在一些稀有的情况下你需要它，它就十分有用。

特殊的数字

number 类型包含几种特殊值。我们将会仔细考察每一种。

不是数字的数字

如果你不使用同为 number（或者可以被翻译为十进制或十六进制的普通 number 的值）的两个操作数进行任何算数操作，那么操作的结果将失败而产生一个不合法的 number，在这种情况下你将得到 NaN 值。

NaN 在字面上代表“不是一个 number（Not a Number）”，但是正如我们即将看到的，这种文字描述十分失败而且容易误导人。将 NaN 考虑为“不合法数字”，“失败的数字”，甚至是“坏掉的数字”都要比“不是一个数字”准确得多。

举例来说：

var a = 2 / "foo";        // NaN
typeof a === "number";    // true

换句话说：“‘不是一个数字’的类型是‘数字’”！为这使人糊涂的名字和语义欢呼吧。

NaN 是一种“哨兵值”（一个被赋予了特殊意义的普通的值），它代表 number 集合内的一种特殊的错误情况。这种错误情况实质上是：“我试着进行数学操作但是失败了，而这就是失败的 number 结果。”

那么，如果你有一个值存在某个变量中，而且你想要测试它是否是这个特殊的失败数字 NaN，你也许认为你可以直接将它与 NaN 本身比较，就像你能对其它的值做的那样，比如 null 和 undefined。不是这样。

var a = 2 / "foo";
a == NaN;    // false
a === NaN;    // false

NaN 是一个非常特殊的值，它从来不会等于另一个 NaN 值（也就是，它从来不等于它自己）。实际上，它是唯一一个不具有反射性的值（没有恒等性 x === x）。所以，NaN !== NaN。有点奇怪，对吧？

那么，如果不能与 NaN 进行比较（因为这种比较将总是失败），我们该如何测试它呢？

var a = 2 / "foo";
isNaN( a ); // true

够简单的吧？我们使用称为 isNaN(..) 的内建全局工具，它告诉我们这个值是否是 NaN。问题解决了！

别高兴得太早。

isNaN(..) 工具有一个重大缺陷。它似乎过于按照字面的意思（“不是一个数字”）去理解 NaN 的含义了 —— 它的工作基本上是：“测试这个传进来的东西是否不是一个 number 或者是一个 number”。但这不是十分准确。

var a = 2 / "foo";
var b = "foo";
a; // NaN
b; // "foo"
window.isNaN( a ); // true
window.isNaN( b ); // true -- 噢!

很明显，"foo" 根本 不是一个 number，但它也绝不是一个 NaN 值！这个 bug 从最开始的时候就存在于 JS 中了（存在超过了十九年的坑）。

在 ES6 中，终于提供了一个替代它的工具：Number.isNaN(..)。有一个简单的填补，可以让你即使是在前 ES6 的浏览器中安全地检查 NaN 值：

if (!Number.isNaN) {
    Number.isNaN = function(n) {
        return (
            typeof n === "number" &&
            window.isNaN( n )
        );
    };
}
var a = 2 / "foo";
var b = "foo";
Number.isNaN( a ); // true
Number.isNaN( b ); // false -- 咻!

实际上，通过利用 NaN 与它自己不相等这个特殊的事实，我们可以更简单地实现 Number.isNaN(..) 的填补。在整个语言中 NaN 是唯一一个这样的值；其他的值都总是 等于它自己。

所以：

if (!Number.isNaN) {
    Number.isNaN = function(n) {
        return n !== n;
    };
}

怪吧？但是好用！

不管有意还是无意，在许多真实世界的 JS 程序中 NaN 可能是一个现实的问题。使用 Number.isNaN(..)（或者它的填补）这样的可靠测试来正确地识别它们是一个非常好的主意。

如果你正在程序中仅使用 isNaN(..)，悲惨的现实是你的程序 有 bug，即便是你还没有被它咬到！

无穷

来自于像 C 这样的传统编译型语言的开发者，可能习惯于看到编译器错误或者是运行时异常，比如对这样一个操作给出的“除数为 0”：

var a = 1 / 0;

然而在 JS 中，这个操作是明确定义的，而且它的结果是值 Infinity（也就是 Number.POSITIVE_INFINITY）。意料之中的是：

var a = 1 / 0;    // Infinity
var b = -1 / 0;    // -Infinity

如你所见，-Infinity（也就是 Number.NEGATIVE_INFINITY）是从任一个被除数为负（不是两个都是负数！）的除 0 操作得来的。

JS 使用有限的数字表现形式（IEEE 754 浮点，我们早先讨论过），所以和单纯的数学相比，它看起来甚至在做加法和减法这样的操作时都有可能溢出，这样的情况下你将会得到 Infinity 或 -Infinity。

例如：

var a = Number.MAX_VALUE;    // 1.7976931348623157e+308
a + a;                        // Infinity
a + Math.pow( 2, 970 );        // Infinity
a + Math.pow( 2, 969 );        // 1.7976931348623157e+308

根据语言规范，如果一个像加法这样的操作得到一个太大而不能表示的值，IEEE 754 “就近舍入”模式将会指明结果应该是什么。所以粗略的意义上，Number.MAX_VALUE + Math.pow( 2, 969 ) 比起 Infinity 更接近于 Number.MAX_VALUE，所以它“向下舍入”，而 Number.MAX_VALUE + Math.pow( 2, 970 ) 距离 Infinity 更近，所以它“向上舍入”。

如果你对此考虑的太多，它会使你头疼的。所以别想了。我是认真的，停！

一旦你溢出了任意一个 无限值，那么，就没有回头路了。换句最有诗意的话说，你可以从有限迈向无限，但不能从无限回归有限。

“无限除以无限等于什么”，这简直是一个哲学问题。我们幼稚的大脑可能会说“1”或“无限”。事实表明它们都不对。在数学上和在 JavaScript 中，Infinity / Infinity 不是一个有定义的操作。在 JS 中，它的结果为 NaN。

一个有限的正 number 除以 Infinity 呢？简单！0。那一个有限的负 number 处理 Infinity 呢？接着往下读！

零

虽然这可能使有数学头脑的读者困惑，但 JavaScript 拥有普通的零 0（也称为正零 +0）和一个负零 -0。在我们讲解为什么 -0 存在之前，我们应该考察 JS 如何处理它，因为它可能十分令人困惑。

除了使用字面量 -0 指定，负的零还可以从特定的数学操作中得出。比如：

var a = 0 / -3; // -0
var b = 0 * -3; // -0

加法和减法无法得出负零。

在开发者控制台中考察一个负的零，经常显示为 -0，然而直到最近这才是一个常见情况，所以一些你可能遇到的老版本浏览器也许依然将它报告为 0。

但是根据语言规范，如果你试着将一个负零转换为字符串，它将总会被报告为 "0"。

var a = 0 / -3;
// 至少（有些浏览器）控制台是对的
a;                            // -0
// 但是语言规范坚持要向你撒谎！
a.toString();                // "0"
a + "";                        // "0"
String( a );                // "0"
// 奇怪的是，就连 JSON 也加入了骗局之中
JSON.stringify( a );        // "0"

有趣的是，反向操作（从 string 到 number）不会撒谎：

+"-0";                // -0
Number( "-0" );        // -0
JSON.parse( "-0" );    // -0

警告： 当你观察的时候，JSON.stringify( -0 ) 产生 "0" 显得特别奇怪，因为它与反向操作不符：JSON.parse( "-0" ) 将像你期望地那样报告-0。

除了一个负零的字符串化会欺骗性地隐藏它实际的值外，比较操作符也被设定为（有意地） 要说谎。

var a = 0;
var b = 0 / -3;
a == b;        // true
-0 == 0;    // true
a === b;    // true
-0 === 0;    // true
0 > -0;        // false
a > b;        // false

很明显，如果你想在你的代码中区分 -0 和 0，你就不能仅依靠开发者控制台的输出，你必须更聪明一些：

function isNegZero(n) {
    n = Number( n );
    return (n === 0) && (1 / n === -Infinity);
}
isNegZero( -0 );        // true
isNegZero( 0 / -3 );    // true
isNegZero( 0 );            // false

那么，除了学院派的细节以外，我们为什么需要一个负零呢？

在一些应用程序中，开发者使用值的大小来表示一部分信息（比如动画中每一帧的速度），而这个 number 的符号来表示另一部分信息（比如移动的方向）。

在这些应用程序中，举例来说，如果一个变量的值变成了 0，而它丢失了符号，那么你就丢失了它是从哪个方向移动到 0 的信息。保留零的符号避免了潜在的意外信息丢失。

特殊等价

正如我们上面看到的，当使用等价性比较时，值 NaN 和值 -0 拥有特殊的行为。NaN 永远不会和自己相等，所以你不得不使用 ES6 的 Number.isNaN(..)（或者它的填补）。相似地，-0 撒谎并假装它和普通的正零相等（即使使用 === 严格等价 —— 见第四章），所以你不得不使用我们上面建议的某些 isNegZero(..) 黑科技工具。

在 ES6 中，有一个新工具可以用于测试两个值的绝对等价性，而没有任何这些例外。它称为 Object.is(..):

var a = 2 / "foo";
var b = -3 * 0;
Object.is( a, NaN );    // true
Object.is( b, -0 );        // true
Object.is( b, 0 );        // false

对于前 ES6 环境，这是一个相当简单的 Object.is(..) 填补：

if (!Object.is) {
    Object.is = function(v1, v2) {
        // 测试 `-0`
        if (v1 === 0 && v2 === 0) {
            return 1 / v1 === 1 / v2;
        }
        // 测试 `NaN`
        if (v1 !== v1) {
            return v2 !== v2;
        }
        // 其他情况
        return v1 === v2;
    };
}

Object.is(..) 可能不应当用于那些 == 或 === 已知安全的情况（见第四章“强制转换”），因为这些操作符可能高效得多，并且更惯用/常见。Object.is(..) 很大程度上是为这些特殊的等价情况准备的。