有趣的Js面试题_如何让 (a == 1 && a == 2 && a == 3

巧技
QiaTia
2年前
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前两天在网上看到了一道很有趣的题目,题目大意为:JS 环境下,如何让 a == 1 && a == 2 && a == 3 这个表达式返回 true ?

这道题目乍看之下似乎不太可能,因为在正常情况下,一个变量的值如果没有手动修改,在一个表达式中是不会变化的。当时我也冥思苦想很久,甚至一度怀疑这道题目的答案就是 不能。直到在 stackoverflow 上面竟然真的发现了解法 can-a-1-a-2-a-3-ever-evaluate-to-true

让这个表达式成为 true 的关键就在于这里的宽松相等,JS 在处理宽松相等时会对一些变量进行隐式转换。在这种隐式转换的作用下,真的可以让一个变量在一个表达式中变成不同的值。


宽松相等下的真值表

最高票答案给出的解法为:

const a = {
  i: 1,
  toString: function () {
    return a.i++;
  }
}

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
  console.log('Hello World!');
}


看到这个答案,我才恍然大悟,这道题目的考点原来是 JS 获取一个变量所需要做的操作以及其中一些细节。在 JS 中有 === 和 == 两种方式来判断两个变量是否相等。对 JS 稍有了解的人都知道,=== 是严格相等,不仅需要两个变量的值相同,还需要类型也相同,而 == 则是宽松下的相等,只需要值相同就能够判断相等,宽松相等是严格相等的子集。所以在 JS 中,严格相等的两个变量一定也是宽松相等的,但是宽松相等的两个变量,大多数情况下并不是严格相等的。例如:

null == undefined // true
null === undefined // false

1 == '1' // true
1 === '1' // false


这也就出现了 JS 特有的,变量宽松相等判断的真值表,里面列举了所有在宽松相等比较的情况下,两种变量可能出现的类型:

/images/truth-table.png

在上面的表格中,ToNumber(A) 尝试在比较前将参数 A 转换为数字,这与 +A(单目运算符+)的效果相同。ToPrimitive(A) 通过尝试依次调用 A 的 A.toString() 和 A.valueOf() 方法,将参数 A 转换为原始值(Primitive)。

从上图中我们可以看到,当操作数 B 类型为 Number 时,如果希望在宽松相等的情况下整个表达式的结果返回 true,操作数 A 必须满足下面三个条件之一:

  1. 操作数 A 类型为 String,并且调用 +A 的结果与 B 严格相等
  2. 操作数 A 类型为 Boolean,并且调用 +A 的结果与 B 严格相等
  3. 操作数 A 类型为 Object,并且调用 toString 或者 ValueOf 返回的结果与 B 严格相等

在这里,如果我们要改变 +A 操作的结果相对来说比较困难,因为我们很难在 JS 中去重载 + 操作符的运算。但是在第三种情况下,使 A 的类型为 Object,调用 toString 或 ValueOf 结果与 B 严格相等让我们自己实现就容易的多。

所以上面的答案就是新建了一个对象 a ,并有 toString 方法,当 JS 引擎每次读取 a 的值的时候,发现需要进行宽松判断一个对象和一个数字之间的结果,对于对象就会执行这里的 toString 方法,在这个方法内部,我们每次增加另一个变量的值并返回,就能够在这条表达式中使得 a 的结果有不同的值。

同理,换一种写法,a 为 Object ,使用 valueOf 也是可以完成目标的:

cosnt a = {
  i: 1,
  valueOf() {
    return this.i++
  }
}

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
  console.log('Hello World!');
}


宽松相等下的 Proxy 对象

有了上面的思路,下面实现起来就容易的多。在 ES6 中 JS 新增了 Proxy 对象,能够对一个对象进行劫持,接受两个参数,第一个是需要被劫持的对象,第二个参数也是一个对象,内部也可以配置每一个元素的 get 方法:

var a = new Proxy({ i: 1 }, {
  get(target) { return () => target.i++ }
});

if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
  console.log('Hello World!');
}

同样的,Proxy 对象默认的 toString 和 valueOf 方法会返回这个被 getter 劫持过的结果,也能够在宽松相等的条件下满足题意。


严格相等下的实现

上面的这几种做法,都是利用了宽松相等条件下,JS 里的一些特殊表现来实现的,放在 === 这种严格相等的条件下就不能够满足,因为严格相等的条件下不会对两个操作数做任何处理,直接比较它们值的大小,这样上面的做法就不能成功。

但是这种做法给我们提供了很好的思路,在处理类似的问题的时候,就可以从 JS 获取一个变量执行过程中出发,来进行思考。那么接下来,如果题目中的宽松相等换成了严格相等,这样的例子还存在么?

if (a === 1 && a === 2 && a === 3) {
  console.log('Hello World!');
}

答案是显然的,这一次当然不能用 hack 对象或者 Proxy 的 toString 或者 ValueOf 方法来做。从 JS 获取变量的过程入手,理所当然的立马能想到的就是数据的 getter 和 setter 方法,通过这样的 hack ,肯定也能达到题目的严格相等的要求。

在 ES5 之后,Object 新增 defineProperty 方法,它会直接在一个对象上定义一个新属性,或者修改一个对象的现有属性,并返回这个对象,对于定义的这个对象有两种描述它的状态,一种称之为数据描述符,一种被称为存取描述符,分别举一个例子:

var a = {}
Object.defineProperty(a, 'value', {
  enumerable: false,
  configurable: false,
  writable: false,
  value: "static"
})

这四个数据描述服分别作用是 enumerable 判断是否可以枚举,configurable 判断当前属性是否之后再被更改描述符,writable 判断是否可以继续赋值,value 判断这个结果的值。

经过这样的操作之后,a 对象下就有了 value 这个 key ,他被赋予不可继续赋值,不可继续配置,不能被枚举,值为 ‘static’,我们可以通过 a.value 拿到这里的 ‘static’,但是不能继续通过 a.value = 'relative' 来继续赋值。

同样的,设置存取描述符也是四个属性:

var a = { i: 1 }
Object.defineProperty(a, 'value', {
  enumerable: false,
  configurable: false,
  get() { return a.i }
  set() { a.i++ }
})

这里设置时就没有配置 writable 和 value 属性,转而配置了 get 和 set 方法,在这两种配置中,get set 方法和 writable value 是不能共存的,否则就会抛出异常。类似上面这样的设置,当我们访问 a.value 时就会调用 get 方法,当我们通过 a.value = 'test' 时,就会执行 set 方法。

所以回归到题目中,当我们访问一个被设置了存取描述符的元素时,如果在 get 方法里面做一些操作,就能巧妙的使得最终的结果达到预期:

var i = 1
Object.defineProperty(window, 'a', {
  get() { return i++ }
})

if (a === 1 && a === 2 && a === 3) {
  console.log('Hello World!');
}

同时,这种劫持 getter 和 setter 的方法本质上是执行了一个函数,内部除了用自增变量,还可以有更多的方法:

const value = function* () {
  let i = 1
  while(true) yield i++
}()

Object.defineProperty(window, 'a', {
  get() {
    return value.next().value
  }
})

if (a === 1 && a === 2 && a === 3) {
  console.log('Hello World!');
}


总结

对于严格相等的情况,一般来说只能通过劫持数据的 getter 来进行操作,但是里面具体操作的方法在上面列举的就有很多。

对于宽松相等的情况,除了劫持 getter 以外,因为宽松相等 JS 引擎的缘故,还能用 Object , Proxy 对象的 valueOf 和 toString 方法达到目的。

当然,在 stackoverflow 中有人提出了另一种做法,在 a 变量的前后用不同的字符达到目的,原理就在于某些字符在肉眼条件下是不可见的,所以虽然看起来都是 a ,但变量实际上的不同的,也能达到题目的要求,不过这就不在本文的讨论范围之内了。来源:https://zhangzhao.name/posts/make-a-1-a-2-a-3-evaluate-true/


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