與眾不同的資料型態

July 21, 2022

在 JavaScript 中，有基本（Primitive）資料型態、複合（Composite）資料型態，還有兩個特殊的值 null 與 undefined。

數值

單就 ES5 而言，基本資料型態包括了數值、字串與布林值，型態名稱分別為 number、string、boolean。

ES11 新增了 bigint，這邊只談 ES5，稍後的文件再來談 bigint。

在 ES5 以前，JavaScript 沒有整數與浮點數的區別，數值都是 〈IEEE 754 標準 64 位元浮點數〉，型態為 number，可表示的數字最小值為 Number.MIN_VALUE（5e-324），而最大值為 Number.MAX_VALUE（1.7976931348623157e+308）。

如果只用 number 來表示整數，位元組中可使用的範圍就是 52 個位元的分數部份，最大整數只能表示到 2⁵³，也就是 9007199254740992，然而 9007199254740992 這數字不安全，因為寫下 9007199254740993，結果還是代表著 9007199254740992：

> 9007199254740993
9007199254740992
>

這也就是為什麼 Number.MAX_SAFE_INTEGER 的值是 9007199254740991，這個數字在 JavaScript 裡才是用 number 表示整數時的安全整數。

注意位元運算子的結果會是 32 位元有號整數，像是 ~、>> 等。

與其他程式語言相同，撰寫數值時要使用數值實字（Number literal），預設是十進位整數，也可以用 0 開頭表示八進位整數，或是用 0x 開頭表示十六進位整數。例如：

  • 10（十進位）
  • 0xFF（十六進位）

若要表示浮點數，則可使用科學記號表示。例如：

  • 3.14
  • 5.231E13（5.231 * 10¹³）
  • 1.31E-32（1.31 * 10⁻³²）

數值有幾個特殊值，例如 +Infinity（或簡單寫為 Infinity）表示正無限大，-Infinity 表示負無限大。也可以使用 Number.POSITIVE_INFINITY 取得正無限大，Number.NEGATIVE_INFINITY 取得負無限大。另外還有 NaN 或 Number.NaN 表非數值（Not a Number），例如你嘗試作 1 / 'two' 時，就會出現 NaN 的結果。

注意，NaN 不等於任何值，NaN 也不等於 NaN，如果你要測試某值結果是否為 NaN，方法之一可以用 isNaN 函式來測試。例如：

> NaN === NaN;
false
> isNaN(NaN);
true
> isNaN(1 / 'two');
true
>

不過，isNaN 不可靠，如果傳入的數值是 NaN 確實會是 true，然而，無法轉換至數字的值，具體來說，也就是丟給 Number() 會傳回 NaN 的值，都會讓 isNaN 的結果為 true，像是非數字格式且非空的字串、undefined 等。例如：

> isNaN('caterpillar');
true
> isNaN(undefined);
true
> isNaN('0');
false
>

如果想測試某值是不是 NaN，最好自行撰寫，還好，因為 NaN 是 JavaScript 中唯一自身不等於自身的值，所以可以自己定義一個 isRealNaN 函式：

function isRealNaN(value) {
	return value !== value;
}

console.log(isRealNaN(NaN));           // true
console.log(isRealNaN('caterpillar')); // false
console.log(isRealNaN(undefined));     // false

問題並不會這麼結束，雖然 NaN 代表「Not a Number」，不過，typeof NaN 的結果卻是 'number'，這實在很囧：

> typeof NaN;
'number'
>

當然，在 JavaScript 中，typeof 本身就有些問題，不過，如果你想要檢查值是不是一個有限數字，可以借助 isFinite 函式，它對 NaN 與 Infinity 測試的結果會是 false，不過，isFinite 同樣會將指定的值丟給 Number()，用它的傳回值做檢查，因此，isFinite('15') 的結果會是 true。

如果你真的只想檢查一個 number 是否為有限數字，可以自己定義一個 isRealFiniteNumber 函式：

function isRealFiniteNumber(value) {
	return typeof value === 'number' && isFinite(value);
}

console.log(isRealFiniteNumber(NaN));       // false
console.log(isRealFiniteNumber(Infinity));  // false
console.log(isRealFiniteNumber('93'));      // false
console.log(isRealFiniteNumber(93));        // true

字串

在 JavaScript 中，字串是基本資料型態，可使用單引號或雙引號來包括一串文字，用以表示字串。例如：

var str1 = 'text1';
var str2 = "text2";

JavaScript 中沒有代表字元的型態，以單引號或雙引號來包括單一字元，都是字串型態。例如：

> typeof 'A';
'string'
> typeof "B";
'string'
>

typeof 可以用來測試某資料的型態，會傳回型態的字串描述，例如，對數值使用 typeof 會傳回 'number'。對字串使用則傳回是 'string'。在撰寫字串實字（String literal）時可使用單引號或雙引號，一般習慣在 JavaScript 程式中採用單引號，而將雙引號保留給 HTML 使用，避免跳脫文字的麻煩。例如：

var html = '<input type="text" value="defalut">';

你可以使用 \uxxxx，指定 Unicode 碼點來表示字串，例如：

> '\u0048\u0065\u006C\u006C\u006F'
'Hello'
> '\uF9F4'
'林'
> '\u54C8\u56C9'
'哈囉'
>

Unicode？碼點？JavaScript 在 1995 創建之時，UTF-16 尚未公佈，只能採用 UCS-2，使用兩個位元組為當時字元集的字元編碼，後來支援 UTF-16，以便能處理 U+0000 至 U+FFFF 以外的字元。

UCS-2？UTF-16？由於 JavaScript 的主要舞台是 Web，開發者難免要面對編碼之類問題，必須對 Unicode 有基本的認識。

字元集是一組符號的集合，字元編碼是字元實際儲存時的位元組格式，如前面的範例看到的，讀取時使用的編碼不正確，編輯器會解讀錯誤而造成亂碼，在還沒有 Unicode 與 UTF（Unicode Transformation Format）前，各個系統間編碼不同而造成的問題，困擾著許多開發者。

要統一編碼問題，必須統一管理符號集合，也就是要有統一的字元集，ISO/IEC 與 Unicode Consortium 兩個團隊都曾經想統一字元集，而 ISO/IEC 在 1990 年先公佈了第一套字元集的編碼方式 UCS-2，使用兩個位元組來編碼字元。

字元集中每個字元會有個編號作為碼點（Code point），實際儲存字元時，UCS-2 以兩個位元組作為一個碼元（Code unit），也就是管理位元組的單位；最初的想法很單純，令碼點與碼元一對一對應，在編碼實作時就可以簡化許多。 後來 1991 年 ISO/IEC 與 Unicode 團隊都認識到，世界不需要兩個不相容的字元集，因而決定合併，之後才發佈了 Unicode 1.0。

由於越來越多的字元被納入 Unicode 字元集，超出碼點 U+0000 至 U+FFFF 可容納的範圍，因而 UCS-2 採用的兩個位元組，無法對應 Unicode 全部的字元碼點，後來在 1996 年公佈了 UTF16。

UTF-16 除了沿用 UCS-2 兩個位元組的編碼部份之外，超出碼點 U+0000 至 U+FFFF 的字元，採用四個位元組來編碼，因而視字元是在哪個碼點範圍，對應的 UTF-16 編碼可能是兩個或四個位元組，也就是說採用 UTF-16 儲存的字元，可能會有一個或兩個碼元。

UTF-16 至少使用兩個位元組，然而對於 +/?@#$ 或者是英文字元等，也使用兩個位元組，感覺蠻浪費儲存空間，而且不相容於已使用 ASCII 編碼儲存的字元，Unicode 的另一編碼標準 UTF-8 用來解決此問題。

UTF-8 儲存字元時使用的位元組數量，也是視字元落在哪個 Unicode 範圍而定，從 UTF-8 的觀點來看，ASCII 編碼是其子集，儲存 ASCII 字元時只使用一個位元組，其他附加符號的拉丁文、希臘文等，會使用兩個位元組（例如 π），至於中文部份，UTF-8 採用三個位元組儲存，更罕見的字元，可能會用到四到六個位元組，例如微笑表情符號 U+1F642，就使用了四個位元組。

簡單來說，Unicode 對字元給予編號以便進行管理，真正要儲存字元時，可以採用 UTF-8、UTF-16 等編碼為位元組。

有些字元無法直接以輸入法鍵入時，JavaScript 可以使用字元在 UTF-16 編碼時的高低位元組來表示，也就是使用兩個碼元，例如高音譜記號的 Unicode 碼點為 U+1D11E，無法直接使用既有的 \uhhhh 來表示，在 ES5 或早期版本，字串必須撰寫為 '\uD834\uDD1E' 來表示，這稱為稱作代理對（Surrogate pair）。

在 ES6，增加了 \u{…} 表示法，要高音譜記號，可以直接撰寫 '\u{1D11E}'。

必須留意的是，因為 JavaScript 最初採用 UCS-2，對於原本就存在的 API 或索引，在處理字串時是以碼元為處理單位，支援 UTF-16 後為了兼顧相容性，ECMAScript 規定使用 UTF-16 碼元作為字串的元素（Element）單位 ，而不是把 Unicode 字元作為字串的一個元素。

例如，'林'.length 會是 1，因為使用了一個 UTF-16 碼元，也就是 '\u6797'.length 會是 1；然而，'\uD834\uDD1E'.length 會是 2，雖然它是一個高音譜符號，然而用到了兩個碼元。

布林

布林值只有兩個值，true 與 false，分別表示真與假，對布林值使用 typeof，結果會是 'boolean'。

複合型態

複合資料型態就是指物件（object），基本上它們都是 Object 的實例，使用 typeof 測試複合資料型態的結果就是 'object'。例如：

> typeof new Object();
'object'
> typeof {};
'object'
> typeof [];
'object'
>

[] 建立一個陣列，也就是一個 Array 實例，它當然是一個物件，因此 typeof [] 的結果就是 'object'。

null 是 JavaScript 中特殊的值，表示沒有任何東西。應用的時機就是在變數不參考至任何物件時，可以指定變數為 null，或測試變數是否參考至 null：

> var x = null;
undefined
> x === null;
true
>

如果你想知道某個物件是哪個型態的實例，可以使用 instanceof 來測試。例如：

> var x1 = {};
undefined
> var x2 = [];
undefined
> x1 instanceof Object;
true
> x2 instanceof Object;
true
> x1 instanceof Array;
false
> x2 instanceof Array;
true
>

對 null 使用 typeof 的結果會是 'object'，這很怪（語言最初設計沒有處理好的地方吧！只能強記），因為用 instanceof 測試 null 是否為 Object 的實例，結果卻是 false：

> typeof null;
'object'
> null instanceof Object;
false
>

注意！以下的 x 值有參考至一個值，那就是 null，而不是 undefined：

var x = null;

以下的 x 才是 undefined：

var x;

undefined 是 JavaScript 中特殊的值，當你試圖取得某個沒指定任何值的變數（也沒指定 null）或特性（Properties）時，就會出現 undefined 的結果。對 undefined 使用 typeof 的結果是 'undefined'。在 Node.js 中，undefined 會顯示 undefined。

注意，別與直譯錯誤時出現的「未定義」訊息搞錯了，例如，以下的示範中，並沒有事先宣告 x，因此 x 未定義，會發生 ReferenceError 的錯誤：

> var y = x;
ReferenceError: x is not defined
	at repl:1:9
	at REPLServer.self.eval (repl.js:110:21)
	at repl.js:249:20
	at REPLServer.self.eval (repl.js:122:7)
	at Interface.<anonymous> (repl.js:239:12)
	at Interface.EventEmitter.emit (events.js:95:17)
	at Interface._onLine (readline.js:202:10)
	at Interface._line (readline.js:531:8)
	at Interface._ttyWrite (readline.js:760:14)
	at ReadStream.onkeypress (readline.js:99:10)
>

如果是以下的程式，是可以正確執行的程式碼，x 與 y 的結果都是 undefined：

> var x;
undefined
> var y = x;
undefined
> x
undefined
> y
undefined
>

undefined 本身等於 undefined：

> undefined === undefined;
true
>

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