《ES6标准入门》第四章:字符串的扩展

字符串的扩展

ES6 加强了对 Unicode 的支持,并且扩展了字符串对象。

字符的 Unicode 表示法

JavaScript 允许采用\uxxxx形式表示一个字符,其中xxxx表示字符的 Unicode 码点。
"\u0061"
// "a"

但是,这种表示法只限于码点在\u0000~\uFFFF之间的字符。超出这个范围的字符,必须用两个双字节的形式表示。
"\uD842\uDFB7"
// "" 
"\u20BB7" 
// " 7"

上面代码表示,如果直接在\u后面跟上超过0xFFFF的数值(比如\u20BB7),JavaScript会理解成\u20BB+7。由于\u20BB是一个不可打印字符,所以只会显示一个空格,后面跟着一个7。

ES6 对这一点做出了改进,只要将码点放入大括号,就能正确解读该字符。
"\u{20BB7}" 
// "" 
"\u{41}\u{42}\u{43}" 
// "ABC"
let hello = 123;
hell\u{6F} // 123
'\u{1F680}' === '\uD83D\uDE80'
// true

上面代码中,最后一个例子表明,大括号表示法与四字节的 UTF-16 编码是等价的。

有了这种表示法之后,JavaScript 共有6种方法可以表示一个字符。
'\z' === 'z' // true 
'\172' === 'z' // true 
'\x7A' === 'z' // true
'\u007A' === 'z' // true 
'\u{7A}' === 'z' // true

codePointAt()

JavaScript内部,字符以UTF-16的格式储存,每个字符固定为2个字节。对于那些需要4个字节储存的字符(Unicode码点大于0xFFFF的字符),JavaScript会认为它们是两个字符。
var s = "";
s.length // 2 
s.charAt(0) // '' 
s.charAt(1) // '' 
s.charCodeAt(0) // 55362
 s.charCodeAt(1) // 57271

上面代码中,汉字“”(注意,这个字不是”吉祥“的”吉“)的码点是0x20BB7,UTF-16编码为0xD842 0xDFB7(十进制为55362 57271),需要4个字节储存。对于这种4个字节的字符,JavaScript不能正确处理,字符串长度会误判为2,而且charAt方法无法读取整个字符,charCodeAt方法只能分别返回前两个字节和后两个字节的值。

ES6提供了codePointAt方法,能够正确处理4个字节储存的字符,返回一个字符的码点。
var s = 'a';
s.codePointAt(0) // 134071 
s.codePointAt(1) // 57271 
s.codePointAt(2) // 97

codePointAt方法的参数,是字符在字符串中的位置(从0开始)。上面代码中,JavaScript将“a”视为三个字符,codePointAt方法在第一个字符上,正确地识别了“”,返回了它的十进制码点134071(即十六进制的20BB7)。在第二个字符(即“”的后两个字节)和第三个字符“a”上,codePointAt方法的结果与charCodeAt方法相同。

总之,codePointAt方***正确返回32位的UTF-16字符的码点。对于那些两个字节储存的常规字符,它的返回结果与charCodeAt方法相同。

codePointAt方法返回的是码点的十进制值,如果想要十六进制的值,可以使用toString方法转换一下。
var s = 'a';
s.codePointAt(0).toString(16) // "20bb7"
s.codePointAt(2).toString(16) // "61"
你可能注意到了,codePointAt方法的参数,仍然是不正确的。比如,上面代码中,字符a在字符串s的正确位置序号应该是1,但是必须向codePointAt方法传入2。解决这个问题的一个办法是使用for...of循环,因为它会正确识别32位的UTF-16字符。
var s = 'a';
for (let ch of s) { console.log(ch.codePointAt(0).toString(16));
} 
// 20bb7
// 61
codePointAt方法是测试一个字符由两个字节还是由四个字节组成的最简单方法。
function is32Bit(c) { return c.codePointAt(0) > 0xFFFF;
}
is32Bit("") // true
is32Bit("a") // false

String.fromCodePoint()

ES5提供String.fromCharCode方法,用于从码点返回对应字符,但是这个方法不能识别32位的UTF-16字符(Unicode编号大于0xFFFF)。
String.fromCharCode(0x20BB7)
// "ஷ"

上面代码中,String.fromCharCode不能识别大于0xFFFF的码点,所以0x20BB7就发生了溢出,最高位2被舍弃了,最后返回码点U+0BB7对应的字符,而不是码点U+20BB7对应的字符。

ES6提供了String.fromCodePoint方法,可以识别0xFFFF的字符,弥补了String.fromCharCode方法的不足。在作用上,正好与codePointAt方法相反。
String.fromCodePoint(0x20BB7) 
// ""
String.fromCodePoint(0x78, 0x1f680, 0x79) === 'x\uD83D\uDE80y' 
// true

上面代码中,如果String.fromCodePoint方法有多个参数,则它们会被合并成一个字符串返回。

注意,fromCodePoint方法定义在String对象上,而codePointAt方法定义在字符串的实例对象上。

字符串的遍历器接口

ES6为字符串添加了遍历器接口(详见《Iterator》一章),使得字符串可以被for...of循环遍历。
for (let codePoint of 'foo') { console.log(codePoint)
}
// "f"
// "o"
// "o"
除了遍历字符串,这个遍历器最大的优点是可以识别大于0xFFFF的码点,传统的for循环无法识别这样的码点。
var text = String.fromCodePoint(0x20BB7);
for (let i = 0; i < text.length; i++) { console.log(text[i]);
}
// " " 
// " " 
for (let i of text) { console.log(i);
}
// ""

上面代码中,字符串text只有一个字符,但是for循环会认为它包含两个字符(都不可打印),而for...of循环会正确识别出这一个字符。

at()

ES5对字符串对象提供charAt方法,返回字符串给定位置的字符。该方法不能识别码点大于0xFFFF的字符。
'abc'.charAt(0) // "a"
''.charAt(0) // "\uD842"

上面代码中,charAt方法返回的是UTF-16编码的第一个字节,实际上是无法显示的。

目前,有一个提案,提出字符串实例的at方法,可以识别Unicode编号大于0xFFFF的字符,返回正确的字符。
'abc'.at(0) // "a"
''.at(0) // ""

这个方法可以通过垫片库实现。

normalize()

许多欧洲语言有语调符号和重音符号。为了表示它们,Unicode提供了两种方法。一种是直接提供带重音符号的字符,比如Ǒ(\u01D1)。另一种是提供合成符号(combining character),即原字符与重音符号的合成,两个字符合成一个字符,比如O(\u004F)和ˇ(\u030C)合成Ǒ(\u004F\u030C)。

这两种表示方法,在视觉和语义上都等价,但是JavaScript不能识别。
'\u01D1'==='\u004F\u030C' //false
'\u01D1'.length // 1 
'\u004F\u030C'.length // 2

上面代码表示,JavaScript将合成字符视为两个字符,导致两种表示方法不相等。

ES6提供字符串实例的normalize()方法,用来将字符的不同表示方法统一为同样的形式,这称为Unicode正规化。
'\u01D1'.normalize() === '\u004F\u030C'.normalize() 
// true

normalize方法可以接受一个参数来指定normalize的方式,参数的四个可选值如下。

  • NFC,默认参数,表示“标准等价合成”(Normalization Form Canonical Composition),返回多个简单字符的合成字符。所谓“标准等价”指的是视觉和语义上的等价。
  • NFD,表示“标准等价分解”(Normalization Form Canonical Decomposition),即在标准等价的前提下,返回合成字符分解的多个简单字符。
  • NFKC,表示“兼容等价合成”(Normalization Form Compatibility Composition),返回合成字符。所谓“兼容等价”指的是语义上存在等价,但视觉上不等价,比如“囍”和“喜喜”。(这只是用来举例,normalize方法不能识别中文。)
  • NFKD,表示“兼容等价分解”(Normalization Form Compatibility Decomposition),即在兼容等价的前提下,返回合成字符分解的多个简单字符。
'\u004F\u030C'.normalize('NFC').length // 1 
'\u004F\u030C'.normalize('NFD').length // 2
上面代码表示,NFC参数返回字符的合成形式,NFD参数返回字符的分解形式。

不过,normalize方法目前不能识别三个或三个以上字符的合成。这种情况下,还是只能使用正则表达式,通过Unicode编号区间判断。

includes(), startsWith(), endsWith()

传统上,JavaScript只有indexOf方法,可以用来确定一个字符串是否包含在另一个字符串中。ES6又提供了三种新方法。

  • includes():返回布尔值,表示是否找到了参数字符串。
  • startsWith():返回布尔值,表示参数字符串是否在源字符串的头部。
  • endsWith():返回布尔值,表示参数字符串是否在源字符串的尾部。
var s = 'Hello world!';
s.startsWith('Hello') // true 
s.endsWith('!') // true 
s.includes('o') // true
这三个方法都支持第二个参数,表示开始搜索的位置。
var s = 'Hello world!';
s.startsWith('world', 6) // true 
s.endsWith('Hello', 5) // true 
s.includes('Hello', 6) // false

上面代码表示,使用第二个参数n时,endsWith的行为与其他两个方法有所不同。它针对前n个字符,而其他两个方法针对从第n个位置直到字符串结束。

repeat()

repeat方法返回一个新字符串,表示将原字符串重复n次。
'x'.repeat(3) // "xxx"
'hello'.repeat(2) // "hellohello" 
'na'.repeat(0) // ""

参数如果是小数,会被取整。
'na'.repeat(2.9) // "nana"

如果repeat的参数是负数或者Infinity,会报错。
'na'.repeat(Infinity) // RangeError
'na'.repeat(-1) // RangeError

但是,如果参数是0到-1之间的小数,则等同于0,这是因为会先进行取整运算。0到-1之间的小数,取整以后等于-0,repeat视同为0。
'na'.repeat(-0.9) // ""

参数NaN等同于0。
'na'.repeat(NaN) // ""

如果repeat的参数是字符串,则会先转换成数字。
'na'.repeat('na') // ""
'na'.repeat('3') // "nanana"

padStart(),padEnd()

ES2017 引入了字符串补全长度的功能。如果某个字符串不够指定长度,会在头部或尾部补全。padStart()用于头部补全,padEnd()用于尾部补全。
'x'.padStart(5, 'ab') // 'ababx'
'x'.padStart(4, 'ab') // 'abax'
'x'.padEnd(5, 'ab') // 'xabab'
'x'.padEnd(4, 'ab') // 'xaba'

上面代码中,padStart和padEnd一共接受两个参数,第一个参数用来指定字符串的最小长度,第二个参数是用来补全的字符串。

如果原字符串的长度,等于或大于指定的最小长度,则返回原字符串。
'xxx'.padStart(2, 'ab') // 'xxx'
'xxx'.padEnd(2, 'ab') // 'xxx'

如果用来补全的字符串与原字符串,两者的长度之和超过了指定的最小长度,则会截去超出位数的补全字符串。
'abc'.padStart(10, '0123456789') // '0123456abc'

如果省略第二个参数,默认使用空格补全长度。
'x'.padStart(4) // '   x'
'x'.padEnd(4) // 'x   '

padStart的常见用途是为数值补全指定位数。下面代码生成10位的数值字符串。
'1'.padStart(10, '0') // "0000000001"
'12'.padStart(10, '0') // "0000000012"
'123456'.padStart(10, '0') // "0000123456"

另一个用途是提示字符串格式。
'12'.padStart(10, 'YYYY-MM-DD') // "YYYY-MM-12"
'09-12'.padStart(10, 'YYYY-MM-DD') // "YYYY-09-12"


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