Операторы сравнения

JavaScript предоставляет три оператора сравнения величин:

  • равенство ("двойное равно") использует == (en-US),
  • строгое равенство (или "тройное равно" или "идентично") использует === (en-US),
  • и Object.is (новшество из ECMAScript 6).

Выбор оператора зависит от типа сравнения, которое необходимо произвести.

В общих чертах, двойное равно перед сравнением величин производит приведение типов; тройное равно сравнивает величины без приведения (если величины разных типов, вернёт false, даже не сравнивая); ну и Object.is ведёт себя так же, как и тройное равно, но со специальной обработкой для NaN, -0 и +0, возвращая false при сравнении -0 и +0, и true для операции Object.is(NaN, NaN). (В то время как двойное или тройное равенство вернут false согласно стандарту IEEE 754.) Следует отметить, что все эти различия в сравнениях применимы лишь для примитивов. Для любых не примитивных объектов x и y, которые имеют одинаковые структуры, но представляют собой два отдельных объекта (переменные x и y не ссылаются на один и тот же объект), все операторы сравнения вернут false.

Сравнение с использованием ==

Перед сравнением оператор равенства приводит обе величины к общему типу. После приведений (одного или обоих операндов), конечное сравнение выполняется также как и для ===. Операция сравнения симметрична: A == B возвращает то же значение, что и B == A для любых значений A и B.

В следующей таблице приведены результаты сравнения оператора равенства для различных значений:

Операнд B
Undefined Null Number String Boolean Object
Операнд A

Undefined

true true false false false false
Null true true false false false false
Number false false A === B A === ToNumber(B) A === ToNumber(B) A == ToPrimitive(B)
String false false ToNumber(A) === B A === B ToNumber(A) === ToNumber(B) A == ToPrimitive(B)
Boolean false false ToNumber(A) === B ToNumber(A) === ToNumber(B) A === B ToNumber(A) == ToPrimitive(B)
Object false false ToPrimitive(A) == B ToPrimitive(A) == B ToPrimitive(A) == ToNumber(B) A === B

В таблице выше, ToNumber(A) пытается перед сравнением привести свой аргумент к числу. Такое поведение эквивалентно +A (унарный оператор +). Если ToPrimitive(A) получает объект в качестве аргумента, то производятся попытки привести его к примитиву, вызывая на нем методы A.toString и A.valueOf.

Традиционно (и в соответствии с ECMAScript), ни один из объектов не равен undefined или null. Но большинство браузеров позволяет определённому классу объектов (в частности, объектам document.all для любой страницы) эмулировать значение undefined. Оператор равенства вернёт значение true для null == A и undefined == A, тогда, и только тогда, когда объект эмулирует значение undefined. Во всех остальных случаях объект не может быть равен undefined или null.

var num = 0;
var obj = new String("0");
var str = "0";
var b = false;

console.log(num == num); // true
console.log(obj == obj); // true
console.log(str == str); // true

console.log(num == obj); // true
console.log(num == str); // true
console.log(obj == str); // true
console.log(null == undefined); // true

// оба false, кроме очень редких случаев
console.log(obj == null);
console.log(obj == undefined);

Некоторые разработчики считают, что лучше всегда употреблять оператор строго равенства, вместо сравнения с приведением типов. Результат строгого равенства легче предугадать, да и сравнивая значения, без их приведения, можно получить выигрыш в скорости.

Строгое равенство с использованием ===

Строгое равно проверяет на равенство две величины, при этом тип каждой из величин перед сравнением не изменяется (не приводится). Если значения имеют различающиеся типы, то они не могут быть равными. С другой стороны все не числовые переменные, принадлежащие одному типу, считаются равными между собой, если содержат одинаковые величины. Ну и, наконец, числовые переменные считаются равными, если они имеют одинаковые значения, либо одна из них +0, а вторая -0. В то же время, если хотя бы одна из числовых переменных содержит значение NaN, выражение вернёт false.

var num = 0;
var obj = new String("0");
var str = "0";
var b = false;

console.log(num === num); // true
console.log(obj === obj); // true
console.log(str === str); // true

console.log(num === obj); // false
console.log(num === str); // false
console.log(obj === str); // false
console.log(null === undefined); // false
console.log(obj === null); // false
console.log(obj === undefined); // false

Практически всегда для сравнения следует использовать оператор строгого равенства. Для всех значений, за исключением числовых используется очевидная семантика: величина равна только сама себе. Как было сказано выше для числовых типов можно выделить два особых случая. Во-первых, сравнение +0 и -0. Знак для нуля введён для упрощения некоторых вычислений с плавающей запятой, однако, с точки зрения математики, разницы между +0 и -0 не существует, поэтому оператор строгого равенства считает их равными. Во-вторых, сравнение величин NaN. NaN (Not a number) представляет из себя значение не определённой величины, которое применяется для не чётко определённых математических задач (например +∞ + -∞). Для оператора строго равенства NaN не равен ни одной из величин, в том числе и самому себе (единственный случай, когда (x!==x) вернёт true).

Равенство одинаковых величин

Равенство одинаковых величин определяет функциональную идентичность во всех контекстах сравниваемых величин. (Данный способ сравнения основывается на принципе подстановки Барбары Лисков.) Рассмотрим пример попытки изменения неизменяемого (immutable) свойства:

// Добавление неизменяемого свойства NEGATIVE_ZERO (отрицательный ноль) в конструктор Number.
Object.defineProperty(Number, "NEGATIVE_ZERO", {
  value: -0,
  writable: false,
  configurable: false,
  enumerable: false,
});

function attemptMutation(v) {
  Object.defineProperty(Number, "NEGATIVE_ZERO", { value: v });
}

При попытке изменения неизменяемого свойства, вызов Object.defineProperty выбросит исключение, однако, если новое свойство равняется старому, изменений не произойдёт и исключение не будет выброшено. Если v содержит -0, изменений не произойдёт, а значит, код отработает без выброса исключений. Однако, если же v содержит +0, Number.NEGATIVE_ZERO утратит свою неизменяемую величину.

Именно для сравнения нового и текущего неизменяемых свойств используется сравнение одинаковых величин, представленное методом Object.is.

Same-value-zero equality

Similar to same-value equality, but +0 and -0 are considered equal.

Same-value-zero equality is not exposed as a JavaScript API, but can be implemented with custom code:

function sameValueZero(x, y) {
  if (typeof x === "number" && typeof y === "number") {
    // x and y are equal (may be -0 and 0) or they are both NaN
    return x === y || (x !== x && y !== y);
  }
  return x === y;
}

Same-value-zero only differs from strict equality by treating NaN as equivalent, and only differs from same-value equality by treating -0 as equivalent to 0. This makes it usually have the most sensible behavior during searching, especially when working with NaN. It's used by Array.prototype.includes(), TypedArray.prototype.includes(), as well as Map and Set methods for comparing key equality.

Спецификации для равенства, строгого равенства и равенства одинаковых величин

В стандарте ES5, сравнение выполняемое оператором == (en-US) описывается в секции 11.9.3, The Abstract Equality Algorithm. Описание оператора === (en-US) находится в секции 11.9.6, The Strict Equality Algorithm. В секции 9.12, The SameValue Algorithm ES5 описывает операцию сравнение одинаковых величин для внутреннего движка JS. Строгое равенство и равенство одинаковых величин, практически одинаковы, за исключением обработки числовых типов. ES6 предлагает использовать алгоритм сравнения одинаковых величин через вызов Object.is.

Как понимать все эти способы сравнения?

До выхода редакции ES6 считалось, что оператор строгого равенства просто "улучшенная" версия оператора нестрогого равенства. Например, некоторые считали, что == просто улучшенная версия === потому, что первый оператор делает всё то же, что и второй, плюс приведение типов своих операндов. То есть 6 == "6". (Или же наоборот: оператор нестрогого равенства базовый, а оператор строгого равенства просто его улучшенная версия, ведь он добавляет ещё одно условие - требует, чтобы оба операнда были одного и того же типа. Какой вариант ближе вам, зависит только от вашей точки зрения на вещи.)

Но эти точки зрения уже нельзя применить к новому методу сравнения Object.is из новой редакции ES6. Нельзя сказать, что Object.is более или менее строг относительно существующих способов сравнения, или что это нечто среднее между ними. Ниже в таблице показаны основные различия операторов сравнения. Object.is интересен тем, что различает -0 и +0, а также умеет сравнивать два не числа NaN.

x y == === Object.is SameValueZero
undefined undefined ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
null null ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
true true ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
false false ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
'foo' 'foo' ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
0 0 ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
+0 -0 ✅ true ✅ true ❌ false ✅ true
+0 0 ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
-0 0 ✅ true ✅ true ❌ false ✅ true
0n -0n ✅ true ✅ true ✅ true ✅ true
0 false ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
"" false ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
"" 0 ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
'0' 0 ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
'17' 17 ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
[1, 2] '1,2' ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
new String('foo') 'foo' ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
null undefined ✅ true ❌ false ❌ false ❌ false
null false ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
undefined false ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
{ foo: 'bar' } { foo: 'bar' } ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
new String('foo') new String('foo') ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
0 null ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
0 NaN ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
'foo' NaN ❌ false ❌ false ❌ false ❌ false
NaN NaN ❌ false ❌ false ✅ true ✅ true

When to use Object.is() versus triple equals

In general, the only time Object.is's special behavior towards zeros is likely to be of interest is in the pursuit of certain meta-programming schemes, especially regarding property descriptors, when it is desirable for your work to mirror some of the characteristics of Object.defineProperty. If your use case does not require this, it is suggested to avoid Object.is and use === instead. Even if your requirements involve having comparisons between two NaN values evaluate to true, generally it is easier to special-case the NaN checks (using the isNaN method available from previous versions of ECMAScript) than it is to work out how surrounding computations might affect the sign of any zeros you encounter in your comparison.

Here's a non-exhaustive list of built-in methods and operators that might cause a distinction between -0 and +0 to manifest itself in your code:

- (unary negation)

Consider the following example:

const stoppingForce = obj.mass * -obj.velocity;

If obj.velocity is 0 (or computes to 0), a -0 is introduced at that place and propagates out into stoppingForce.

Math.atan2, Math.ceil, Math.pow, Math.round

In some cases, it's possible for a -0 to be introduced into an expression as a return value of these methods even when no -0 exists as one of the parameters. For example, using Math.pow to raise -Infinity to the power of any negative, odd exponent evaluates to -0. Refer to the documentation for the individual methods.

Math.floor, Math.max, Math.min, Math.sin, Math.sqrt, Math.tan

It's possible to get a -0 return value out of these methods in some cases where a -0 exists as one of the parameters. E.g., Math.min(-0, +0) evaluates to -0. Refer to the documentation for the individual methods.

~, <<, >>

Each of these operators uses the ToInt32 algorithm internally. Since there is only one representation for 0 in the internal 32-bit integer type, -0 will not survive a round trip after an inverse operation. E.g., both Object.is(~~(-0), -0) and Object.is(-0 << 2 >> 2, -0) evaluate to false.

Relying on Object.is when the signedness of zeros is not taken into account can be hazardous. Of course, when the intent is to distinguish between -0 and +0, it does exactly what's desired.

Caveat: Object.is() and NaN

The Object.is specification treats all instances of NaN as the same object. However, since typed arrays are available, we can have distinct floating point representations of NaN which don't behave identically in all contexts. For example:

const f2b = (x) => new Uint8Array(new Float64Array([x]).buffer);
const b2f = (x) => new Float64Array(x.buffer)[0];
// Get a byte representation of NaN
const n = f2b(NaN);
// Change the first bit, which is the sign bit and doesn't matter for NaN
n[0] = 1;
const nan2 = b2f(n);
console.log(nan2); // NaN
console.log(Object.is(nan2, NaN)); // true
console.log(f2b(NaN)); // Uint8Array(8) [0, 0, 0, 0, 0, 0, 248, 127]
console.log(f2b(nan2)); // Uint8Array(8) [1, 0, 0, 0, 0, 0, 248, 127]

See also