ES6 入門系列 - 函數的擴展


1函數參數的默認值



基本用法

在ES6之前,不能直接為函數的參數指定默認值,只能采用變通的方法。

function log(x, y) {
  y = y || 'World';
  console.log(x, y);
}

log('Hello') // Hello World
log('Hello', 'China') // Hello China
log('Hello', '') // Hello World

上面代碼檢查函數log的參數y有沒有賦值,如果沒有,則指定默認值為World。這種寫法的缺點在於,如果參數y賦值了,但是對應的布爾值為false,則該賦值不起作用。就像上面代碼的最后一行,參數y等於空字符,結果被改為默認值。

為了避免這個問題,通常需要先判斷一下參數y是否被賦值,如果沒有,再等於默認值。

if (typeof y === 'undefined') {
  y = 'World';
}

ES6允許為函數的參數設置默認值,即直接寫在參數定義的后面。

function log(x, y = 'World') {
  console.log(x, y);
}

log('Hello') // Hello World
log('Hello', 'China') // Hello China
log('Hello', '') // Hello

可以看到,ES6的寫法比ES5簡潔許多,而且非常自然。下面是另一個例子。

function Point(x = 0, y = 0) {
  this.x = x;
  this.y = y;
}

var p = new Point();
p // { x: 0, y: 0 }

除了簡潔,ES6的寫法還有兩個好處:首先,閱讀代碼的人,可以立刻意識到哪些參數是可以省略的,不用查看函數體或文檔;其次,有利於將來的代碼優化,即使未來的版本在對外接口中,徹底拿掉這個參數,也不會導致以前的代碼無法運行。

參數變量是默認聲明的,所以不能用letconst再次聲明。

function foo(x = 5) {
  let x = 1; // error
  const x = 2; // error
}

上面代碼中,參數變量x是默認聲明的,在函數體中,不能用letconst再次聲明,否則會報錯。

 


 

 

與解構賦值默認值結合使用

參數默認值可以與解構賦值的默認值,結合起來使用。

function foo({x, y = 5}) {
  console.log(x, y);
}

foo({}) // undefined, 5
foo({x: 1}) // 1, 5
foo({x: 1, y: 2}) // 1, 2
foo() // TypeError: Cannot read property 'x' of undefined

 

上面代碼使用了對象的解構賦值默認值,而沒有使用函數參數的默認值。只有當函數foo的參數是一個對象時,變量xy才會通過解構賦值而生成。如果函數foo調用時參數不是對象,變量xy就不會生成,從而報錯。如果參數對象沒有y屬性,y的默認值5才會生效。

下面是另一個對象的解構賦值默認值的例子。

function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} }) {
  console.log(method);
}

fetch('http://example.com', {})
// "GET"

fetch('http://example.com')
// 報錯

 

上面代碼中,如果函數fetch的第二個參數是一個對象,就可以為它的三個屬性設置默認值。

上面的寫法不能省略第二個參數,如果結合函數參數的默認值,就可以省略第二個參數。這時,就出現了雙重默認值。

function fetch(url, { method = 'GET' } = {}) {
  console.log(method);
}

fetch('http://example.com')
// "GET"

 

上面代碼中,函數fetch沒有第二個參數時,函數參數的默認值就會生效,然后才是解構賦值的默認值生效,變量method才會取到默認值GET

再請問下面兩種寫法有什么差別?

// 寫法一
function m1({x = 0, y = 0} = {}) {
  return [x, y];
}

// 寫法二
function m2({x, y} = { x: 0, y: 0 }) {
  return [x, y];
}

 

上面兩種寫法都對函數的參數設定了默認值,區別是寫法一函數參數的默認值是空對象,但是設置了對象解構賦值的默認值;寫法二函數參數的默認值是一個有具體屬性的對象,但是沒有設置對象解構賦值的默認值。

// 函數沒有參數的情況
m1() // [0, 0]
m2() // [0, 0]

// x和y都有值的情況
m1({x: 3, y: 8}) // [3, 8]
m2({x: 3, y: 8}) // [3, 8]

// x有值,y無值的情況
m1({x: 3}) // [3, 0]
m2({x: 3}) // [3, undefined]

// x和y都無值的情況
m1({}) // [0, 0];
m2({}) // [undefined, undefined]

m1({z: 3}) // [0, 0]
m2({z: 3}) // [undefined, undefined]

 


參數默認值的位置

通常情況下,定義了默認值的參數,應該是函數的尾參數。因為這樣比較容易看出來,到底省略了哪些參數。如果非尾部的參數設置默認值,實際上這個參數是沒法省略的。

// 例一
function f(x = 1, y) {
  return [x, y];
}

f() // [1, undefined]
f(2) // [2, undefined])
f(, 1) // 報錯
f(undefined, 1) // [1, 1]

// 例二
function f(x, y = 5, z) {
  return [x, y, z];
}

f() // [undefined, 5, undefined]
f(1) // [1, 5, undefined]
f(1, ,2) // 報錯
f(1, undefined, 2) // [1, 5, 2]

 

上面代碼中,有默認值的參數都不是尾參數。這時,無法只省略該參數,而不省略它后面的參數,除非顯式輸入undefined

如果傳入undefined,將觸發該參數等於默認值,null則沒有這個效果。

function foo(x = 5, y = 6) {
  console.log(x, y);
}

foo(undefined, null)
// 5 null

 

上面代碼中,x參數對應undefined,結果觸發了默認值,y參數等於null,就沒有觸發默認值。

 


函數的length屬性

指定了默認值以后,函數的length屬性,將返回沒有指定默認值的參數個數。也就是說,指定了默認值后,length屬性將失真。

(function (a) {}).length // 1
(function (a = 5) {}).length // 0
(function (a, b, c = 5) {}).length // 2

上面代碼中,length屬性的返回值,等於函數的參數個數減去指定了默認值的參數個數。比如,上面最后一個函數,定義了3個參數,其中有一個參數c指定了默認值,因此length屬性等於3減去1,最后得到2

這是因為length屬性的含義是,該函數預期傳入的參數個數。某個參數指定默認值以后,預期傳入的參數個數就不包括這個參數了。同理,rest參數也不會計入length屬性。

(function(...args) {}).length // 0

如果設置了默認值的參數不是尾參數,那么length屬性也不再計入后面的參數了。

(function (a = 0, b, c) {}).length // 0
(function (a, b = 1, c) {}).length // 1

 


作用域

一個需要注意的地方是,如果參數默認值是一個變量,則該變量所處的作用域,與其他變量的作用域規則是一樣的,即先是當前函數的作用域,然后才是全局作用域。

var x = 1;

function f(x, y = x) {
  console.log(y);
}

f(2) // 2

上面代碼中,參數y的默認值等於x。調用時,由於函數作用域內部的變量x已經生成,所以y等於參數x,而不是全局變量x

如果調用時,函數作用域內部的變量x沒有生成,結果就會不一樣。

let x = 1;

function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // 1

 

上面代碼中,函數調用時,y的默認值變量x尚未在函數內部生成,所以x指向全局變量。

如果此時,全局變量x不存在,就會報錯。

function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // ReferenceError: x is not defined

 

下面這樣寫,也會報錯。

var x = 1;

function foo(x = x) {
  // ...
}

foo() // ReferenceError: x is not defined

 

上面代碼中,函數foo的參數x的默認值也是x。這時,默認值x的作用域是函數作用域,而不是全局作用域。由於在函數作用域中,存在變量x,但是默認值在x賦值之前先執行了,所以這時屬於暫時性死區(參見《let和const命令》一章),任何對x的操作都會報錯。

如果參數的默認值是一個函數,該函數的作用域是其聲明時所在的作用域。請看下面的例子。

let foo = 'outer';

function bar(func = x => foo) {
  let foo = 'inner';
  console.log(func()); // outer
}

bar();

 

上面代碼中,函數bar的參數func的默認值是一個匿名函數,返回值為變量foo。這個匿名函數聲明時,bar函數的作用域還沒有形成,所以匿名函數里面的foo指向外層作用域的foo,輸出outer

如果寫成下面這樣,就會報錯。

function bar(func = () => foo) {
  let foo = 'inner';
  console.log(func());
}

bar() // ReferenceError: foo is not defined

 

上面代碼中,匿名函數里面的foo指向函數外層,但是函數外層並沒有聲明foo,所以就報錯了。

下面是一個更復雜的例子。

var x = 1;
function foo(x, y = function() { x = 2; }) {
  var x = 3;
  y();
  console.log(x);
}

foo() // 3

 

上面代碼中,函數foo的參數y的默認值是一個匿名函數。函數foo調用時,它的參數x的值為undefined,所以y函數內部的x一開始是undefined,后來被重新賦值2。但是,函數foo內部重新聲明了一個x,值為3,這兩個x是不一樣的,互相不產生影響,因此最后輸出3

如果將var x = 3var去除,兩個x就是一樣的,最后輸出的就是2

var x = 1;
function foo(x, y = function() { x = 2; }) {
  x = 3;
  y();
  console.log(x);
}

foo() // 2

 


應用

利用參數默認值,可以指定某一個參數不得省略,如果省略就拋出一個錯誤。

function throwIfMissing() {
  throw new Error('Missing parameter');
}

function foo(mustBeProvided = throwIfMissing()) {
  return mustBeProvided;
}

foo()
// Error: Missing parameter

 

上面代碼的foo函數,如果調用的時候沒有參數,就會調用默認值throwIfMissing函數,從而拋出一個錯誤。

從上面代碼還可以看到,參數mustBeProvided的默認值等於throwIfMissing函數的運行結果(即函數名之后有一對圓括號),這表明參數的默認值不是在定義時執行,而是在運行時執行(即如果參數已經賦值,默認值中的函數就不會運行),這與python語言不一樣。

另外,可以將參數默認值設為undefined,表明這個參數是可以省略的。

function foo(optional = undefined) { ··· }

 


3 rest參數

ES6引入rest參數(形式為“...變量名”),用於獲取函數的多余參數,這樣就不需要使用arguments對象了。rest參數搭配的變量是一個數組,該變量將多余的參數放入數組中。

function add(...values) {
  let sum = 0;

  for (var val of values) {
    sum += val;
  }

  return sum;
}

add(2, 5, 3) // 10

 

上面代碼的add函數是一個求和函數,利用rest參數,可以向該函數傳入任意數目的參數。

下面是一個rest參數代替arguments變量的例子。

// arguments變量的寫法
function sortNumbers() {
  return Array.prototype.slice.call(arguments).sort();
}

// rest參數的寫法
const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort();

 

上面代碼的兩種寫法,比較后可以發現,rest參數的寫法更自然也更簡潔。

rest參數中的變量代表一個數組,所以數組特有的方法都可以用於這個變量。下面是一個利用rest參數改寫數組push方法的例子。

function push(array, ...items) {
  items.forEach(function(item) {
    array.push(item);
    console.log(item);
  });
}

var a = [];
push(a, 1, 2, 3)

 

注意,rest參數之后不能再有其他參數(即只能是最后一個參數),否則會報錯。

// 報錯
function f(a, ...b, c) {
  // ...
}

 

函數的length屬性,不包括rest參數。

(function(a) {}).length  // 1
(function(...a) {}).length  // 0
(function(a, ...b) {}).length  // 1
 

 

3 擴展運算符

含義

擴展運算符(spread)是三個點(...)。它好比rest參數的逆運算,將一個數組轉為用逗號分隔的參數序列。

console.log(...[1, 2, 3])
// 1 2 3

console.log(1, ...[2, 3, 4], 5)
// 1 2 3 4 5

[...document.querySelectorAll('div')]
// [<div>, <div>, <div>]

 

該運算符主要用於函數調用。

function push(array, ...items) {
  array.push(...items);
}

function add(x, y) {
  return x + y;
}

var numbers = [4, 38];
add(...numbers) // 42

 

上面代碼中,array.push(...items)add(...numbers)這兩行,都是函數的調用,它們的都使用了擴展運算符。該運算符將一個數組,變為參數序列。

擴展運算符與正常的函數參數可以結合使用,非常靈活。

function f(v, w, x, y, z) { }
var args = [0, 1];
f(-1, ...args, 2, ...[3]);

 


 

替代數組的apply方法

由於擴展運算符可以展開數組,所以不再需要apply方法,將數組轉為函數的參數了。

// ES5的寫法
function f(x, y, z) {
  // ...
}
var args = [0, 1, 2];
f.apply(null, args);

// ES6的寫法
function f(x, y, z) {
  // ...
}
var args = [0, 1, 2];
f(...args);

 

下面是擴展運算符取代apply方法的一個實際的例子,應用Math.max方法,簡化求出一個數組最大元素的寫法。

// ES5的寫法
Math.max.apply(null, [14, 3, 77])

// ES6的寫法
Math.max(...[14, 3, 77])

// 等同於
Math.max(14, 3, 77);

 

上面代碼表示,由於JavaScript不提供求數組最大元素的函數,所以只能套用Math.max函數,將數組轉為一個參數序列,然后求最大值。有了擴展運算符以后,就可以直接用Math.max了。

另一個例子是通過push函數,將一個數組添加到另一個數組的尾部。

// ES5的寫法
var arr1 = [0, 1, 2];
var arr2 = [3, 4, 5];
Array.prototype.push.apply(arr1, arr2);

// ES6的寫法
var arr1 = [0, 1, 2];
var arr2 = [3, 4, 5];
arr1.push(...arr2);

 

上面代碼的ES5寫法中,push方法的參數不能是數組,所以只好通過apply方法變通使用push方法。有了擴展運算符,就可以直接將數組傳入push方法。

下面是另外一個例子。

// ES5
new (Date.bind.apply(Date, [null, 2015, 1, 1]))
// ES6
new Date(...[2015, 1, 1]);

 


擴展運算符的應用

(1)合並數組

擴展運算符提供了數組合並的新寫法。

// ES5
[1, 2].concat(more)
// ES6
[1, 2, ...more]

var arr1 = ['a', 'b'];
var arr2 = ['c'];
var arr3 = ['d', 'e'];

// ES5的合並數組
arr1.concat(arr2, arr3);
// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]

// ES6的合並數組
[...arr1, ...arr2, ...arr3]
// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]

(2)與解構賦值結合

擴展運算符可以與解構賦值結合起來,用於生成數組。

// ES5
a = list[0], rest = list.slice(1)
// ES6
[a, ...rest] = list

下面是另外一些例子。

const [first, ...rest] = [1, 2, 3, 4, 5];
first // 1
rest  // [2, 3, 4, 5]

const [first, ...rest] = [];
first // undefined
rest  // []:

const [first, ...rest] = ["foo"];
first  // "foo"
rest   // []

如果將擴展運算符用於數組賦值,只能放在參數的最后一位,否則會報錯。

const [...butLast, last] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 報錯

const [first, ...middle, last] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 報錯

(3)函數的返回值

JavaScript的函數只能返回一個值,如果需要返回多個值,只能返回數組或對象。擴展運算符提供了解決這個問題的一種變通方法。

var dateFields = readDateFields(database);
var d = new Date(...dateFields);

上面代碼從數據庫取出一行數據,通過擴展運算符,直接將其傳入構造函數Date

(4)字符串

擴展運算符還可以將字符串轉為真正的數組。

[...'hello']
// [ "h", "e", "l", "l", "o" ]

上面的寫法,有一個重要的好處,那就是能夠正確識別32位的Unicode字符。

'x\uD83D\uDE80y'.length // 4
[...'x\uD83D\uDE80y'].length // 3

上面代碼的第一種寫法,JavaScript會將32位Unicode字符,識別為2個字符,采用擴展運算符就沒有這個問題。因此,正確返回字符串長度的函數,可以像下面這樣寫。

function length(str) {
  return [...str].length;
}

length('x\uD83D\uDE80y') // 3

凡是涉及到操作32位Unicode字符的函數,都有這個問題。因此,最好都用擴展運算符改寫。

let str = 'x\uD83D\uDE80y';

str.split('').reverse().join('')
// 'y\uDE80\uD83Dx'

[...str].reverse().join('')
// 'y\uD83D\uDE80x'

上面代碼中,如果不用擴展運算符,字符串的reverse操作就不正確。

(5)實現了Iterator接口的對象

任何Iterator接口的對象,都可以用擴展運算符轉為真正的數組。

var nodeList = document.querySelectorAll('div');
var array = [...nodeList];

上面代碼中,querySelectorAll方法返回的是一個nodeList對象。它不是數組,而是一個類似數組的對象。這時,擴展運算符可以將其轉為真正的數組,原因就在於NodeList對象實現了Iterator接口。

對於那些沒有部署Iterator接口的類似數組的對象,擴展運算符就無法將其轉為真正的數組。

let arrayLike = {
  '0': 'a',
  '1': 'b',
  '2': 'c',
  length: 3
};

// TypeError: Cannot spread non-iterable object.
let arr = [...arrayLike];

上面代碼中,arrayLike是一個類似數組的對象,但是沒有部署Iterator接口,擴展運算符就會報錯。這時,可以改為使用Array.from方法將arrayLike轉為真正的數組。

(6)Map和Set結構,Generator函數

擴展運算符內部調用的是數據結構的Iterator接口,因此只要具有Iterator接口的對象,都可以使用擴展運算符,比如Map結構。

let map = new Map([
  [1, 'one'],
  [2, 'two'],
  [3, 'three'],
]);

let arr = [...map.keys()]; // [1, 2, 3]

 

Generator函數運行后,返回一個遍歷器對象,因此也可以使用擴展運算符。

var go = function*(){
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
};

[...go()] // [1, 2, 3]

 

上面代碼中,變量go是一個Generator函數,執行后返回的是一個遍歷器對象,對這個遍歷器對象執行擴展運算符,就會將內部遍歷得到的值,轉為一個數組。

如果對沒有iterator接口的對象,使用擴展運算符,將會報錯。

var obj = {a: 1, b: 2};
let arr = [...obj]; // TypeError: Cannot spread non-iterable object

 


4、嚴格模式

從ES5開始,函數內部可以設定為嚴格模式。

function doSomething(a, b) {
  'use strict';
  // code
}

《ECMAScript 2016標准》做了一點修改,規定只要函數參數使用了默認值、解構賦值、或者擴展運算符,那么函數內部就不能顯式設定為嚴格模式,否則會報錯。

// 報錯
function doSomething(a, b = a) {
  'use strict';
  // code
}

// 報錯
const doSomething = function ({a, b}) {
  'use strict';
  // code
};

// 報錯
const doSomething = (...a) => {
  'use strict';
  // code
};

const obj = {
  // 報錯
  doSomething({a, b}) {
    'use strict';
    // code
  }
};

這樣規定的原因是,函數內部的嚴格模式,同時適用於函數體代碼和函數參數代碼。但是,函數執行的時候,先執行函數參數代碼,然后再執行函數體代碼。這樣就有一個不合理的地方,只有從函數體代碼之中,才能知道參數代碼是否應該以嚴格模式執行,但是參數代碼卻應該先於函數體代碼執行。

// 報錯
function doSomething(value = 070) {
  'use strict';
  return value;
}

上面代碼中,參數value的默認值是八進制數070,但是嚴格模式下不能用前綴0表示八進制,所以應該報錯。但是實際上,JavaScript引擎會先成功執行value = 070,然后進入函數體內部,發現需要用嚴格模式執行,這時才會報錯。

雖然可以先解析函數體代碼,再執行參數代碼,但是這樣無疑就增加了復雜性。因此,標准索性禁止了這種用法,只要參數使用了默認值、解構賦值、或者擴展運算符,就不能顯式指定嚴格模式。

兩種方法可以規避這種限制。第一種是設定全局性的嚴格模式,這是合法的。

'use strict';

function doSomething(a, b = a) {
  // code
}

第二種是把函數包在一個無參數的立即執行函數里面。

const doSomething = (function () {
  'use strict';
  return function(value = 42) {
    return value;
  };
}());

 


name屬性

函數的name屬性,返回該函數的函數名。

function foo() {}
foo.name // "foo"

這個屬性早就被瀏覽器廣泛支持,但是直到ES6,才將其寫入了標准。

需要注意的是,ES6對這個屬性的行為做出了一些修改。如果將一個匿名函數賦值給一個變量,ES5的name屬性,會返回空字符串,而ES6的name屬性會返回實際的函數名。

var func1 = function () {};

// ES5
func1.name // ""

// ES6
func1.name // "func1"

上面代碼中,變量func1等於一個匿名函數,ES5和ES6的name屬性返回的值不一樣。

如果將一個具名函數賦值給一個變量,則ES5和ES6的name屬性都返回這個具名函數原本的名字。

const bar = function baz() {};

// ES5
bar.name // "baz"

// ES6
bar.name // "baz"

Function構造函數返回的函數實例,name屬性的值為“anonymous”。

(new Function).name // "anonymous"

bind返回的函數,name屬性值會加上“bound ”前綴。

function foo() {};
foo.bind({}).name // "bound foo"

(function(){}).bind({}).name // "bound "

 


 

6、箭頭函數

基本用法

ES6允許使用“箭頭”(=>)定義函數。

var f = v => v;

上面的箭頭函數等同於:

var f = function(v) {
  return v;
};

如果箭頭函數不需要參數或需要多個參數,就使用一個圓括號代表參數部分。

var f = () => 5;
// 等同於
var f = function () { return 5 };

var sum = (num1, num2) => num1 + num2;
// 等同於
var sum = function(num1, num2) {
  return num1 + num2;
};

如果箭頭函數的代碼塊部分多於一條語句,就要使用大括號將它們括起來,並且使用return語句返回。

var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; }

由於大括號被解釋為代碼塊,所以如果箭頭函數直接返回一個對象,必須在對象外面加上括號。

var getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" });

箭頭函數可以與變量解構結合使用。

const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;

// 等同於
function full(person) {
  return person.first + ' ' + person.last;
}

箭頭函數使得表達更加簡潔。

const isEven = n => n % 2 == 0;
const square = n => n * n;

上面代碼只用了兩行,就定義了兩個簡單的工具函數。如果不用箭頭函數,可能就要占用多行,而且還不如現在這樣寫醒目。

箭頭函數的一個用處是簡化回調函數。

// 正常函數寫法
[1,2,3].map(function (x) {
  return x * x;
});

// 箭頭函數寫法
[1,2,3].map(x => x * x);

另一個例子是

// 正常函數寫法
var result = values.sort(function (a, b) {
  return a - b;
});

// 箭頭函數寫法
var result = values.sort((a, b) => a - b);

下面是rest參數與箭頭函數結合的例子。

const numbers = (...nums) => nums;

numbers(1, 2, 3, 4, 5)
// [1,2,3,4,5]

const headAndTail = (head, ...tail) => [head, tail];

headAndTail(1, 2, 3, 4, 5)
// [1,[2,3,4,5]]

使用注意點

箭頭函數有幾個使用注意點。

(1)函數體內的this對象,就是定義時所在的對象,而不是使用時所在的對象。

(2)不可以當作構造函數,也就是說,不可以使用new命令,否則會拋出一個錯誤。

(3)不可以使用arguments對象,該對象在函數體內不存在。如果要用,可以用Rest參數代替。

(4)不可以使用yield命令,因此箭頭函數不能用作Generator函數。

上面四點中,第一點尤其值得注意。this對象的指向是可變的,但是在箭頭函數中,它是固定的。

function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

var id = 21;

foo.call({ id: 42 });
// id: 42

上面代碼中,setTimeout的參數是一個箭頭函數,這個箭頭函數的定義生效是在foo函數生成時,而它的真正執行要等到100毫秒后。如果是普通函數,執行時this應該指向全局對象window,這時應該輸出21。但是,箭頭函數導致this總是指向函數定義生效時所在的對象(本例是{id: 42}),所以輸出的是42

箭頭函數可以讓setTimeout里面的this,綁定定義時所在的作用域,而不是指向運行時所在的作用域。下面是另一個例子。

function Timer() {
  this.s1 = 0;
  this.s2 = 0;
  // 箭頭函數
  setInterval(() => this.s1++, 1000);
  // 普通函數
  setInterval(function () {
    this.s2++;
  }, 1000);
}

var timer = new Timer();

setTimeout(() => console.log('s1: ', timer.s1), 3100);
setTimeout(() => console.log('s2: ', timer.s2), 3100);
// s1: 3
// s2: 0

上面代碼中,Timer函數內部設置了兩個定時器,分別使用了箭頭函數和普通函數。前者的this綁定定義時所在的作用域(即Timer函數),后者的this指向運行時所在的作用域(即全局對象)。所以,3100毫秒之后,timer.s1被更新了3次,而timer.s2一次都沒更新。

箭頭函數可以讓this指向固定化,這種特性很有利於封裝回調函數。下面是一個例子,DOM事件的回調函數封裝在一個對象里面。

var handler = {
  id: '123456',

  init: function() {
    document.addEventListener('click',
      event => this.doSomething(event.type), false);
  },

  doSomething: function(type) {
    console.log('Handling ' + type  + ' for ' + this.id);
  }
};

上面代碼的init方法中,使用了箭頭函數,這導致這個箭頭函數里面的this,總是指向handler對象。否則,回調函數運行時,this.doSomething這一行會報錯,因為此時this指向document對象。

this指向的固定化,並不是因為箭頭函數內部有綁定this的機制,實際原因是箭頭函數根本沒有自己的this,導致內部的this就是外層代碼塊的this。正是因為它沒有this,所以也就不能用作構造函數。

所以,箭頭函數轉成ES5的代碼如下。

// ES6
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

// ES5
function foo() {
  var _this = this;

  setTimeout(function () {
    console.log('id:', _this.id);
  }, 100);
}

上面代碼中,轉換后的ES5版本清楚地說明了,箭頭函數里面根本沒有自己的this,而是引用外層的this

請問下面的代碼之中有幾個this

function foo() {
  return () => {
    return () => {
      return () => {
        console.log('id:', this.id);
      };
    };
  };
}

var f = foo.call({id: 1});

var t1 = f.call({id: 2})()(); // id: 1
var t2 = f().call({id: 3})(); // id: 1
var t3 = f()().call({id: 4}); // id: 1

上面代碼之中,只有一個this,就是函數foothis,所以t1t2t3都輸出同樣的結果。因為所有的內層函數都是箭頭函數,都沒有自己的this,它們的this其實都是最外層foo函數的this

除了this,以下三個變量在箭頭函數之中也是不存在的,指向外層函數的對應變量:argumentssupernew.target

function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('args:', arguments);
  }, 100);
}

foo(2, 4, 6, 8)
// args: [2, 4, 6, 8]

上面代碼中,箭頭函數內部的變量arguments,其實是函數fooarguments變量。

另外,由於箭頭函數沒有自己的this,所以當然也就不能用call()apply()bind()這些方法去改變this的指向。

(function() {
  return [
    (() => this.x).bind({ x: 'inner' })()
  ];
}).call({ x: 'outer' });
// ['outer']

上面代碼中,箭頭函數沒有自己的this,所以bind方法無效,內部的this指向外部的this

長期以來,JavaScript語言的this對象一直是一個令人頭痛的問題,在對象方法中使用this,必須非常小心。箭頭函數”綁定”this,很大程度上解決了這個困擾。

嵌套的箭頭函數

箭頭函數內部,還可以再使用箭頭函數。下面是一個ES5語法的多重嵌套函數。

function insert(value) {
  return {into: function (array) {
    return {after: function (afterValue) {
      array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value);
      return array;
    }};
  }};
}

insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3]

上面這個函數,可以使用箭頭函數改寫。

let insert = (value) => ({into: (array) => ({after: (afterValue) => {
  array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value);
  return array;
}})});

insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3]

下面是一個部署管道機制(pipeline)的例子,即前一個函數的輸出是后一個函數的輸入。

const pipeline = (...funcs) =>
  val => funcs.reduce((a, b) => b(a), val);

const plus1 = a => a + 1;
const mult2 = a => a * 2;
const addThenMult = pipeline(plus1, mult2);

addThenMult(5)
// 12

如果覺得上面的寫法可讀性比較差,也可以采用下面的寫法。

const plus1 = a => a + 1;
const mult2 = a => a * 2;

mult2(plus1(5))
// 12

箭頭函數還有一個功能,就是可以很方便地改寫λ演算。

// λ演算的寫法
fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v)))

// ES6的寫法
var fix = f => (x => f(v => x(x)(v)))
               (x => f(v => x(x)(v))); 

上面兩種寫法,幾乎是一一對應的。由於λ演算對於計算機科學非常重要,這使得我們可以用ES6作為替代工具,探索計算機科學。

 



7、綁定 this

箭頭函數可以綁定this對象,大大減少了顯式綁定this對象的寫法(callapplybind)。但是,箭頭函數並不適用於所有場合,所以ES7提出了“函數綁定”(function bind)運算符,用來取代callapplybind調用。雖然該語法還是ES7的一個提案,但是Babel轉碼器已經支持。

函數綁定運算符是並排的兩個雙冒號(::),雙冒號左邊是一個對象,右邊是一個函數。該運算符會自動將左邊的對象,作為上下文環境(即this對象),綁定到右邊的函數上面。

foo::bar;
// 等同於
bar.bind(foo);

foo::bar(...arguments);
// 等同於
bar.apply(foo, arguments);

const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;
function hasOwn(obj, key) {
  return obj::hasOwnProperty(key);
}

如果雙冒號左邊為空,右邊是一個對象的方法,則等於將該方法綁定在該對象上面。

var method = obj::obj.foo;
// 等同於
var method = ::obj.foo;

let log = ::console.log;
// 等同於
var log = console.log.bind(console);

由於雙冒號運算符返回的還是原對象,因此可以采用鏈式寫法。

// 例一
import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib";

getPlayers()
::map(x => x.character())
::takeWhile(x => x.strength > 100)
::forEach(x => console.log(x));

// 例二
let { find, html } = jake;

document.querySelectorAll("div.myClass")
::find("p")
::html("hahaha");

 


 

8、尾調用優化

什么是尾調用?

尾調用(Tail Call)是函數式編程的一個重要概念,本身非常簡單,一句話就能說清楚,就是指某個函數的最后一步是調用另一個函數。

function f(x){
  return g(x);
}

上面代碼中,函數f的最后一步是調用函數g,這就叫尾調用。

以下三種情況,都不屬於尾調用。

// 情況一
function f(x){
  let y = g(x);
  return y;
}

// 情況二
function f(x){
  return g(x) + 1;
}

// 情況三
function f(x){
  g(x);
}

上面代碼中,情況一是調用函數g之后,還有賦值操作,所以不屬於尾調用,即使語義完全一樣。情況二也屬於調用后還有操作,即使寫在一行內。情況三等同於下面的代碼。

function f(x){
  g(x);
  return undefined;
}

尾調用不一定出現在函數尾部,只要是最后一步操作即可。

function f(x) {
  if (x > 0) {
    return m(x)
  }
  return n(x);
}

上面代碼中,函數m和n都屬於尾調用,因為它們都是函數f的最后一步操作。

尾調用優化

尾調用之所以與其他調用不同,就在於它的特殊的調用位置。

我們知道,函數調用會在內存形成一個“調用記錄”,又稱“調用幀”(call frame),保存調用位置和內部變量等信息。如果在函數A的內部調用函數B,那么在A的調用幀上方,還會形成一個B的調用幀。等到B運行結束,將結果返回到A,B的調用幀才會消失。如果函數B內部還調用函數C,那就還有一個C的調用幀,以此類推。所有的調用幀,就形成一個“調用棧”(call stack)。

尾調用由於是函數的最后一步操作,所以不需要保留外層函數的調用幀,因為調用位置、內部變量等信息都不會再用到了,只要直接用內層函數的調用幀,取代外層函數的調用幀就可以了。

function f() {
  let m = 1;
  let n = 2;
  return g(m + n);
}
f();

// 等同於
function f() {
  return g(3);
}
f();

// 等同於
g(3);

上面代碼中,如果函數g不是尾調用,函數f就需要保存內部變量m和n的值、g的調用位置等信息。但由於調用g之后,函數f就結束了,所以執行到最后一步,完全可以刪除 f(x) 的調用幀,只保留 g(3) 的調用幀。

這就叫做“尾調用優化”(Tail call optimization),即只保留內層函數的調用幀。如果所有函數都是尾調用,那么完全可以做到每次執行時,調用幀只有一項,這將大大節省內存。這就是“尾調用優化”的意義。

注意,只有不再用到外層函數的內部變量,內層函數的調用幀才會取代外層函數的調用幀,否則就無法進行“尾調用優化”。

function addOne(a){
  var one = 1;
  function inner(b){
    return b + one;
  }
  return inner(a);
}

上面的函數不會進行尾調用優化,因為內層函數inner用到了外層函數addOne的內部變量one

 


 

尾遞歸

函數調用自身,稱為遞歸。如果尾調用自身,就稱為尾遞歸。

遞歸非常耗費內存,因為需要同時保存成千上百個調用幀,很容易發生“棧溢出”錯誤(stack overflow)。但對於尾遞歸來說,由於只存在一個調用幀,所以永遠不會發生“棧溢出”錯誤。

function factorial(n) {
  if (n === 1) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}

factorial(5) // 120

上面代碼是一個階乘函數,計算n的階乘,最多需要保存n個調用記錄,復雜度 O(n) 。

如果改寫成尾遞歸,只保留一個調用記錄,復雜度 O(1) 。

function factorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5, 1) // 120

還有一個比較著名的例子,就是計算fibonacci 數列,也能充分說明尾遞歸優化的重要性

如果是非尾遞歸的fibonacci 遞歸方法

function Fibonacci (n) {
  if ( n <= 1 ) {return 1};

  return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
}

Fibonacci(10); // 89
// Fibonacci(100)
// Fibonacci(500)
// 堆棧溢出了

 

如果我們使用尾遞歸優化過的fibonacci 遞歸算法

function Fibonacci2 (n , ac1 = 1 , ac2 = 1) {
  if( n <= 1 ) {return ac2};

  return Fibonacci2 (n - 1, ac2, ac1 + ac2);
}

Fibonacci2(100) // 573147844013817200000
Fibonacci2(1000) // 7.0330367711422765e+208
Fibonacci2(10000) // Infinity

由此可見,“尾調用優化”對遞歸操作意義重大,所以一些函數式編程語言將其寫入了語言規格。ES6也是如此,第一次明確規定,所有ECMAScript的實現,都必須部署“尾調用優化”。這就是說,在ES6中,只要使用尾遞歸,就不會發生棧溢出,相對節省內存。

遞歸函數的改寫

尾遞歸的實現,往往需要改寫遞歸函數,確保最后一步只調用自身。做到這一點的方法,就是把所有用到的內部變量改寫成函數的參數。比如上面的例子,階乘函數 factorial 需要用到一個中間變量 total ,那就把這個中間變量改寫成函數的參數。這樣做的缺點就是不太直觀,第一眼很難看出來,為什么計算5的階乘,需要傳入兩個參數5和1?

兩個方法可以解決這個問題。方法一是在尾遞歸函數之外,再提供一個正常形式的函數。

function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

function factorial(n) {
  return tailFactorial(n, 1);
}

factorial(5) // 120

上面代碼通過一個正常形式的階乘函數 factorial ,調用尾遞歸函數 tailFactorial ,看起來就正常多了。

函數式編程有一個概念,叫做柯里化(currying),意思是將多參數的函數轉換成單參數的形式。這里也可以使用柯里化。

function currying(fn, n) {
  return function (m) {
    return fn.call(this, m, n);
  };
}

function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

const factorial = currying(tailFactorial, 1);

factorial(5) // 120

上面代碼通過柯里化,將尾遞歸函數 tailFactorial 變為只接受1個參數的 factorial 。

第二種方法就簡單多了,就是采用ES6的函數默認值。

function factorial(n, total = 1) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5) // 120

上面代碼中,參數 total 有默認值1,所以調用時不用提供這個值。

總結一下,遞歸本質上是一種循環操作。純粹的函數式編程語言沒有循環操作命令,所有的循環都用遞歸實現,這就是為什么尾遞歸對這些語言極其重要。對於其他支持“尾調用優化”的語言(比如Lua,ES6),只需要知道循環可以用遞歸代替,而一旦使用遞歸,就最好
使用尾遞歸。


 

嚴格模式

ES6的尾調用優化只在嚴格模式下開啟,正常模式是無效的。

這是因為在正常模式下,函數內部有兩個變量,可以跟蹤函數的調用棧。

  • func.arguments:返回調用時函數的參數。
  • func.caller:返回調用當前函數的那個函數。

尾調用優化發生時,函數的調用棧會改寫,因此上面兩個變量就會失真。嚴格模式禁用這兩個變量,所以尾調用模式僅在嚴格模式下生效。

function restricted() {
  "use strict";
  restricted.caller;    // 報錯
  restricted.arguments; // 報錯
}
restricted();

尾遞歸優化的實現

尾遞歸優化只在嚴格模式下生效,那么正常模式下,或者那些不支持該功能的環境中,有沒有辦法也使用尾遞歸優化呢?回答是可以的,就是自己實現尾遞歸優化。

它的原理非常簡單。尾遞歸之所以需要優化,原因是調用棧太多,造成溢出,那么只要減少調用棧,就不會溢出。怎么做可以減少調用棧呢?就是采用“循環”換掉“遞歸”。

下面是一個正常的遞歸函數。

function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}

sum(1, 100000)
// Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)

上面代碼中,sum是一個遞歸函數,參數x是需要累加的值,參數y控制遞歸次數。一旦指定sum遞歸100000次,就會報錯,提示超出調用棧的最大次數。

蹦床函數(trampoline)可以將遞歸執行轉為循環執行。

function trampoline(f) {
  while (f && f instanceof Function) {
    f = f();
  }
  return f;
}

上面就是蹦床函數的一個實現,它接受一個函數f作為參數。只要f執行后返回一個函數,就繼續執行。注意,這里是返回一個函數,然后執行該函數,而不是函數里面調用函數,這樣就避免了遞歸執行,從而就消除了調用棧過大的問題。

然后,要做的就是將原來的遞歸函數,改寫為每一步返回另一個函數。

function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum.bind(null, x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}

上面代碼中,sum函數的每次執行,都會返回自身的另一個版本。

現在,使用蹦床函數執行sum,就不會發生調用棧溢出。

trampoline(sum(1, 100000))
// 100001

蹦床函數並不是真正的尾遞歸優化,下面的實現才是。

function tco(f) {
  var value;
  var active = false;
  var accumulated = [];

  return function accumulator() {
    accumulated.push(arguments);
    if (!active) {
      active = true;
      while (accumulated.length) {
        value = f.apply(this, accumulated.shift());
      }
      active = false;
      return value;
    }
  };
}

var sum = tco(function(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1)
  }
  else {
    return x
  }
});

sum(1, 100000)
// 100001

上面代碼中,tco函數是尾遞歸優化的實現,它的奧妙就在於狀態變量active。默認情況下,這個變量是不激活的。一旦進入尾遞歸優化的過程,這個變量就激活了。然后,每一輪遞歸sum返回的都是undefined,所以就避免了遞歸執行;而accumulated數組存放每一輪sum執行的參數,總是有值的,這就保證了accumulator函數內部的while循環總是會執行。這樣就很巧妙地將“遞歸”改成了“循環”,而后一輪的參數會取代前一輪的參數,保證了調用棧只有一層。

函數參數的尾逗號

ECMAScript 2017將允許函數的最后一個參數有尾逗號(trailing comma)。

此前,函數定義和調用時,都不允許最后一個參數后面出現逗號。

function clownsEverywhere(
  param1,
  param2
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
  'foo',
  'bar'
);

上面代碼中,如果在param2bar后面加一個逗號,就會報錯。

這樣的話,如果以后修改代碼,想為函數clownsEverywhere添加第三個參數,就勢必要在第二個參數后面添加一個逗號。這對版本管理系統來說,就會顯示,添加逗號的那一行也發生了變動。這看上去有點冗余,因此新的語法允許定義和調用時,尾部直接有一個逗號。

function clownsEverywhere(
  param1,
  param2,
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
  'foo',
  'bar',
);

 

 

 

 

 


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