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函数的扩展

  1. 1.         函数参数的默认值
  2. 2.         rest参数
  3. 3.         扩展运算符
  4. 4.         name属性
  5. 5.         箭头函数
  6. 6.         函数绑定
  7. 7.         尾调用优化
  8. 8.         函数参数的尾逗号

函数参数的默认值

基本用法

在ES6之前,不能直接为函数的参数指定默认值,只能采用变通的方法。

function log(x, y) {

  y = y || 'World';

  console.log(x, y);

}

 

log('Hello') // Hello World

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

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

上面代码检查函数log的参数y有没有赋值,如果没有,则指定默认值为World。这种写法的缺点在于,如果参数y赋值了,但是对应的布尔值为false,则该赋值不起作用。就像上面代码的最后一行,参数y等于空字符,结果被改为默认值。

为了避免这个问题,通常需要先判断一下参数y是否被赋值,如果没有,再等于默认值。

if (typeof y === 'undefined') {

  y = 'World';

}

ES6允许为函数的参数设置默认值,即直接写在参数定义的后面。

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的写法比ES5简洁许多,而且非常自然。下面是另一个例子。

function Point(x = 0, y = 0) {

  this.x = x;

  this.y = y;

}

 

var p = new Point();

p // { x: 0, y: 0 }

除了简洁,ES6的写法还有两个好处:首先,阅读代码的人,可以立刻意识到哪些参数是可以省略的,不用查看函数体或文档;其次,有利于将来的代码优化,即使未来的版本在对外接口中,彻底拿掉这个参数,也不会导致以前的代码无法运行。

参数变量是默认声明的,所以不能用let或const再次声明。

function foo(x = 5) {

  let x = 1; // error

  const x = 2; // error

}

上面代码中,参数变量x是默认声明的,在函数体中,不能用let或const再次声明,否则会报错。

与解构赋值默认值结合使用

参数默认值可以与解构赋值的默认值,结合起来使用。

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

上面代码使用了对象的解构赋值默认值,而没有使用函数参数的默认值。只有当函数foo的参数是一个对象时,变量x和y才会通过解构赋值而生成。如果函数foo调用时参数不是对象,变量x和y就不会生成,从而报错。如果参数对象没有y属性,y的默认值5才会生效。

下面是另一个对象的解构赋值默认值的例子。

function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} }) {

  console.log(method);

}

 

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

// "GET"

 

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

// 报错

上面代码中,如果函数fetch的第二个参数是一个对象,就可以为它的三个属性设置默认值。

上面的写法不能省略第二个参数,如果结合函数参数的默认值,就可以省略第二个参数。这时,就出现了双重默认值。

function fetch(url, { method = 'GET' } = {}) {

  console.log(method);

}

 

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

// "GET"

上面代码中,函数fetch没有第二个参数时,函数参数的默认值就会生效,然后才是解构赋值的默认值生效,变量method才会取到默认值GET。

再请问下面两种写法有什么差别?

// 写法一

function m1({x = 0, y = 0} = {}) {

  return [x, y];

}

 

// 写法二

function m2({x, y} = { x: 0, y: 0 }) {

  return [x, y];

}

上面两种写法都对函数的参数设定了默认值,区别是写法一函数参数的默认值是空对象,但是设置了对象解构赋值的默认值;写法二函数参数的默认值是一个有具体属性的对象,但是没有设置对象解构赋值的默认值。

// 函数没有参数的情况

m1() // [0, 0]

m2() // [0, 0]

 

// x和y都有值的情况

m1({x: 3, y: 8}) // [3, 8]

m2({x: 3, y: 8}) // [3, 8]

 

// x有值,y无值的情况

m1({x: 3}) // [3, 0]

m2({x: 3}) // [3, undefined]

 

// x和y都无值的情况

m1({}) // [0, 0];

m2({}) // [undefined, undefined]

 

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

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

参数默认值的位置

通常情况下,定义了默认值的参数,应该是函数的尾参数。因为这样比较容易看出来,到底省略了哪些参数。如果非尾部的参数设置默认值,实际上这个参数是没法省略的。

// 例一

function f(x = 1, y) {

  return [x, y];

}

 

f() // [1, undefined]

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

f(, 1) // 报错

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) // 报错

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

上面代码中,有默认值的参数都不是尾参数。这时,无法只省略该参数,而不省略它后面的参数,除非显式输入undefined。

如果传入undefined,将触发该参数等于默认值,null则没有这个效果。

function foo(x = 5, y = 6) {

  console.log(x, y);

}

 

foo(undefined, null)

// 5 null

上面代码中,x参数对应undefined,结果触发了默认值,y参数等于null,就没有触发默认值。

函数的length属性

指定了默认值以后,函数的length属性,将返回没有指定默认值的参数个数。也就是说,指定了默认值后,length属性将失真。

(function (a) {}).length // 1

(function (a = 5) {}).length // 0

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

上面代码中,length属性的返回值,等于函数的参数个数减去指定了默认值的参数个数。比如,上面最后一个函数,定义了3个参数,其中有一个参数c指定了默认值,因此length属性等于3减去1,最后得到2。

这是因为length属性的含义是,该函数预期传入的参数个数。某个参数指定默认值以后,预期传入的参数个数就不包括这个参数了。同理,rest参数也不会计入length属性。

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

如果设置了默认值的参数不是尾参数,那么length属性也不再计入后面的参数了。

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

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

作用域

一个需要注意的地方是,如果参数默认值是一个变量,则该变量所处的作用域,与其他变量的作用域规则是一样的,即先是当前函数的作用域,然后才是全局作用域。

var x = 1;

 

function f(x, y = x) {

  console.log(y);

}

 

f(2) // 2

上面代码中,参数y的默认值等于x。调用时,由于函数作用域内部的变量x已经生成,所以y等于参数x,而不是全局变量x。

如果调用时,函数作用域内部的变量x没有生成,结果就会不一样。

let x = 1;

 

function f(y = x) {

  let x = 2;

  console.log(y);

}

 

f() // 1

上面代码中,函数调用时,y的默认值变量x尚未在函数内部生成,所以x指向全局变量。

如果此时,全局变量x不存在,就会报错。

function f(y = x) {

  let x = 2;

  console.log(y);

}

 

f() // ReferenceError: x is not defined

下面这样写,也会报错。

var x = 1;

 

function foo(x = x) {

  // ...

}

 

foo() // ReferenceError: x is not defined

上面代码中,函数foo的参数x的默认值也是x。这时,默认值x的作用域是函数作用域,而不是全局作用域。由于在函数作用域中,存在变量x,但是默认值在x赋值之前先执行了,所以这时属于暂时性死区(参见《let和const命令》一章),任何对x的操作都会报错。

如果参数的默认值是一个函数,该函数的作用域是其声明时所在的作用域。请看下面的例子。

let foo = 'outer';

 

function bar(func = x => foo) {

  let foo = 'inner';

  console.log(func()); // outer

}

 

bar();

上面代码中,函数bar的参数func的默认值是一个匿名函数,返回值为变量foo。这个匿名函数声明时,bar函数的作用域还没有形成,所以匿名函数里面的foo指向外层作用域的foo,输出outer。

如果写成下面这样,就会报错。

function bar(func = () => foo) {

  let foo = 'inner';

  console.log(func());

}

 

bar() // ReferenceError: foo is not defined

上面代码中,匿名函数里面的foo指向函数外层,但是函数外层并没有声明foo,所以就报错了。

下面是一个更复杂的例子。

var x = 1;

function foo(x, y = function() { x = 2; }) {

  var x = 3;

  y();

  console.log(x);

}

 

foo() // 3

上面代码中,函数foo的参数y的默认值是一个匿名函数。函数foo调用时,它的参数x的值为undefined,所以y函数内部的x一开始是undefined,后来被重新赋值2。但是,函数foo内部重新声明了一个x,值为3,这两个x是不一样的,互相不产生影响,因此最后输出3。

如果将var x = 3的var去除,两个x就是一样的,最后输出的就是2。

var x = 1;

function foo(x, y = function() { x = 2; }) {

  x = 3;

  y();

  console.log(x);

}

 

foo() // 2

应用

利用参数默认值,可以指定某一个参数不得省略,如果省略就抛出一个错误。

function throwIfMissing() {

  throw new Error('Missing parameter');

}

 

function foo(mustBeProvided = throwIfMissing()) {

  return mustBeProvided;

}

 

foo()

// Error: Missing parameter

上面代码的foo函数,如果调用的时候没有参数,就会调用默认值throwIfMissing函数,从而抛出一个错误。

从上面代码还可以看到,参数mustBeProvided的默认值等于throwIfMissing函数的运行结果(即函数名之后有一对圆括号),这表明参数的默认值不是在定义时执行,而是在运行时执行(即如果参数已经赋值,默认值中的函数就不会运行),这与python语言不一样。

另外,可以将参数默认值设为undefined,表明这个参数是可以省略的。

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

rest参数

ES6引入rest参数(形式为“...变量名”),用于获取函数的多余参数,这样就不需要使用arguments对象了。rest参数搭配的变量是一个数组,该变量将多余的参数放入数组中。

function add(...values) {

  let sum = 0;

 

  for (var val of values) {

    sum += val;

  }

 

  return sum;

}

 

add(2, 5, 3) // 10

上面代码的add函数是一个求和函数,利用rest参数,可以向该函数传入任意数目的参数。

下面是一个rest参数代替arguments变量的例子。

// arguments变量的写法

function sortNumbers() {

  return Array.prototype.slice.call(arguments).sort();

}

 

// rest参数的写法

const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort();

上面代码的两种写法,比较后可以发现,rest参数的写法更自然也更简洁。

rest参数中的变量代表一个数组,所以数组特有的方法都可以用于这个变量。下面是一个利用rest参数改写数组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参数之后不能再有其他参数(即只能是最后一个参数),否则会报错。

// 报错

function f(a, ...b, c) {

  // ...

}

函数的length属性,不包括rest参数。

(function(a) {}).length  // 1

(function(...a) {}).length  // 0

(function(a, ...b) {}).length  // 1

扩展运算符

含义

扩展运算符(spread)是三个点(...)。它好比rest参数的逆运算,将一个数组转为用逗号分隔的参数序列。

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>]

该运算符主要用于函数调用。

function push(array, ...items) {

  array.push(...items);

}

 

function add(x, y) {

  return x + y;

}

 

var numbers = [4, 38];

add(...numbers) // 42

上面代码中,array.push(...items)和add(...numbers)这两行,都是函数的调用,它们的都使用了扩展运算符。该运算符将一个数组,变为参数序列。

扩展运算符与正常的函数参数可以结合使用,非常灵活。

function f(v, w, x, y, z) { }

var args = [0, 1];

f(-1, ...args, 2, ...[3]);

替代数组的apply方法

由于扩展运算符可以展开数组,所以不再需要apply方法,将数组转为函数的参数了。

// ES5的写法

function f(x, y, z) {

  // ...

}

var args = [0, 1, 2];

f.apply(null, args);

 

// ES6的写法

function f(x, y, z) {

  // ...

}

var args = [0, 1, 2];

f(...args);

下面是扩展运算符取代apply方法的一个实际的例子,应用Math.max方法,简化求出一个数组最大元素的写法。

// ES5的写法

Math.max.apply(null, [14, 3, 77])

 

// ES6的写法

Math.max(...[14, 3, 77])

 

// 等同于

Math.max(14, 3, 77);

上面代码表示,由于JavaScript不提供求数组最大元素的函数,所以只能套用Math.max函数,将数组转为一个参数序列,然后求最大值。有了扩展运算符以后,就可以直接用Math.max了。

另一个例子是通过push函数,将一个数组添加到另一个数组的尾部。

// ES5的写法

var arr1 = [0, 1, 2];

var arr2 = [3, 4, 5];

Array.prototype.push.apply(arr1, arr2);

 

// ES6的写法

var arr1 = [0, 1, 2];

var arr2 = [3, 4, 5];

arr1.push(...arr2);

上面代码的ES5写法中,push方法的参数不能是数组,所以只好通过apply方法变通使用push方法。有了扩展运算符,就可以直接将数组传入push方法。

下面是另外一个例子。

// ES5

new (Date.bind.apply(Date, [null, 2015, 1, 1]))

// ES6

new Date(...[2015, 1, 1]);

扩展运算符的应用

1)合并数组

扩展运算符提供了数组合并的新写法。

// ES5

[1, 2].concat(more)

// ES6

[1, 2, ...more]

 

var arr1 = ['a', 'b'];

var arr2 = ['c'];

var arr3 = ['d', 'e'];

 

// ES5的合并数组

arr1.concat(arr2, arr3);

// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]

 

// ES6的合并数组

[...arr1, ...arr2, ...arr3]

// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]

2)与解构赋值结合

扩展运算符可以与解构赋值结合起来,用于生成数组。

// 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   // []

如果将扩展运算符用于数组赋值,只能放在参数的最后一位,否则会报错。

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

// 报错

 

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

// 报错

3)函数的返回值

JavaScript的函数只能返回一个值,如果需要返回多个值,只能返回数组或对象。扩展运算符提供了解决这个问题的一种变通方法。

var dateFields = readDateFields(database);

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

上面代码从数据库取出一行数据,通过扩展运算符,直接将其传入构造函数Date。

4)字符串

扩展运算符还可以将字符串转为真正的数组。

[...'hello']

// [ "h", "e", "l", "l", "o" ]

上面的写法,有一个重要的好处,那就是能够正确识别32位的Unicode字符。

'x\uD83D\uDE80y'.length // 4

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

上面代码的第一种写法,JavaScript会将32位Unicode字符,识别为2个字符,采用扩展运算符就没有这个问题。因此,正确返回字符串长度的函数,可以像下面这样写。

function length(str) {

  return [...str].length;

}

 

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

凡是涉及到操作32位Unicode字符的函数,都有这个问题。因此,最好都用扩展运算符改写。

let str = 'x\uD83D\uDE80y';

 

str.split('').reverse().join('')

// 'y\uDE80\uD83Dx'

 

[...str].reverse().join('')

// 'y\uD83D\uDE80x'

上面代码中,如果不用扩展运算符,字符串的reverse操作就不正确。

5)实现了Iterator接口的对象

任何Iterator接口的对象,都可以用扩展运算符转为真正的数组。

var nodeList = document.querySelectorAll('div');

var array = [...nodeList];

上面代码中,querySelectorAll方法返回的是一个nodeList对象。它不是数组,而是一个类似数组的对象。这时,扩展运算符可以将其转为真正的数组,原因就在于NodeList对象实现了Iterator接口。

对于那些没有部署Iterator接口的类似数组的对象,扩展运算符就无法将其转为真正的数组。

let arrayLike = {

  '0': 'a',

  '1': 'b',

  '2': 'c',

  length: 3

};

 

// TypeError: Cannot spread non-iterable object.

let arr = [...arrayLike];

上面代码中,arrayLike是一个类似数组的对象,但是没有部署Iterator接口,扩展运算符就会报错。这时,可以改为使用Array.from方法将arrayLike转为真正的数组。

6MapSet结构,Generator函数

扩展运算符内部调用的是数据结构的Iterator接口,因此只要具有Iterator接口的对象,都可以使用扩展运算符,比如Map结构。

let map = new Map([

  [1, 'one'],

  [2, 'two'],

  [3, 'three'],

]);

 

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

Generator函数运行后,返回一个遍历器对象,因此也可以使用扩展运算符。

var go = function*(){

  yield 1;

  yield 2;

  yield 3;

};

 

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

上面代码中,变量go是一个Generator函数,执行后返回的是一个遍历器对象,对这个遍历器对象执行扩展运算符,就会将内部遍历得到的值,转为一个数组。

如果对没有iterator接口的对象,使用扩展运算符,将会报错。

var obj = {a: 1, b: 2};

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

name属性

函数的name属性,返回该函数的函数名。

function foo() {}

foo.name // "foo"

这个属性早就被浏览器广泛支持,但是直到ES6,才将其写入了标准。

需要注意的是,ES6对这个属性的行为做出了一些修改。如果将一个匿名函数赋值给一个变量,ES5的name属性,会返回空字符串,而ES6的name属性会返回实际的函数名。

var func1 = function () {};

 

// ES5

func1.name // ""

 

// ES6

func1.name // "func1"

上面代码中,变量func1等于一个匿名函数,ES5和ES6的name属性返回的值不一样。

如果将一个具名函数赋值给一个变量,则ES5和ES6的name属性都返回这个具名函数原本的名字。

const bar = function baz() {};

 

// ES5

bar.name // "baz"

 

// ES6

bar.name // "baz"

Function构造函数返回的函数实例,name属性的值为“anonymous”。

(new Function).name // "anonymous"

bind返回的函数,name属性值会加上“bound ”前缀。

function foo() {};

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

 

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

箭头函数

基本用法

ES6允许使用“箭头”(=>)定义函数。

var f = v => v;

上面的箭头函数等同于:

var f = function(v) {

  return v;

};

如果箭头函数不需要参数或需要多个参数,就使用一个圆括号代表参数部分。

var f = () => 5;

// 等同于

var f = function () { return 5 };

 

var sum = (num1, num2) => num1 + num2;

// 等同于

var sum = function(num1, num2) {

  return num1 + num2;

};

如果箭头函数的代码块部分多于一条语句,就要使用大括号将它们括起来,并且使用return语句返回。

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

由于大括号被解释为代码块,所以如果箭头函数直接返回一个对象,必须在对象外面加上括号。

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

箭头函数可以与变量解构结合使用。

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

 

// 等同于

function full(person) {

  return person.first + ' ' + person.last;

}

箭头函数使得表达更加简洁。

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

const square = n => n * n;

上面代码只用了两行,就定义了两个简单的工具函数。如果不用箭头函数,可能就要占用多行,而且还不如现在这样写醒目。

箭头函数的一个用处是简化回调函数。

// 正常函数写法

[1,2,3].map(function (x) {

  return x * x;

});

 

// 箭头函数写法

[1,2,3].map(x => x * x);

另一个例子是

// 正常函数写法

var result = values.sort(function (a, b) {

  return a - b;

});

 

// 箭头函数写法

var result = values.sort((a, b) => a - b);

下面是rest参数与箭头函数结合的例子。

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]]

使用注意点

箭头函数有几个使用注意点。

(1)函数体内的this对象,就是定义时所在的对象,而不是使用时所在的对象。

(2)不可以当作构造函数,也就是说,不可以使用new命令,否则会抛出一个错误。

(3)不可以使用arguments对象,该对象在函数体内不存在。如果要用,可以用Rest参数代替。

(4)不可以使用yield命令,因此箭头函数不能用作Generator函数。

上面四点中,第一点尤其值得注意。this对象的指向是可变的,但是在箭头函数中,它是固定的。

function foo() {

  setTimeout(() => {

    console.log('id:', this.id);

  }, 100);

}

 

var id = 21;

 

foo.call({ id: 42 });

// id: 42

上面代码中,setTimeout的参数是一个箭头函数,这个箭头函数的定义生效是在foo函数生成时,而它的真正执行要等到100毫秒后。如果是普通函数,执行时this应该指向全局对象window,这时应该输出21。但是,箭头函数导致this总是指向函数定义生效时所在的对象(本例是{id: 42}),所以输出的是42。

箭头函数可以让setTimeout里面的this,绑定定义时所在的作用域,而不是指向运行时所在的作用域。下面是另一个例子。

function Timer() {

  this.s1 = 0;

  this.s2 = 0;

  // 箭头函数

  setInterval(() => this.s1++, 1000);

  // 普通函数

  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

上面代码中,Timer函数内部设置了两个定时器,分别使用了箭头函数和普通函数。前者的this绑定定义时所在的作用域(即Timer函数),后者的this指向运行时所在的作用域(即全局对象)。所以,3100毫秒之后,timer.s1被更新了3次,而timer.s2一次都没更新。

箭头函数可以让this指向固定化,这种特性很有利于封装回调函数。下面是一个例子,DOM事件的回调函数封装在一个对象里面。

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);

  }

};

上面代码的init方法中,使用了箭头函数,这导致这个箭头函数里面的this,总是指向handler对象。否则,回调函数运行时,this.doSomething这一行会报错,因为此时this指向document对象。

this指向的固定化,并不是因为箭头函数内部有绑定this的机制,实际原因是箭头函数根本没有自己的this,导致内部的this就是外层代码块的this。正是因为它没有this,所以也就不能用作构造函数。

所以,箭头函数转成ES5的代码如下。

// ES6

function foo() {

  setTimeout(() => {

    console.log('id:', this.id);

  }, 100);

}

 

// ES5

function foo() {

  var _this = this;

 

  setTimeout(function () {

    console.log('id:', _this.id);

  }, 100);

}

上面代码中,转换后的ES5版本清楚地说明了,箭头函数里面根本没有自己的this,而是引用外层的this。

请问下面的代码之中有几个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

上面代码之中,只有一个this,就是函数foo的this,所以t1、t2、t3都输出同样的结果。因为所有的内层函数都是箭头函数,都没有自己的this,它们的this其实都是最外层foo函数的this。

除了this,以下三个变量在箭头函数之中也是不存在的,指向外层函数的对应变量:arguments、super、new.target。

function foo() {

  setTimeout(() => {

    console.log('args:', arguments);

  }, 100);

}

 

foo(2, 4, 6, 8)

// args: [2, 4, 6, 8]

上面代码中,箭头函数内部的变量arguments,其实是函数foo的arguments变量。

另外,由于箭头函数没有自己的this,所以当然也就不能用call()、apply()、bind()这些方法去改变this的指向。

(function() {

  return [

    (() => this.x).bind({ x: 'inner' })()

  ];

}).call({ x: 'outer' });

// ['outer']

上面代码中,箭头函数没有自己的this,所以bind方法无效,内部的this指向外部的this。

长期以来,JavaScript语言的this对象一直是一个令人头痛的问题,在对象方法中使用this,必须非常小心。箭头函数”绑定”this,很大程度上解决了这个困扰。

嵌套的箭头函数

箭头函数内部,还可以再使用箭头函数。下面是一个ES5语法的多重嵌套函数。

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]

上面这个函数,可以使用箭头函数改写。

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]

下面是一个部署管道机制(pipeline)的例子,即前一个函数的输出是后一个函数的输入。

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

如果觉得上面的写法可读性比较差,也可以采用下面的写法。

const plus1 = a => a + 1;

const mult2 = a => a * 2;

 

mult2(plus1(5))

// 12

箭头函数还有一个功能,就是可以很方便地改写λ演算。

// λ演算的写法

fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v)))

 

// ES6的写法

var fix = f => (x => f(v => x(x)(v)))

               (x => f(v => x(x)(v)));

上面两种写法,几乎是一一对应的。由于λ演算对于计算机科学非常重要,这使得我们可以用ES6作为替代工具,探索计算机科学。

函数绑定

箭头函数可以绑定this对象,大大减少了显式绑定this对象的写法(call、apply、bind)。但是,箭头函数并不适用于所有场合,所以ES7提出了“函数绑定”(function bind)运算符,用来取代call、apply、bind调用。虽然该语法还是ES7的一个提案,但是Babel转码器已经支持。

函数绑定运算符是并排的两个双冒号(::),双冒号左边是一个对象,右边是一个函数。该运算符会自动将左边的对象,作为上下文环境(即this对象),绑定到右边的函数上面。

foo::bar;

// 等同于

bar.bind(foo);

 

foo::bar(...arguments);

// 等同于

bar.apply(foo, arguments);

 

const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;

function hasOwn(obj, key) {

  return obj::hasOwnProperty(key);

}

如果双冒号左边为空,右边是一个对象的方法,则等于将该方法绑定在该对象上面。

var method = obj::obj.foo;

// 等同于

var method = ::obj.foo;

 

let log = ::console.log;

// 等同于

var log = console.log.bind(console);

由于双冒号运算符返回的还是原对象,因此可以采用链式写法。

// 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");

尾调用优化

什么是尾调用?

尾调用(Tail Call)是函数式编程的一个重要概念,本身非常简单,一句话就能说清楚,就是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。

function f(x){

  return g(x);

}

上面代码中,函数f的最后一步是调用函数g,这就叫尾调用。

以下三种情况,都不属于尾调用。

// 情况一

function f(x){

  let y = g(x);

  return y;

}

 

// 情况二

function f(x){

  return g(x) + 1;

}

 

// 情况三

function f(x){

  g(x);

}

上面代码中,情况一是调用函数g之后,还有赋值操作,所以不属于尾调用,即使语义完全一样。情况二也属于调用后还有操作,即使写在一行内。情况三等同于下面的代码。

function f(x){

  g(x);

  return undefined;

}

尾调用不一定出现在函数尾部,只要是最后一步操作即可。

function f(x) {

  if (x > 0) {

    return m(x)

  }

  return n(x);

}

上面代码中,函数m和n都属于尾调用,因为它们都是函数f的最后一步操作。

尾调用优化

尾调用之所以与其他调用不同,就在于它的特殊的调用位置。

我们知道,函数调用会在内存形成一个“调用记录”,又称“调用帧”(call frame),保存调用位置和内部变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B,那么在A的调用帧上方,还会形成一个B的调用帧。等到B运行结束,将结果返回到A,B的调用帧才会消失。如果函数B内部还调用函数C,那就还有一个C的调用帧,以此类推。所有的调用帧,就形成一个“调用栈”(call stack)。

尾调用由于是函数的最后一步操作,所以不需要保留外层函数的调用帧,因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了,只要直接用内层函数的调用帧,取代外层函数的调用帧就可以了。

function f() {

  let m = 1;

  let n = 2;

  return g(m + n);

}

f();

 

// 等同于

function f() {

  return g(3);

}

f();

 

// 等同于

g(3);

上面代码中,如果函数g不是尾调用,函数f就需要保存内部变量m和n的值、g的调用位置等信息。但由于调用g之后,函数f就结束了,所以执行到最后一步,完全可以删除 f(x) 的调用帧,只保留 g(3) 的调用帧。

这就叫做“尾调用优化”(Tail call optimization),即只保留内层函数的调用帧。如果所有函数都是尾调用,那么完全可以做到每次执行时,调用帧只有一项,这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。

注意,只有不再用到外层函数的内部变量,内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧,否则就无法进行“尾调用优化”。

function addOne(a){

  var one = 1;

  function inner(b){

    return b + one;

  }

  return inner(a);

}

上面的函数不会进行尾调用优化,因为内层函数inner用到了外层函数addOne的内部变量one。

尾递归

函数调用自身,称为递归。如果尾调用自身,就称为尾递归。

递归非常耗费内存,因为需要同时保存成千上百个调用帧,很容易发生“栈溢出”错误(stack overflow)。但对于尾递归来说,由于只存在一个调用帧,所以永远不会发生“栈溢出”错误。

function factorial(n) {

  if (n === 1) return 1;

  return n * factorial(n - 1);

}

 

factorial(5) // 120

上面代码是一个阶乘函数,计算n的阶乘,最多需要保存n个调用记录,复杂度 O(n) 。

如果改写成尾递归,只保留一个调用记录,复杂度 O(1) 。

function factorial(n, total) {

  if (n === 1) return total;

  return factorial(n - 1, n * total);

}

 

factorial(5, 1) // 120

还有一个比较著名的例子,就是计算fibonacci 数列,也能充分说明尾递归优化的重要性

如果是非尾递归的fibonacci 递归方法

function Fibonacci (n) {

  if ( n <= 1 ) {return 1};

 

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

}

 

Fibonacci(10); // 89

// Fibonacci(100)

// Fibonacci(500)

// 堆栈溢出了

如果我们使用尾递归优化过的fibonacci 递归算法

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

由此可见,“尾调用优化”对递归操作意义重大,所以一些函数式编程语言将其写入了语言规格。ES6也是如此,第一次明确规定,所有ECMAScript的实现,都必须部署“尾调用优化”。这就是说,在ES6中,只要使用尾递归,就不会发生栈溢出,相对节省内存。

递归函数的改写

尾递归的实现,往往需要改写递归函数,确保最后一步只调用自身。做到这一点的方法,就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数。比如上面的例子,阶乘函数 factorial 需要用到一个中间变量 total ,那就把这个中间变量改写成函数的参数。这样做的缺点就是不太直观,第一眼很难看出来,为什么计算5的阶乘,需要传入两个参数5和1?

两个方法可以解决这个问题。方法一是在尾递归函数之外,再提供一个正常形式的函数。

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

上面代码通过一个正常形式的阶乘函数 factorial ,调用尾递归函数 tailFactorial ,看起来就正常多了。

函数式编程有一个概念,叫做柯里化(currying),意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。这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

上面代码通过柯里化,将尾递归函数 tailFactorial 变为只接受1个参数的 factorial 。

第二种方法就简单多了,就是采用ES6的函数默认值。

function factorial(n, total = 1) {

  if (n === 1) return total;

  return factorial(n - 1, n * total);

}

 

factorial(5) // 120

上面代码中,参数 total 有默认值1,所以调用时不用提供这个值。

总结一下,递归本质上是一种循环操作。纯粹的函数式编程语言没有循环操作命令,所有的循环都用递归实现,这就是为什么尾递归对这些语言极其重要。对于其他支持“尾调用优化”的语言(比如Lua,ES6),只需要知道循环可以用递归代替,而一旦使用递归,就最好使用尾递归。

严格模式

ES6的尾调用优化只在严格模式下开启,正常模式是无效的。

这是因为在正常模式下,函数内部有两个变量,可以跟踪函数的调用栈。

  • func.arguments:返回调用时函数的参数。
  • func.caller:返回调用当前函数的那个函数。

尾调用优化发生时,函数的调用栈会改写,因此上面两个变量就会失真。严格模式禁用这两个变量,所以尾调用模式仅在严格模式下生效。

function restricted() {

  "use strict";

  restricted.caller;    // 报错

  restricted.arguments; // 报错

}

restricted();

尾递归优化的实现

尾递归优化只在严格模式下生效,那么正常模式下,或者那些不支持该功能的环境中,有没有办法也使用尾递归优化呢?回答是可以的,就是自己实现尾递归优化。

它的原理非常简单。尾递归之所以需要优化,原因是调用栈太多,造成溢出,那么只要减少调用栈,就不会溢出。怎么做可以减少调用栈呢?就是采用“循环”换掉“递归”。

下面是一个正常的递归函数。

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(…)

上面代码中,sum是一个递归函数,参数x是需要累加的值,参数y控制递归次数。一旦指定sum递归100000次,就会报错,提示超出调用栈的最大次数。

蹦床函数(trampoline)可以将递归执行转为循环执行。

function trampoline(f) {

  while (f && f instanceof Function) {

    f = f();

  }

  return f;

}

上面就是蹦床函数的一个实现,它接受一个函数f作为参数。只要f执行后返回一个函数,就继续执行。注意,这里是返回一个函数,然后执行该函数,而不是函数里面调用函数,这样就避免了递归执行,从而就消除了调用栈过大的问题。

然后,要做的就是将原来的递归函数,改写为每一步返回另一个函数。

function sum(x, y) {

  if (y > 0) {

    return sum.bind(null, x + 1, y - 1);

  } else {

    return x;

  }

}

上面代码中,sum函数的每次执行,都会返回自身的另一个版本。

现在,使用蹦床函数执行sum,就不会发生调用栈溢出。

trampoline(sum(1, 100000))

// 100001

蹦床函数并不是真正的尾递归优化,下面的实现才是。

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

上面代码中,tco函数是尾递归优化的实现,它的奥妙就在于状态变量active。默认情况下,这个变量是不激活的。一旦进入尾递归优化的过程,这个变量就激活了。然后,每一轮递归sum返回的都是undefined,所以就避免了递归执行;而accumulated数组存放每一轮sum执行的参数,总是有值的,这就保证了accumulator函数内部的while循环总是会执行。这样就很巧妙地将“递归”改成了“循环”,而后一轮的参数会取代前一轮的参数,保证了调用栈只有一层。

函数参数的尾逗号

ES7有一个提案,允许函数的最后一个参数有尾逗号(trailing comma)。

目前,函数定义和调用时,都不允许有参数的尾逗号。

function clownsEverywhere(

  param1,

  param2

) { /* ... */ }

 

clownsEverywhere(

  'foo',

  'bar'

);

如果以后要在函数的定义之中添加参数,就势必还要添加一个逗号。这对版本管理系统来说,就会显示,添加逗号的那一行也发生了变动。这看上去有点冗余,因此新提案允许定义和调用时,尾部直接有一个逗号。

function clownsEverywhere(

  param1,

  param2,

) { /* ... */ }

 

clownsEverywhere(

  'foo',

  'bar',

);

 转载于   阮一峰的 博客

posted on 2016-08-22 22:08  瞅我干啥?  阅读(505)  评论(0编辑  收藏  举报