探索 Reflect.apply 與 Function.prototype.apply 的區別

眾所周知， ES6 新增了一個全局、內建、不可構造的 Reflect 對象，並提供了其下一系列可被攔截的操作方法。其中一個便是 Reflect.apply() 了。下面探究下它與傳統 ES5 的 Function.prototype.apply() 之間有什么異同。

函數簽名

MDN 上兩者的函數簽名分別如下：

Reflect.apply(target, thisArgument, argumentsList)

function.apply(thisArg, [argsArray])

而 TypeScript 定義的函數簽名則分別如下：

declare namespace Reflect {
    function apply(target: Function, thisArgument: any, argumentsList: ArrayLike<any>): any;
}

interface Function {
    apply(this: Function, thisArg: any, argArray?: any): any;
}

它們都接受一個提供給被調用函數的 this 參數和一個參數數組（或一個類數組對象， array-like object ）。

可選參數

可以最直觀看到的是， function.apply() 給函數的第二個傳參「參數數組」是可選的，當不需要傳遞參數給被調用的函數時，可以不傳或傳遞 null 、 undefined 值。而由於 function.apply() 只有兩個參數，所以實踐中連第一個參數也可以一起不傳，原理上可以在實現中獲得 undefined 值。

(function () { console.log('test1') }).apply()
// test1
(function () { console.log('test2') }).apply(undefined, [])
// test2
(function () { console.log('test3') }).apply(undefined, {})
// test3
(function (text) { console.log(text) }).apply(undefined, ['test4'])
// test4

而 Reflect.apply() 則要求所有參數都必傳，如果希望不傳參數給被調用的函數，則必須填一個空數組或者空的類數組對象（純 JavaScript 下空對象也可以，若是 TypeScript 則需帶上 length: 0 的鍵值對以通過類型檢查）。

Reflect.apply(function () { console.log('test1') }, undefined)
// Thrown:
// TypeError: CreateListFromArrayLike called on non-object
Reflect.apply(function () { console.log('test2') }, undefined, [])
// test2
Reflect.apply(function () { console.log('test3') }, undefined, {})
// test3
Reflect.apply(function (text) { console.log(text) }, undefined, ['test4'])
// test4

非嚴格模式

由文檔可知， function.apply() 在非嚴格模式下 thisArg 參數變現會有所不同，若它的值是 null 或 undefined ，則會被自動替換為全局對象（瀏覽器下為 window ），而基本數據類型值則會被自動包裝（如字面量 1 的包裝值等價於 Number(1) ）。

Note that this may not be the actual value seen by the method: if the method is a function in non-strict mode code, null and undefined will be replaced with the global object, and primitive values will be boxed. This argument is not optional

(function () { console.log(this) }).apply(null)
// Window {...}
(function () { console.log(this) }).apply(1)
// Number { [[PrimitiveValue]]: 1 }
(function () { console.log(this) }).apply(true)
// Boolean { [[PrimitiveValue]]: true }

'use strict';
(function () { console.log(this) }).apply(null)
// null
(function () { console.log(this) }).apply(1)
// 1
(function () { console.log(this) }).apply(true)
// true

但經過測試，發現上述該非嚴格模式下的行為對於 Reflect.apply() 也是有效的，只是 MDN 文檔沒有同樣寫明這一點。

異常處理

Reflect.apply 可視作對 Function.prototype.apply 的封裝，一些異常判斷是一樣的。如傳遞的目標函數 target 實際上不可調用、不是一個函數等等，都會觸發異常。但異常的表現卻可能是不一樣的。

如我們向 target 參數傳遞一個對象而非函數，應當觸發異常。

而 Function.prototype.apply() 拋出的異常語義不明，直譯是 .call 不是一個函數，但如果我們傳遞一個正確可調用的函數對象，則不會報錯，讓人迷惑 Function.prototype.apply 下到底有沒有 call 屬性？

Function.prototype.apply.call()
// Thrown:
// TypeError: Function.prototype.apply.call is not a function
Function.prototype.apply.call(console)
// Thrown:
// TypeError: Function.prototype.apply.call is not a function
Function.prototype.apply.call(console.log)
///- 輸出為空，符合預期

Function.prototype.apply() 拋出的異常具有歧義，同樣是給 target 參數傳遞不可調用的對象，如果補齊了第二、第三個參數，則拋出的異常描述與上述完全不同：

Function.prototype.apply.call(console, null, [])
// Thrown:
// TypeError: Function.prototype.apply was called on #<Object>, which is a object and not a function
Function.prototype.apply.call([], null, [])
// Thrown:
// TypeError: Function.prototype.apply was called on [object Array], which is a object and not a function
Function.prototype.apply.call('', null, [])
// Thrown:
// TypeError: Function.prototype.apply was called on , which is a string and not a function

不過 Reflect.apply() 對於只傳遞一個不可調用對象的異常，是與 Function.prototype.apply() 全參數的異常是一樣的：

Reflect.apply(console)
// Thrown:
// TypeError: Function.prototype.apply was called on #<Object>, which is a object and not a function

而如果傳遞了正確可調用的函數，才會去校驗第三個參數數組的參數；這也說明 Reflect.apply() 的參數校驗是有順序的：

Reflect.apply(console.log)
// Thrown:
// TypeError: CreateListFromArrayLike called on non-object

實際使用

雖然目前沒有在 Proxy 以外的場景看到更多的使用案例，但相信在兼容性問題逐漸變得不是問題的時候，使用率會得到逐漸上升。

我們可以發現 ES6 Reflect.apply() 的形式相較於傳統 ES5 的用法，會顯得更直觀、易讀了，讓人更容易看出，一行代碼希望使用哪個函數，執行預期的行為。

// ES5
Function.prototype.apply.call(<Function>, undefined, [...])
<Function>.apply(undefined, [...])
// ES6
Reflect.apply(<Function>, undefined, [...])

我們選擇常用的 Object.prototype.toString 比較看看：

Object.prototype.toString.apply(/ /)
// '[object RegExp]'
Reflect.apply(Object.prototype.toString, / /, [])
// '[object RegExp]'

可能有人會不同意，這不是寫得更長、更麻煩了嗎？關於這點，見仁見智，對於單一函數的重復調用，確實是打的代碼更多了；對於需要靈活使用的場景，會更符合函數式的風格，只需指定函數對象、傳遞參數，即可獲得預期的結果。

但是對於這個案例來說，可能還會有一點小問題：每次調用都需要創建一個新的空數組！盡管現在多數設備性能足夠好，程序員不需額外考慮這點損耗，但是對於高性能、引擎又沒有優化的場景，先創建一個可重復使用的空數組可能會更好：

const EmptyArgs = []

function getType(obj) {
    return Reflect.apply(
        Object.prototype.toString,
        obj,
        EmptyArgs
    )
}

另一個調用 String.fromCharCode() 的場景可以做代碼中字符串的混淆：

Reflect.apply(
    String.fromCharCode,
    undefined,
    [104, 101, 108, 108,
     111,  32, 119, 111,
     114, 108, 100,  33]
)
// 'hello world!'

對於可傳多個參數的函數如 Math.max() 等可能會更有用，如：

const arr = [1, 1, 2, 3, 5, 8]
Reflect.apply(Math.max, undefined, arr)
// 8
Function.prototype.apply.call(Math.max, undefined, arr)
// 8
Math.max.apply(undefined, arr)
// 8

但由於語言標准規范沒有指定最大參數個數，如果傳入太大的數組的話也可能報超過棧大小的錯誤。這個大小因平台和引擎而異，如 PC 端 node.js 可以達到很大的大小，而手機端的 JSC 可能就會限制到 65536 等。

const arr = new Array(Math.floor(2**18)).fill(0)
// [
//   0, 0, 0, 0,
//   ... 262140 more items
// ]
Reflect.apply(Math.max, null, arr)
// Thrown:
// RangeError: Maximum call stack size exceeded

總結

ES6 新標准提供的 Reflect.apply() 更規整易用，它有如下特點：

1. 直觀易讀，將被調用函數放在參數中，貼近函數式風格；
2. 異常處理具有一致性，無歧義；
3. 所有參數必傳，編譯期錯誤檢查和類型推斷更友好。

如今 Vue.js 3 也在其響應式系統中大量使用 Proxy 和 Reflect 了，期待不久的將來 Reflect 會在前端世界中大放異彩！