プログラマのためのJavaScript (2)：融通無碍な型システム - 檜山正幸のキマイラ飼育記 (はてなBlog)

JavaScriptは「型のない言語だ」と言われています。これは、変数に型を宣言する必要がない（現状ではできない）ことです。しかし、データには型があります。よって、データの分類体系としての型システムもあるはずです。とはいえ、ホレッ、JavaScriptのことですから、型システムも“どうとでもとれるような（解釈の任意性がある）”曖昧な分類体系ですね。よくいえば融通無碍＜ゆうずうむげ＞、有り体＜ありてい＞にいえばエエカンゲンですわ。

●とっかかりはtypeof演算子

（[追記]： typeof演算子をtypofと書き間違えていた（で、直した）。こういうのはtypoofと言うのだろう:-) ）

typeof演算子（関数ではありません）の引数に、定数リテラル、変数、式（expression）などを指定するとその型（の名前である文字列）を返してくれます。



js> typeof 123

number

js> typeof ("Hello" + "World")

string

js> typeof new Date()

object

js> typeof function(x) {return x * x;}

function

js> typeof [1, 2, 3]

object

js> typeof typeof (2 * 3)

string

js>

typeofが返す種別は、 number, boolean, string, object, function, undefinedの5つ6つ*1です。

「なーんだ、簡単じゃん、6つの型があるだけ」 -- でもないんです。

●型階層をとりあえず描いてみる

上の6種類では、いくらなんでも粗＜あら＞っぽすぎるでしょう。それに、typeof演算子が返す結果が、自然であるとも僕には思えないし。

型システムが言語仕様でキチンと定義され、型階層の絵（ツリー状、または網状）が描ける言語もありますが、JavaScriptでは、「これで決まり」という型階層はどうもないようです。で、とりあえず僕の主観で描いたのが下のツリー。つっこみどころはいくらでもあるんですが、その言い訳や説明は後（別な回も含む）でします。



JavaScriptデータ型

   +--基本型

      +--number型

      +--boolean型

      +--string型

   +--オブジェクト的型

      +--object型

         +--Null型

         +--配列型

         +--狭義ブジェクト型

            +--標準組み込みオブジェクト型

            +--実装依存組み込みオブジェクト型

            +--ユーザ定義（カスタム）オブジェクト型

      +--function型

   +-特殊な型

      +--undefined型

typeof演算子に敬意を払って、“6つの種別”はそのままこの型階層に埋め込んでいます。その他の（日本語でラベル付けした）ノードは概念的な分類のために導入したものです。

●おまえ達はコウモリか？ JavaScriptのデータよ

※注：コウモリ -- あるときは自分は鳥だと言い、あるときは獣だと主張した、という物語がある。

number型、boolean型、string型を基本型としてまとめることに異論はないでしょう。これらに共通する特徴は、（概念的には）値渡しであり、イミュータブル（変更不可能）なことです。文字列（string）に関しては、実際には参照（ポインタ）渡しをするでしょうが、文字列データを変更する手段がないので、理屈としては、値渡し（常に全バイトイメージがコピーされる）だと理解していいはずです。

文字列は変更不可能（イミュータブル）：



js> var s1 = "Hello"

js> var s2 = s1.toUpperCase()

js> s1

Hello

js> s2

HELLO

js> s1[0]

H

js> s1[0] = 'h'

h

js> s1

Hello

js>

さて、ところで、[オブジェクト的型＞object型＞狭義ブジェクト型＞標準組み込みオブジェクト型]をさらに細分すると、そのなかにNumber型、Boolean型、String型ってのが現れます。

string型とString object型：



js> var s1 = "Hello"

js> var s2 = new String("Hello")

js> typeof s1

string

js> typeof s2

object

js> s1 == s2

true

js> (typeof s1) == (typeof s2)

false

js>

リテラルとして書いた文字列はstring型なんですが、コンストラクタ関数Stringで生成したモノはobject型になります。s1とs2は型が違うのです。けど、等値比較演算子==で比較すると、s1とs2は等しいのです。ウーム、味わい深い。

さらに、Stringって関数はコンストラクタ（つまり、newと共に）ではなくて、単なる関数呼び出しもできまして、次のようなことになります。

単なる関数としてのString：



js> var s3 = String(s2)

js> typeof s3

string

js>

String関数の戻り値は、object型ではなくてstring型です。このような現象は、number, booleanについても同様に起こります。

●種明かし：君達はコウモリなんですね

上のような、“普通の”プログラマには不可思議な現象は、ラッパー・オブジェクトにより解釈できます。基本（プリミティブ）型のラッパー・クラスはJavaではお馴染みです。int型に対してInteger型、boolean型に対してBoolean型などです。Javaでは、String型は最初からオブジェクト型（参照型、クラスを持つ）なので特にラッパーを持ちませんけどね（これは重要な違い！）。

コンストラクタ関数Number、Boolean、Stringは、ラッパー・オブジェクトを生成するものです。ラッパー・オブジェクトから値を取り出すにはvalueOf()メソッドを使います。
ラッパー・オブジェクト：



js> var i = new Number(123)

js> typeof i

object

js> i.valueOf()

123

js> typeof i.valueOf()

number

js>

一方、単なる関数としてのNumber、Boolean、Stringはデータの型変換機能を提供します（他の言語のキャストに相当）。
データの型変換：



js> Number("123")

123

js> Number("")

0

js> Number(true)

1

js> Boolean(123)

true

js> Boolean("")

false

js> Boolean("false")

true

js>

さらに、「型が異なっていても値が等しくなる」ことは、JavaScriptでは日常茶飯事＜さはんじ＞。なぜなら、式や文のそれぞれの場所に“期待される型コンテキスト”があり、そこに期待されないデータがやって来ると、JavaScriptは勝手に、かなり強引に型変換を実行します（この点はPerlなんかと似てます）。この自動型変換が、演算子==の左と右に対してさえも実行されます。

ゆるい等値性：



js> 123 == "123"

true

js> false == ''

true

js>

もっときびしい等値性判定には===が使えます。この===を使って、==を解釈すると：



js> 123 === "123"

false

js> 123 === Number("123")

true

js> false ===  ''

false

js> false === Boolean('')

true

js>

いちおうツジツマがあっているでしょ。でも、JavaScriptのバージョンや方言により挙動が変わってしまうみたい（そこがまたJavaScriptの味わい）。

Javaでオートボクシング／アンボクシングが導入されたのは最近（J2SE5）ですが、JavaScriptでは、もっと以前から／もっと暗黙に／もっと強力に（迷惑なくらい強力に）自動型変換をしていたのです。よって、JavaScriptのデータは、あるときは鳥だと言い、あるときは獣だと主張するコウモリのようなモノですね。

●今回のまとめ

typeof演算子は、number, boolean, string, object, function, undefinedのいずれかを返す。
number型、boolean型、string型は、概念的に値渡しでイミュータブルだから基本型と考えてよい。
number型、boolean型、string型に対応するラッパー・オブジェクト型として、参照型であるNumber型、Boolean型、String型がある、と考えてよい。
関数Number、Boolean、Stringは、ラッパ・オブジェクトのコンストラクトとしても、各基本型への型変換関数としても使える。
JavaScriptは強力な自動型変換機能を持ち、それは、==の両辺に対してさえも実行される。
結果として、JavaScriptのデータには型があるような／ないような？コウモリ的なモノである。

データ型、型システムについてはもう少し言いたいことがあるので、たぶん、次回もこのネタです。

*1:数を間違えたのは、undefinedは型じゃないという印象があったからです。でも、特殊な型と考えることにします。