字符串

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概述

定义

字符串就是零个或多个排在一起的字符,放在单引号或双引号之中。

'abc'
"abc"

单引号字符串的内部,可以使用双引号。双引号字符串的内部,可以使用单引号。

'key = "value"'
"It's a long journey"

上面两个都是合法的字符串。

如果要在单引号字符串的内部,使用单引号(或者在双引号字符串的内部,使用双引号),就必须在内部的单引号(或者双引号)前面加上反斜杠,用来转义。

'Did she say \'Hello\'?'
// "Did she say 'Hello'?"

"Did she say \"Hello\"?"
// "Did she say "Hello"?"

由于HTML语言的属性值使用双引号,所以很多项目约定JavaScript语言的字符串只使用单引号,本教程就遵守这个约定。当然,只使用双引号也完全可以。重要的是,坚持使用一种风格,不要两种风格混合。

字符串默认只能写在一行内,分成多行将会报错。

'a
b
c'
// SyntaxError: Unexpected token ILLEGAL

上面代码将一个字符串分成三行,JavaScript就会报错。

如果长字符串必须分成多行,可以在每一行的尾部使用反斜杠。

var longString = "Long \
long \
long \
string";

longString
// "Long long long string"

上面代码表示,加了反斜杠以后,原来写在一行的字符串,可以分成多行书写。但是,输出的时候还是单行,效果与写在同一行完全一样。注意,反斜杠的后面必须是换行符,而不能有其他字符(比如空格),否则会报错。

连接运算符(+)可以连接多个单行字符串,将长字符串拆成多行书写,输出的时候也是单行。

var longString = 'Long '
  + 'long '
  + 'long '
  + 'string';

如果想输出多行字符串,有一种利用多行注释的变通方法。

(function () { /*
line 1
line 2
line 3
*/}).toString().split('\n').slice(1, -1).join('\n')
// "line 1
// line 2
// line 3"

上面的例子中,输出的字符串就是多行。

转义

反斜杠(\)在字符串内有特殊含义,用来表示一些特殊字符,所以又称为转义符。

需要用反斜杠转义的特殊字符,主要有下面这些:

  • \0 null(\u0000)
  • \b 后退键(\u0008)
  • \f 换页符(\u000C)
  • \n 换行符(\u000A)
  • \r 回车键(\u000D)
  • \t 制表符(\u0009)
  • \v 垂直制表符(\u000B)
  • \' 单引号(\u0027)
  • \" 双引号(\u0022)
  • \ 反斜杠(\u005C)

上面这些字符前面加上反斜杠,都表示特殊含义。

console.log('1\n2')
// 1
// 2

上面代码中,\n表示换行,输出的时候就分成了两行。

反斜杠还有三种特殊用法。

(1)\HHH

反斜杠后面紧跟三个八进制数(000377),代表一个字符。HHH对应该字符的Unicode码点,比如\251表示版权符号。显然,这种方法只能输出256种字符。

(2)\xHH

\x后面紧跟两个十六进制数(00FF),代表一个字符。HH对应该字符的Unicode码点,比如\xA9表示版权符号。这种方法也只能输出256种字符。

(3)\uXXXX

\u后面紧跟四个十六进制数(0000FFFF),代表一个字符。HHHH对应该字符的Unicode码点,比如\u00A9表示版权符号。

下面是这三种字符特殊写法的例子。

'\251' // "?"
'\xA9' // "?"
'\u00A9' // "?"

'\172' === 'z' // true
'\x7A' === 'z' // true
'\u007A' === 'z' // true

如果在非特殊字符前面使用反斜杠,则反斜杠会被省略。

'\a'
// "a"

上面代码中,a是一个正常字符,前面加反斜杠没有特殊含义,反斜杠会被自动省略。

如果字符串的正常内容之中,需要包含反斜杠,则反斜杠前面需要再加一个反斜杠,用来对自身转义。

"Prev \\ Next"
// "Prev \ Next"

字符串与数组

字符串可以被视为字符数组,因此可以使用数组的方括号运算符,用来返回某个位置的字符(位置编号从0开始)。

var s = 'hello';
s[0] // "h"
s[1] // "e"
s[4] // "o"

// 直接对字符串使用方括号运算符
'hello'[1] // "e"

如果方括号中的数字超过字符串的长度,或者方括号中根本不是数字,则返回undefined

'abc'[3] // undefined
'abc'[-1] // undefined
'abc'['x'] // undefined

但是,字符串与数组的相似性仅此而已。实际上,无法改变字符串之中的单个字符。

var s = 'hello';

delete s[0];
s // "hello"

s[1] = 'a';
s // "hello"

s[5] = '!';
s // "hello"

上面代码表示,字符串内部的单个字符无法改变和增删,这些操作会默默地失败。

字符串也无法直接使用数组的方法,必须通过call方法间接使用。

var s = 'hello';

s.join(' ') // TypeError: s.join is not a function

Array.prototype.join.call(s, ' ') // "h e l l o"

上面代码中,如果直接对字符串使用数组的join方法,会报错不存在该方法。但是,可以通过call方法,间接对字符串使用join方法。

不过,由于字符串是只读的,那些会改变原数组的方法,比如push()sort()reverse()splice()都对字符串无效,只有将字符串显式转为数组后才能使用,参见《标准库》一章的数组部分。

length属性

length属性返回字符串的长度,该属性也是无法改变的。

var s = 'hello';
s.length // 5

s.length = 3;
s.length // 5

s.length = 7;
s.length // 5

上面代码表示字符串的length属性无法改变,但是不会报错。

字符集

JavaScript使用Unicode字符集。也就是说,在JavaScript引擎内部,所有字符都用Unicode表示。

JavaScript不仅以Unicode储存字符,还允许直接在程序中使用Unicode编号表示字符,即将字符写成\uxxxx的形式,其中xxxx代表该字符的Unicode编码。比如,\u00A9代表版权符号。

var s = '\u00A9';
s // "?"

解析代码的时候,JavaScript会自动识别一个字符是字面形式表示,还是Unicode形式表示。输出给用户的时候,所有字符都会转成字面形式。

var f\u006F\u006F = 'abc';
foo // "abc"

上面代码中,第一行的变量名foo是Unicode形式表示,第二行是字面形式表示。JavaScript会自动识别。

我们还需要知道,每个字符在JavaScript内部都是以16位(即2个字节)的UTF-16格式储存。也就是说,JavaScript的单位字符长度固定为16位长度,即2个字节。

但是,UTF-16有两种长度:对于U+0000U+FFFF之间的字符,长度为16位(即2个字节);对于U+10000U+10FFFF之间的字符,长度为32位(即4个字节),而且前两个字节在0xD8000xDBFF之间,后两个字节在0xDC000xDFFF之间。举例来说,U+1D306对应的字符为??,它写成UTF-16就是0xD834 0xDF06。浏览器会正确将这四个字节识别为一个字符,但是JavaScript内部的字符长度总是固定为16位,会把这四个字节视为两个字符。

var s = '\uD834\uDF06';

s // "??"
s.length // 2
/^.$/.test(s) // false
s.charAt(0) // ""
s.charAt(1) // ""
s.charCodeAt(0) // 55348
s.charCodeAt(1) // 57094

上面代码说明,对于于U+10000U+10FFFF之间的字符,JavaScript总是视为两个字符(字符的length属性为2),用来匹配单个字符的正则表达式会失败(JavaScript认为这里不止一个字符),charAt方法无法返回单个字符,charCodeAt方法返回每个字节对应的十进制值。

所以处理的时候,必须把这一点考虑在内。对于4个字节的Unicode字符,假定C是字符的Unicode编号,H是前两个字节,L是后两个字节,则它们之间的换算关系如下。

// 将大于U+FFFF的字符,从Unicode转为UTF-16
H = Math.floor((C - 0x10000) / 0x400) + 0xD800
L = (C - 0x10000) % 0x400 + 0xDC00

// 将大于U+FFFF的字符,从UTF-16转为Unicode
C = (H - 0xD800) * 0x400 + L - 0xDC00 + 0x10000

下面的正则表达式可以识别所有UTF-16字符。

([\0-\uD7FF\uE000-\uFFFF]|[\uD800-\uDBFF][\uDC00-\uDFFF])

由于JavaScript引擎(严格说是ES5规格)不能自动识别辅助平面(编号大于0xFFFF)的Unicode字符,导致所有字符串处理函数遇到这类字符,都会产生错误的结果(详见《标准库》一章的String对象章节)。如果要完成字符串相关操作,就必须判断字符是否落在0xD8000xDFFF这个区间。

下面是能够正确处理字符串遍历的函数。

function getSymbols(string) {
  var length = string.length;
  var index = -1;
  var output = [];
  var character;
  var charCode;
  while (++index < length) {
    character = string.charAt(index);
    charCode = character.charCodeAt(0);
    if (charCode >= 0xD800 && charCode <= 0xDBFF) {
      output.push(character + string.charAt(++index));
    } else {
      output.push(character);
    }
  }
  return output;
}

var symbols = getSymbols('??');

symbols.forEach(function(symbol) {
  // ...
});

替换(String.prototype.replace)、截取子字符串(String.prototype.substring, String.prototype.slice)等其他字符串操作,都必须做类似的处理。

Base64转码

Base64是一种编码方法,可以将任意字符转成可打印字符。使用这种编码方法,主要不是为了加密,而是为了不出现特殊字符,简化程序的处理。

JavaScript原生提供两个Base64相关方法。

  • btoa():字符串或二进制值转为Base64编码
  • atob():Base64编码转为原来的编码
var string = 'Hello World!';
btoa(string) // "SGVsbG8gV29ybGQh"
atob('SGVsbG8gV29ybGQh') // "Hello World!"

这两个方法不适合非ASCII码的字符,会报错。

btoa('你好')
// Uncaught DOMException: The string to be encoded contains characters outside of the Latin1 range.

要将非ASCII码字符转为Base64编码,必须中间插入一个转码环节,再使用这两个方法。

function b64Encode(str) {
  return btoa(encodeURIComponent(str));
}

function b64Decode(str) {
  return decodeURIComponent(atob(str));
}

b64Encode('你好') // "JUU0JUJEJUEwJUU1JUE1JUJE"
b64Decode('JUU0JUJEJUEwJUU1JUE1JUJE') // "你好"

参考链接

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