深入了解typeof与instanceof的使用场景及注意事项


JavaScript中的数据类型分为两类,undefined,number,boolean,string,symbol,bigint,null[1]组成的基础类型Object、Function、Array等类型组成的引用类型


如何判断数据属于哪种类型是JavaScript中非常重要的一个知识点,其中最常用的两个方法就是分别使用typeof与instanceof这两个关键字来对数据的类型进行判断。

typeof与instanceof虽然都可以用来对数据所属的类型进行判断,但是它们之间还是存在差异的,而这种差异主要存在于两个方面:
1.作用点的不同;
typeof主要用来判断基础数据类型,instanceof则是用来判断引用数据类型。

2.底层逻辑的不同;
typeof是根据数据在存储单元中的类型标签来判断数据的类型,instanceof则是根据函数的prototype属性值是否存在于对象的原型链上来判断数据的类型。

typeof判断数据类型共有8个值,它们分别是‘undefined’、‘number’、‘boolean’、‘string’、‘symbol’、‘bigint’、‘object’和‘function’。

使用typeof就可以很好的判断数据类型undefined、number、boolean、string、symbol和bigint。
不过在判断基础类型null时,使用typeof便不再准确了。这个问题的产生可以追溯到JavaScript的第一个版本[2],在这个版本中,单个值在栈中占用32位的存储单元,而这32位的存储单元又可以划分为类型标签(1-3位)和实际数据,类型标签存储于低位中,具体可以分成5种:
1.当第0位、第1位和第2位皆为0时,typeof判断此数据类型为’object’;
2.当第0位为1时,typeof判断此数据类型为’number(整数)’;
3.当第0位与第2位皆为0,而第1位为1时,typeof判断此数据类型为’number(浮点数)’;
4.当第0位与第1位皆为0,而第2位为1时,typeof判断此数据类型为’string’;
5.当第1位与第2位皆为1,而第0位为0时,typeof判断此数据类型为’boolean’;

此外还有两种特殊情况:
undefined:整数−2^30 (整数范围之外的数字)
null:第0位到第31位皆为0

当数据值为null时,正好满足当第0位、第1位和第2位皆为0时,typeof判断类型为’object’的条件,所以typeof null === 'object'的结果为true。

使用typeof判断function也是存在问题的:
在 IE 6, 7 和 8 上,很多宿主对象是对象而不是函数。
例如:

typeof alert === 'object';//true

还有老版本Firefox中的

typeof /[0-9]/ === 'function';//true

像这种的还有很多,就不一样举例了,多半是浏览器实现差异,现在已经统一标准了。

我在ie11上运行的结果:

typeof alert === 'function';//true

在当前最新版Firefox上运行的结果:

typeof reg === 'object';//true

typeof在判断引用类型还存在一些问题,例如:

typeof {} === 'object';//true
typeof [] === 'object';//true
typeof window === 'object';//true
typeof new Map() === 'object';//true

这个时候如果想要知道更详细的信息就需要使用instanceof关键字了。

alert instanceof Function;//true
({}) instanceof Object;//true
([]) instanceof Array;//true
window instanceof Window;//true
(new Map()) instanceof Map;//true

使用instanceof运算符,我们可以清楚的判断对象的原型链上是否存在函数的prototype属性值。

不过instanceof也并不能完全可信,比如通过Symbol.hasInstance属性可以影响instanceof的判断结果:

function Person(){
}

Object.defineProperty(Person,Symbol.hasInstance,{
    value : function(){
        return false;
    }
})

let p = new Person();

p instanceof Person;//false

但是Symbol.hasInstance属性并不会影响到数据的原型链,使用自定义的myInstanceof方法[3]不会受到Symbol.hasInstance属性的影响:

/**
* obj 变量
* fn 构造函数
*/
function myInstanceof(obj,fn){
    let _prototype = Object.getPrototypeOf(obj);
    if(null === _prototype){
        return false;
    }
    let _constructor = _prototype.constructor;
    if(_constructor === fn){
        return true;
    }
    return myInstanceof(_prototype,fn);
}

function Person(){
}

Object.defineProperty(Person,Symbol.hasInstance,{
    value : function(){
        return false;
    }
})

let p = new Person();

p instanceof Person;//false

myInstanceof(p,Person);//true

自定义的myInstanceof方法改进版:

/**
* obj 变量
* fn 构造函数
*/
function myInstanceof(obj,fn){
    let _prototype = Object.getPrototypeOf(obj);
    if(null === _prototype){
        return false;
    }
    let _constructor = _prototype.constructor;
    if(_constructor[Symbol.hasInstance]){
        return _constructor[Symbol.hasInstance](obj);
    }
    if(_constructor === fn){
        return true;
    }
    return myInstanceof(_prototype,fn);
}

function Person(){
}

Object.defineProperty(Person,Symbol.hasInstance,{
    value : function(){
        return false;
    }
})

let p = new Person();

p instanceof Person;//false

myInstanceof(p,Person);//false

数据和类型不在一个全局变量下时instanceof也会输出错误的结果

比方说现在定义两个html文件,分别为main.html和iframe.html,代码如下:

main.html

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
        <title>main</title>      
        <script type="text/javascript">
            window.onload = function(){
                console.log('document.domain : ' + document.domain);
                let iframe = document.documentElement.getElementsByTagName('iframe')[0];
                let p = iframe.contentWindow.window.document.documentElement.getElementsByTagName('p')[0];
                console.log('p instanceof Object : ' + (p instanceof Object));//p instanceof Object : false
            }
        </script>  
    </head>
    <body>
        <iframe src="./.html"></iframe>
    </body>
</html>

iframe.html

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8">
        <title>iframe</title>       
    </head>
    <body>
        <p>1</p>
    </body>
</html>

npx http-server打开main.html后,得到结果p instanceof Object : false

造成这种结果原因在于:

iframe.contentWindow.window.Object === window.Object;//false

那浏览器要为什么这样呢?都用一个Object构造函数不好吗?

我们这样看:

main.html打开一个window(我们现在叫它main_window),iframe.html打开一个window(我们现在叫它iframe_window)。
我们现在从iframe_window中获取一个p元素对象,它的原型链为—HTMLParagraphElement.prototype -> HTMLElement.prototype -> Element.prototype -> Node.prototype -> EventTarget.prototype -> Object.prototype
然后我们在main.html文件中,去判断p instanceof Object,也就是判断 p instanceof main_window.Object。p元素是在iframe.html文件中被构造的,所以p instanceof iframe_window.Object === true。如果想让p instanceof main_window.Object === true
那么要满足iframe_window.Object === main_window.Object。但是这个条件肯定是不能满足的。如果iframe_window.Object === main_window.Object,那么我在iframe.html文件中修改Object函数,就会作用到main.html中,这样会引发很严重的安全的问题,以及一系列莫名其妙的bug。

所以不同的全局变量下的同名构造函数并不是同一个函数,这导致了instanceof在数据与函数位于不同全局变量下时会判断出错

不过在这个例子使用typeof倒是可以解决问题,只是要记住判断数据是不是null类型:

null !== p && typeof p === 'object';//true

因为typeof判断的是存储单元中的标签类型,所以不会受到影响。

参考

  1. 一般基础类型我是用小写字母开头。 ↩︎

  2. 此时还没有Symbol、BigInt,故不在讨论范围内。 ↩︎

  3. myInstanceof方法的由来↩︎

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