解析JavaScript中的字符串類型與字符編碼支持

字號:


    定義
    字符串就是零個或多個排在一起的字符,放在單引號或雙引號之中。
    'abc'
    "abc"
    單引號字符串的內(nèi)部,可以使用雙引號。雙引號字符串的內(nèi)部,可以使用單引號。
    'key = "value"'
    "It's a long journey"
    上面兩個都是合法的字符串。
    如果要在單引號字符串的內(nèi)部,使用單引號(或者在雙引號字符串的內(nèi)部,使用雙引號),就必須在內(nèi)部的單引號(或者雙引號)前面加上反斜杠,用來轉(zhuǎn)義。
    'Did she say \'Hello\'?'
    // "Did she say 'Hello'?"
    "Did she say \"Hello\"?"
    // "Did she say "Hello"?"
    由于HTML語言的屬性值使用雙引號,所以很多項目約定JavaScript語言的字符串只使用單引號,本教程就遵守這個約定。當然,只使用雙引號也完全可以。重要的是,堅持使用一種風(fēng)格,不要兩種風(fēng)格混合。
    字符串默認只能寫在一行內(nèi),分成多行將會報錯。
    'a
    b
    c'
    // SyntaxError: Unexpected token ILLEGAL
    上面代碼將一個字符串分成三行,JavaScript就會報錯。
    如果長字符串必須分成多行,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"
    上面代碼表示,加了反斜杠以后,原來寫在一行的字符串,可以分成多行書寫。但是,輸出的時候還是單行,效果與寫在同一行完全一樣。注意,反斜杠的后面必須是換行符,而不能有其他字符(比如空格),否則會報錯。
    連接運算符(+)可以連接多個單行字符串,將長字符串拆成多行書寫,輸出的時候也是單行。
    var longString = 'Long '
     + 'long '
     + 'long '
     + 'string';
    如果想輸出多行字符串,有一種利用多行注釋的變通方法。
    (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,輸出的字符串就是多行。
    轉(zhuǎn)義
    反斜杠(\)在字符串內(nèi)有特殊含義,用來表示一些特殊字符,所以又稱為轉(zhuǎn)義符。
    需要用反斜杠轉(zhuǎn)義的特殊字符,主要有下面這些:
    \0 null(\u0000)
    \b 后退鍵(\u0008)
    \f 換頁符(\u000C)
    \n 換行符(\u000A)
    \r 回車鍵(\u000D)
    \t 制表符(\u0009)
    \v 垂直制表符(\u000B)
    \' 單引號(\u0027)
    \" 雙引號(\u0022)
    \ 反斜杠(\u005C)
    上面這些字符前面加上反斜杠,都表示特殊含義。
    console.log('1\n2')
    // 1
    // 2
    上面代碼中,\n表示換行,輸出的時候就分成了兩行。
    反斜杠還有三種特殊用法。
    (1)\HHH
    反斜杠后面緊跟三個八進制數(shù)(000到377),代表一個字符。HHH對應(yīng)該字符的Unicode碼點,比如\251表示版權(quán)符號。顯然,這種方法只能輸出256種字符。
    (2)\xHH
    \x后面緊跟兩個十六進制數(shù)(00到FF),代表一個字符。HH對應(yīng)該字符的Unicode碼點,比如\xA9表示版權(quán)符號。這種方法也只能輸出256種字符。
    (3)\uXXXX
    \u后面緊跟四個十六進制數(shù)(0000到FFFF),代表一個字符。HHHH對應(yīng)該字符的Unicode碼點,比如\u00A9表示版權(quán)符號。
    下面是這三種字符特殊寫法的例子。
    '\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,則反斜杠會被省略。
    '\a'
    // "a"
    上面代碼中,a是一個正常字符,前面加反斜杠沒有特殊含義,反斜杠會被自動省略。
    如果字符串的正常內(nèi)容之中,需要包含反斜杠,則反斜杠前面需要再加一個反斜杠,用來對自身轉(zhuǎn)義。
    "Prev \\ Next"
    // "Prev \ Next"
    字符串與數(shù)組
    字符串可以被視為字符數(shù)組,因此可以使用數(shù)組的方括號運算符,用來返回某個位置的字符(位置編號從0開始)。
    var s = 'hello';
    s[0] // "h"
    s[1] // "e"
    s[4] // "o"
    // 直接對字符串使用方括號運算符
    'hello'[1] // "e"
    如果方括號中的數(shù)字超過字符串的長度,或者方括號中根本不是數(shù)字,則返回undefined。
    'abc'[3] // undefined
    'abc'[-1] // undefined
    'abc'['x'] // undefined
    但是,字符串與數(shù)組的相似性僅此而已。實際上,無法改變字符串之中的單個字符。
    var s = 'hello';
    delete s[0];
    s // "hello"
    s[1] = 'a';
    s // "hello"
    s[5] = '!';
    s // "hello"
    上面代碼表示,字符串內(nèi)部的單個字符無法改變和增刪,這些操作會默默地失敗。
    字符串之所以類似于字符數(shù)組,實際是由于對字符串進行方括號運算時,字符串會自動轉(zhuǎn)換為一個字符串對象。
    length屬性
    length屬性返回字符串的長度,該屬性也是無法改變的。
    var s = 'hello';
    s.length // 5
    s.length = 3;
    s.length // 5
    s.length = 7;
    s.length // 5
    上面代碼表示字符串的length屬性無法改變,但是不會報錯。
    字符集
    JavaScript使用Unicode字符集,也就是說在JavaScript內(nèi)部,所有字符都用Unicode表示。
    不僅JavaScript內(nèi)部使用Unicode儲存字符,而且還可以直接在程序中使用Unicode,所有字符都可以寫成”\uxxxx”的形式,其中xxxx代表該字符的Unicode編碼。比如,\u00A9代表版權(quán)符號。
    var s = '\u00A9';
    s // "©"
    每個字符在JavaScript內(nèi)部都是以16位(即2個字節(jié))的UTF-16格式儲存。也就是說,JavaScript的單位字符長度固定為16位長度,即2個字節(jié)。
    但是,UTF-16有兩種長度:對于U+0000到U+FFFF之間的字符,長度為16位(即2個字節(jié));對于U+10000到U+10FFFF之間的字符,長度為32位(即4個字節(jié)),而且前兩個字節(jié)在0xD800到0xDBFF之間,后兩個字節(jié)在0xDC00到0xDFFF之間。舉例來說,U+1D306對應(yīng)的字符為𝌆,它寫成UTF-16就是0xD834 0xDF06。瀏覽器會正確將這四個字節(jié)識別為一個字符,但是JavaScript內(nèi)部的字符長度總是固定為16位,會把這四個字節(jié)視為兩個字符。
    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
    上面代碼說明,對于于U+10000到U+10FFFF之間的字符,JavaScript總是視為兩個字符(字符的length屬性為2),用來匹配單個字符的正則表達式會失敗(JavaScript認為這里不止一個字符),charAt方法無法返回單個字符,charCodeAt方法返回每個字節(jié)對應(yīng)的十進制值。
    所以處理的時候,必須把這一點考慮在內(nèi)。對于4個字節(jié)的Unicode字符,假定C是字符的Unicode編號,H是前兩個字節(jié),L是后兩個字節(jié),則它們之間的換算關(guān)系如下。
    // 將大于U+FFFF的字符,從Unicode轉(zhuǎn)為UTF-16
    H = Math.floor((C - 0x10000) / 0x400) + 0xD800
    L = (C - 0x10000) % 0x400 + 0xDC00
    // 將大于U+FFFF的字符,從UTF-16轉(zhuǎn)為Unicode
    C = (H - 0xD800) * 0x400 + L - 0xDC00 + 0x10000
    下面的正則表達式可以識別所有UTF-16字符。
    ([\0-\uD7FF\uE000-\uFFFF]|[\uD800-\uDBFF][\uDC00-\uDFFF])
    由于JavaScript引擎(嚴格說是ES5規(guī)格)不能自動識別輔助平面(編號大于0xFFFF)的Unicode字符,導(dǎo)致所有字符串處理函數(shù)遇到這類字符,都會產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。如果要完成字符串相關(guān)操作,就必須判斷字符是否落在0xD800到0xDFFF這個區(qū)間。
    下面是能夠正確處理字符串遍歷的函數(shù)。
    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) {
     // ...
    });
    替換(String.prototype.replace)、截取子字符串(String.prototype.substring, String.prototype.slice)等其他字符串操作,都必須做類似的處理。
    Base64轉(zhuǎn)碼
    Base64是一種編碼方法,可以將任意字符轉(zhuǎn)成可打印字符。使用這種編碼方法,主要不是為了加密,而是為了不出現(xiàn)特殊字符,簡化程序的處理。
    JavaScript原生提供兩個Base64相關(guān)方法。
    btoa():字符串或二進制值轉(zhuǎn)為Base64編碼
    atob():Base64編碼轉(zhuǎn)為原來的編碼
    var string = 'Hello World!';
    btoa(string) // "SGVsbG8gV29ybGQh"
    atob('SGVsbG8gV29ybGQh') // "Hello World!"
    這兩個方法不適合非ASCII碼的字符,會報錯。
    btoa('你好')
    // Uncaught DOMException: The string to be encoded contains characters outside of the Latin1 range.
    要將非ASCII碼字符轉(zhuǎn)為Base64編碼,必須中間插入一個轉(zhuǎn)碼環(huán)節(jié),再使用這兩個方法。
    function b64Encode(str) {
     return btoa(encodeURIComponent(str));
    }
    function b64Decode(str) {
     return decodeURIComponent(atob(str));
    }
    b64Encode('你好') // "JUU0JUJEJUEwJUU1JUE1JUJE"
    b64Decode('JUU0JUJEJUEwJUU1JUE1JUJE') // "你好"