Типы данных, преобразование типов
В компьютерном мире есть только данные. Можно читать данные, изменять данные, создавать новые – но кроме данных ничего нет. Все данные хранятся как длинные последовательности бит, этим они сходны между собой.
В процессе работы компьютерные программы манипулируют значениями, такими как число 3,14 или текст «Hello World». Типы значений, которые могут бытпредставлены и обработаны в языке программирования, известны как типы данных, и одной из наиболее фундаментальных характеристик любого языка программирования является поддерживаемый им набор типов данных.
Типы данных в JavaScript можно разделить на три категории: простые(примитивы), объект с его подтипами, и ECMAScript specification types(EST).
2. Примитивы
К категории примитивов в языке JavaScript относятся:
2.1 Числа
В отличие от многих языков программирования, в JavaScript не делается различий между целыми и вещественными значениями. Все числа в JavaScript представляются вещественными значениями (с плавающей точкой). Для представления чисел в JavaScript используется 64-битный формат, определяемый стандартом IEEE 754.
Обратите внимание, что любому числовому литералу может предшествовать знак «минус» (-), делающий числа отрицательными. Однако фактически минус представляет собой унарный оператор смены знака, не являющийся частью синтаксиса числовых литералов.
2.1.1 Числовые литералы
В JavaScript есть 4 числовых литералов:
Двоичный литерал с целыми числами
Восьмеричный целочисленный литерал
Шестнадцатеричный целочисленный литерал
2.1.2 Специальные числа
В JavaScript есть три специальных значения, которые считаются числами, но ведут себя не как обычные числа.
- Infinity
- -Infinity
- NaN
2.1.2 NaN
Если математическая операция не может быть совершена, то возвращается специальное значение NaN (Not-A-Number).
Например, деление 0/0 в математическом смысле неопределено, поэтому его результат NaN.
Значение NaN используется для обозначения математической ошибки и обладает следующими свойствами:
Значение NaN – единственное, в своем роде, которое не равно ничему, включая себя.
Значение NaN можно проверить специальной функцией isNaN(n), которая преобразует аргумент к числу и возвращает true.
Значение NaN «прилипчиво». Любая операция с NaN возвращает NaN.
Никакие математические операции в JavaScript не могут привести к ошибке или «обрушить» программу. В худшем случае, результат будет NaN.
2.1.3 Infinity
Infinity – особенное численное значение, которое ведет себя в точности как математическая бесконечность ∞.
2.1.4 Проверка на число
Глобальная isFinite() функция определяет, является ли переданное значение конечным числом. Если необходимо, параметр сначала преобразуется в число.
2.1.5 Методы объекта Number
<Number>.toPrecision()
Метод toPrecision() возвращает строку, представляющую объект Number с указанной точностью.
<Number>.toLocaleString()
Метод toLocaleString() возвращает строку с языко-зависимым представлением числа.
<Number>.toExponential
Метод toExponential() возвращает строку, представляющую объект Number в экспоненциальной записи.
<Number>.toFixed()
Метод toFixed() форматирует число, используя запись с фиксированной запятой.
2.2 Строки
Следующий базовый тип данных – строки. Строка – это неизменяемая, упорядоченная последовательность 16-битных значений, каждое из которых обычно представляет символ Юникода. Строки в JavaScript являются типом данных, используемым для представления текста. Длина строки – это количество 16-битных значений, содержащихся в ней. Нумерация символов в строках (и элементов в массивах) в языке JavaScript начинается с нуля: первое 16-битное значение находится в позиции 0, второе – в позиции 1 и т.д. Они используются для хранения текста. Записываются они в строковых литералах:
В ECMAScript 3 строковые литералы должны записываться в одной строке программы и не могут разбиваться на две строки. Однако в ECMAScript 5 строковые литералы можно разбивать на несколько строк, заканчивая каждую строку, кроме последней, символом обратного слэша (\). Ни один из символов обратного слэша, как и следующие за ними символы перевода строки, не будут включены в строковый литерал.
2.2.1 Экранирование символов
Если строка в одинарных кавычках, то внутренние одинарные кавычки внутри должны быть экранированы, то есть снабжены обратным слешем \’, вот так:
2.2.2 Экранирование символов
Строки могут содержать специальные символы. Самый часто используемый из таких символов – это «перевод строки».
Есть и более редкие символы, вот их список:
- \b
- \t
- \n
- \v
- \f
- \r
- \\
- \’
- \»
2.3 Логические значения
Логическое значение говорит об истинности или ложности чего-то. Логический тип данных имеет только два допустимых логических значения. Эти два значения представлены литералами true и false.
2.4 Cпециальный тип Null
В JavaScript null не является «ссылкой на несуществующий объект» или «нулевым указателем», как в некоторых других языках. Это просто специальное значение, которое имеет смысл «ничего» или «значение неизвестно».
2.5 Cпециальный тип undefined
В языке JavaScript имеется еще одно значение, свидетельствующее об отсутствии значения. Значение undefined, указывающее на полное отсутствие какого-либо значения. Оно возвращается при обращении к переменной, которой никогда не присваивалось значение, а также к несуществующему свойству объекта или элементу массива. Кроме того, значение undefined возвращается функциями, не имеющими возвращаемого значения, и присваивается параметрам функций для аргументов, которые не были переданы при вызове.
Идентификатор undefined является именем предопределенной глобальной переменной (а не ключевым словом, как null), которая инициализирована значением undefined. В ECMAScript 3 undefined является переменной, доступной для чтения/записи, которой можно присвоить любое другое значение. Эта проблема была исправлена в ECMAScript 5, и в реализациях JavaScript, соответствующих этому стандарту, переменная undefined доступна только для чтения.
Значение undefined можно рассматривать как признак неожиданного или ошибоч ного отсутствия какого-либо значения, а null – как признак обычного или вполне ожидаемого отсутствия значения. Если в программе потребуется присвоить одно из этих значений переменной или свойству или передать одно из этих значений функции, практически всегда предпочтительнее использовать значение null.
2.6 Cпециальный тип Symbol
Символы – новый примитивный тип, предназначенный для уникальных идентификаторов.
Основная область использования символов – это системные свойства объектов, которые задают разные аспекты их поведения. Поддержка у них пока небольшая, но она растёт. Системные символы позволяют разработчикам стандарта добавлять новые «особые» свойства объектов, при этом не резервируя соответствующие строковые значения.
3. Оператор typeof
Унарный оператор typeof помещается перед единственным операндом, который может иметь любой тип. Его значением является строка, указывающая на тип данных операнда.
У оператор typeof есть два синтаксиса: со скобками и без:
Работают они одинаково, но первый синтаксис короче.
4. Объектный тип данных
Объекты в языке JavaScript являются составными значениями(структурами): они представляют собой коллекции свойств, или именованных значений.
Объявляются объекты при помощи объектного литерала <>:
Свойство объекта так же также называют полем объекта. Поле объекта может хранить любой тип данных, включая функции, у таких свойст есть специальное название — метод.
Задать поле объекта можна через синтаксис ключ-значение внутри литерала объекта.
А получить доступ к полю можна с помощью такого синтаксиса:
5. Иммутабельность примитивов и ссылочность объектного типа
Между простыми значениями (undefined, null, boolean, числами, строками, символами) и объектами (включая массивы и функции) в языке JavaScript имеются фундаментальные отличия. Простые значения являются неизменяемыми (иммутабельными).
Простое значение невозможно изменить (трансформировать/модифицировать). Это очевидно для чисел и логических значений – нет никакого смысла изменять значение числа. Однако для строк это менее очевидно. Поскольку строки являются массивами символов, вполне естественно было бы ожидать наличие возможности изменять символы в той или иной позиции в строке. В действительности JavaScript не позволяет сделать это, и все строковые методы, которые, на первый взгляд, возвращают измененную строку, на самом деле возвращают новое строковое значение Например:
Кроме того, величины простых типов сравниваются по значению: две величины считаются одинаковыми, если они имеют одно и то же значение. Для чисел, логических значений, null и undefined это выглядит очевидным: нет никакого другого способа сравнить их. Однако для строк это утверждение не выглядит таким очевидным. При сравнении двух строковых значений JavaScript считает их одинаковыми тогда и только тогда, когда они имеют одинаковую длину и содержат одинаковые символы в соответствующих позициях.
Объекты отличаются от простых типов. Во-первых, они являются изменяемыми – их значения можно изменять:
Объекты не сравниваются по значению: два объекта не считаются равными, даже если они будут иметь одинаковые наборы свойств с одинаковыми значениями. И два массива не считаются равными, даже если они имеют один и тот же набор элементов, следующих в том же порядке:
Чтобы подчеркнуть отличие от простых типов JavaScript, объекты иногда называют ссылочными типами. Если следовать этой терминологии, значениями объектов являются ссылки, и можно сказать, что объекты сравниваются по ссылке: значения двух объектов считаются равными тогда и только тогда, когда они ссылаются на один и тот же объект в памяти.
Если в программе потребуется создать новую копию объекта или массива, необходимо будет явно скопировать свойства объекта или элементы массива.
Болие детально особенности объектного типа мы рассмотрим в последующих главах курса.
*. Упражнения
1. User
Создайте пустой объект user. Добавьте свойство name со значением Вася. Добавьте свойство surname со значением Петров. Поменяйте значение name на Сергей. Удалите свойство name из объекта.
Типы данных
Значение в JavaScript всегда относится к данным определённого типа. Например, это может быть строка или число.
Есть восемь основных типов данных в JavaScript. В этой главе мы рассмотрим их в общем, а в следующих главах поговорим подробнее о каждом.
Переменная в JavaScript может содержать любые данные. В один момент там может быть строка, а в другой – число:
Языки программирования, в которых такое возможно, называются «динамически типизированными». Это значит, что типы данных есть, но переменные не привязаны ни к одному из них.
Число
Числовой тип данных ( number ) представляет как целочисленные значения, так и числа с плавающей точкой.
Существует множество операций для чисел, например, умножение * , деление / , сложение + , вычитание — и так далее.
Кроме обычных чисел, существуют так называемые «специальные числовые значения», которые относятся к этому типу данных: Infinity , -Infinity и NaN .
Infinity представляет собой математическую бесконечность ∞. Это особое значение, которое больше любого числа.
Мы можем получить его в результате деления на ноль:
Или задать его явно:
NaN означает вычислительную ошибку. Это результат неправильной или неопределённой математической операции, например:
Значение NaN «прилипчиво». Любая математическая операция с NaN возвращает NaN :
Если где-то в математическом выражении есть NaN , то оно распространяется на весь результат (есть только одно исключение: NaN ** 0 равно 1 ).
Математические операции в JavaScript «безопасны». Мы можем делать что угодно: делить на ноль, обращаться с нечисловыми строками как с числами и т.д.
Скрипт никогда не остановится с фатальной ошибкой (не «умрёт»). В худшем случае мы получим NaN как результат выполнения.
Специальные числовые значения относятся к типу «число». Конечно, это не числа в привычном значении этого слова.
Подробнее о работе с числами мы поговорим в главе Числа.
BigInt
В JavaScript тип number не может безопасно работать с числами, большими, чем (2 53 -1) (т. е. 9007199254740991 ) или меньшими, чем -(2 53 -1) для отрицательных чисел. Технически, тип number может хранить и гораздо большие значения (вплоть до 1.7976931348623157 * 10 308 ), однако за пределами безопасного диапазона ±(2 53 -1) многие из чисел не могут быть представлены с помощью этого типа данных из-за ограничений, вызванных внутренним представлением чисел в двоичной форме. Например, нечётные числа, большие, чем (2 53 -1) , невозможно хранить при помощи типа number , они с разной точностью будут автоматически округляться до чётных значений. В то же время некоторые чётные числа, большие, чем (2 53 -1) , при помощи типа number хранить технически возможно (однако не стоит этого делать во избежание дальнейших ошибок).
Для большинства случаев достаточно безопасного диапазона чисел от -(2 53 -1) до (2 53 -1) . Но иногда нам нужен диапазон действительно гигантских целых чисел без каких-либо ограничений или пропущенных значений внутри него. Например, в криптографии или при использовании метки времени («timestamp») с микросекундами.
Тип BigInt был добавлен в JavaScript, чтобы дать возможность работать с целыми числами произвольной длины.
Чтобы создать значение типа BigInt , необходимо добавить n в конец числового литерала:
Так как BigInt -числа нужны достаточно редко, мы рассмотрим их в отдельной главе BigInt. Ознакомьтесь с ней, когда вам понадобятся настолько большие числа.
В данный момент BigInt поддерживается только в браузерах Firefox, Chrome, Edge и Safari, но не поддерживается в IE.
Строка
Строка ( string ) в JavaScript должна быть заключена в кавычки.
В JavaScript существует три типа кавычек.
- Двойные кавычки: "Привет" .
- Одинарные кавычки: ‘Привет’ .
- Обратные кавычки: `Привет` .
Двойные или одинарные кавычки являются «простыми», между ними нет разницы в JavaScript.
Обратные же кавычки имеют расширенную функциональность. Они позволяют нам встраивать выражения в строку, заключая их в $ <…>. Например:
Выражение внутри $ <…>вычисляется, и его результат становится частью строки. Мы можем положить туда всё, что угодно: переменную name , или выражение 1 + 2 , или что-то более сложное.
Обратите внимание, что это можно делать только в обратных кавычках. Другие кавычки не имеют такой функциональности встраивания!
Мы рассмотрим строки более подробно в главе Строки.
В некоторых языках, например C и Java, для хранения одного символа, например "a" или "%" , существует отдельный тип. В языках C и Java это char .
В JavaScript подобного типа нет, есть только тип string . Строка может содержать ноль символов (быть пустой), один символ или множество.
Булевый (логический) тип
Булевый тип ( boolean ) может принимать только два значения: true (истина) и false (ложь).
Такой тип, как правило, используется для хранения значений да/нет: true значит «да, правильно», а false значит «нет, не правильно».
JavaScript Essentials: Типы и структура данных
В рубрике Essentials мы рассматриваем наиболее используемые и важные методы. Эта рубрика будет полезна разработчикам, которые уже знают другой язык или тем, кто хочет быстро вникнуть в тему. В этой статье мы поговорим о типах и структурах данных.
Здесь, я не буду углубляться в детали, вместо этого мы пробежимся по списку основных тем, с которыми вы со временем столкнётесь в JS. Я дам список ресурсов для обучения. Другими словами, лучше разобраться с этим сейчас, чем откладывать на потом.
Уровень подготовки
Для этой темы особой подготовки не нужно. Это основы любого языка, но в JavaScript всё немного запутанно.
Типы и структуры данных. Основы.
Далее мы будем использовать оператор typeof, чтобы разобраться с типами.
Есть ли типы в JS?
Кто-то может сказать, что JS не типизированный язык или что его типы нельзя назвать системными типами. От вас не требуется объявлять тип при создании переменной, как в других строго типизированных языках, например int x = 10. Я же (как и JS специалисты) заявляю, что в JS есть типы.
JS можно назвать и динамически типизированным и слабо типизированным.
Статическая типизация
JS не является статически типизированным языком, если только вы не используете такие инструменты как Typescript или Flow, которые компилируют в JS код. Мы коснёмся этой темы для примера.
Статическая типизация подразумевает принудительное присвоение типа, который не так просто изменить. Все переменные должны объявляться с типом.
Динамическая типизация
Языки с динамической типизацией допускают изменение типа во время рабочего цикла. Это значит, что запустив выполнение кода, компилятор/интерпретатор, увидев переменную и её значение, сам определит тип данных. В этом случае, тип также принудительно задан, просто JS сам определяет его.
Слабая типизация
Слабо типизированные языки допускают изменение типа. Например: 1 + '2' // '12' . JS видит, что вы пытаетесь сложить число и строку (недопустимая операция), в результате он преобразует число в строку и возвращает ‘12’.
Примитивы
Эти шесть типов задуманы как примитивы. Они не являются объектами и не имеют собственных методов. Все примитивы неизменны.
-
— true or false — нет значения — объявленная переменная, но без значения — целочисленные, с плавающей точкой и т.д. —строка — уникальное значение, которое не совпадает с другими
Всё остальное это объекты.
Объекты
Приведу несколько стандартных объектов. Обратите внимание, некоторые из них были в списке примитивов, не спутайте их. Эти ведут себя как конструкторы, например Boolean('a') // true .
Два из них являются основными, с их помощью вы будете создавать свои собственные структуры:
Есть ещё множество объектов, вот некоторые из них:
- Function
- Boolean
- Symbol
- Error
- Number
- String
- RegExp
- Math
- Set
Так, где же здесь подвох?
Неразбериха начинается, когда отличающиеся типы смешиваются. JavaScript преобразует типы на своё усмотрение. Этому посвящена целая статья:
Data types
A value in JavaScript is always of a certain type. For example, a string or a number.
There are eight basic data types in JavaScript. Here, we’ll cover them in general and in the next chapters we’ll talk about each of them in detail.
We can put any type in a variable. For example, a variable can at one moment be a string and then store a number:
Programming languages that allow such things, such as JavaScript, are called “dynamically typed”, meaning that there exist data types, but variables are not bound to any of them.
Number
The number type represents both integer and floating point numbers.
There are many operations for numbers, e.g. multiplication * , division / , addition + , subtraction — , and so on.
Besides regular numbers, there are so-called “special numeric values” which also belong to this data type: Infinity , -Infinity and NaN .
Infinity represents the mathematical Infinity ∞. It is a special value that’s greater than any number.
We can get it as a result of division by zero:
Or just reference it directly:
NaN represents a computational error. It is a result of an incorrect or an undefined mathematical operation, for instance:
NaN is sticky. Any further mathematical operation on NaN returns NaN :
So, if there’s a NaN somewhere in a mathematical expression, it propagates to the whole result (there’s only one exception to that: NaN ** 0 is 1 ).
Doing maths is “safe” in JavaScript. We can do anything: divide by zero, treat non-numeric strings as numbers, etc.
The script will never stop with a fatal error (“die”). At worst, we’ll get NaN as the result.
Special numeric values formally belong to the “number” type. Of course they are not numbers in the common sense of this word.
We’ll see more about working with numbers in the chapter Numbers.
BigInt
In JavaScript, the “number” type cannot safely represent integer values larger than (2 53 -1) (that’s 9007199254740991 ), or less than -(2 53 -1) for negatives.
To be really precise, the “number” type can store larger integers (up to 1.7976931348623157 * 10 308 ), but outside of the safe integer range ±(2 53 -1) there’ll be a precision error, because not all digits fit into the fixed 64-bit storage. So an “approximate” value may be stored.
For example, these two numbers (right above the safe range) are the same:
So to say, all odd integers greater than (2 53 -1) can’t be stored at all in the “number” type.
For most purposes ±(2 53 -1) range is quite enough, but sometimes we need the entire range of really big integers, e.g. for cryptography or microsecond-precision timestamps.
BigInt type was recently added to the language to represent integers of arbitrary length.
A BigInt value is created by appending n to the end of an integer:
As BigInt numbers are rarely needed, we don’t cover them here, but devoted them a separate chapter BigInt. Read it when you need such big numbers.
Right now, BigInt is supported in Firefox/Chrome/Edge/Safari, but not in IE.
You can check MDN BigInt compatibility table to know which versions of a browser are supported.
String
A string in JavaScript must be surrounded by quotes.
In JavaScript, there are 3 types of quotes.
- Double quotes: "Hello" .
- Single quotes: ‘Hello’ .
- Backticks: `Hello` .
Double and single quotes are “simple” quotes. There’s practically no difference between them in JavaScript.
Backticks are “extended functionality” quotes. They allow us to embed variables and expressions into a string by wrapping them in $ <…>, for example:
The expression inside $ <…>is evaluated and the result becomes a part of the string. We can put anything in there: a variable like name or an arithmetical expression like 1 + 2 or something more complex.
Please note that this can only be done in backticks. Other quotes don’t have this embedding functionality!
We’ll cover strings more thoroughly in the chapter Strings.
In some languages, there is a special “character” type for a single character. For example, in the C language and in Java it is called “char”.
In JavaScript, there is no such type. There’s only one type: string . A string may consist of zero characters (be empty), one character or many of them.
Boolean (logical type)
The boolean type has only two values: true and false .
This type is commonly used to store yes/no values: true means “yes, correct”, and false means “no, incorrect”.
Boolean values also come as a result of comparisons:
We’ll cover booleans more deeply in the chapter Logical operators.
The “null” value
The special null value does not belong to any of the types described above.
It forms a separate type of its own which contains only the null value:
In JavaScript, null is not a “reference to a non-existing object” or a “null pointer” like in some other languages.
It’s just a special value which represents “nothing”, “empty” or “value unknown”.
The code above states that age is unknown.
The “undefined” value
The special value undefined also stands apart. It makes a type of its own, just like null .
The meaning of undefined is “value is not assigned”.
If a variable is declared, but not assigned, then its value is undefined :
Technically, it is possible to explicitly assign undefined to a variable:
…But we don’t recommend doing that. Normally, one uses null to assign an “empty” or “unknown” value to a variable, while undefined is reserved as a default initial value for unassigned things.
Objects and Symbols
The object type is special.
All other types are called “primitive” because their values can contain only a single thing (be it a string or a number or whatever). In contrast, objects are used to store collections of data and more complex entities.
Being that important, objects deserve a special treatment. We’ll deal with them later in the chapter Objects, after we learn more about primitives.
The symbol type is used to create unique identifiers for objects. We have to mention it here for the sake of completeness, but also postpone the details till we know objects.
The typeof operator
The typeof operator returns the type of the operand. It’s useful when we want to process values of different types differently or just want to do a quick check.
A call to typeof x returns a string with the type name:
The last three lines may need additional explanation:
- Math is a built-in object that provides mathematical operations. We will learn it in the chapter Numbers. Here, it serves just as an example of an object.
- The result of typeof null is "object" . That’s an officially recognized error in typeof , coming from very early days of JavaScript and kept for compatibility. Definitely, null is not an object. It is a special value with a separate type of its own. The behavior of typeof is wrong here.
- The result of typeof alert is "function" , because alert is a function. We’ll study functions in the next chapters where we’ll also see that there’s no special “function” type in JavaScript. Functions belong to the object type. But typeof treats them differently, returning "function" . That also comes from the early days of JavaScript. Technically, such behavior isn’t correct, but can be convenient in practice.
You may also come across another syntax: typeof(x) . It’s the same as typeof x .
To put it clear: typeof is an operator, not a function. The parentheses here aren’t a part of typeof . It’s the kind of parentheses used for mathematical grouping.
Usually, such parentheses contain a mathematical expression, such as (2 + 2) , but here they contain only one argument (x) . Syntactically, they allow to avoid a space between the typeof operator and its argument, and some people like it.
Some people prefer typeof(x) , although the typeof x syntax is much more common.
Summary
There are 8 basic data types in JavaScript.
- Seven primitive data types:
- number for numbers of any kind: integer or floating-point, integers are limited by ±(2 53 -1) .
- bigint for integer numbers of arbitrary length.
- string for strings. A string may have zero or more characters, there’s no separate single-character type.
- boolean for true / false .
- null for unknown values – a standalone type that has a single value null .
- undefined for unassigned values – a standalone type that has a single value undefined .
- symbol for unique identifiers.
- object for more complex data structures.
The typeof operator allows us to see which type is stored in a variable.
- Usually used as typeof x , but typeof(x) is also possible.
- Returns a string with the name of the type, like "string" .
- For null returns "object" – this is an error in the language, it’s not actually an object.
In the next chapters, we’ll concentrate on primitive values and once we’re familiar with them, we’ll move on to objects.