深入理解 JavaScript(二)
立即调用的函数表达式
前言
大家学 JavaScript 的时候,经常遇到自执行匿名函数的代码,今天我们主要就来想想说一下自执行。
在详细了解这个之前,我们来谈了解一下“自执行”这个叫法,本文对这个功能的叫法也不一定完全对,主要是看个人如何理解,因为有的人说立即调用,有的人说自动执行,所以你完全可以按照你自己的理解来取一个名字,不过我听很多人都叫它为“自执行”,但作者后面说了很多,来说服大家称呼为“立即调用的函数表达式”。
什么是自执行?
在 JavaScript 里,任何 function 在执行的时候都会创建一个执行上下文,因为为 function 声明的变量和 function 有可能只在该 function 内部,这个上下文,在调用 function 的时候,提供了一种简单的方式来创建自由变量或私有子 function。
// 由于该function里返回了另外一个function,其中这个function可以访问自由变量i // 所有说,这个内部的function实际上是有权限可以调用内部的对象。 function makeCounter() { // 只能在makeCounter内部访问i var i = 0; return function () { console.log(++i); }; } // 注意,counter和counter2是不同的实例,分别有自己范围内的i。 var counter = makeCounter(); counter(); // logs: 1 counter(); // logs: 2 var counter2 = makeCounter(); counter2(); // logs: 1 counter2(); // logs: 2 alert(i); // 引用错误:i没有defind(因为i是存在于makeCounter内部)。
很多情况下,我们不需要 makeCounter 多个实例,甚至某些 case 下,我们也不需要显示的返回值,OK,往下看。
问题的核心
当你声明类似 function foo(){}或 var foo = function(){}函数的时候,通过在后面加个括弧就可以实现自执行,例如 foo(),看代码:
// 因为想下面第一个声明的function可以在后面加一个括弧()就可以自己执行了,比如foo(), // 因为foo仅仅是function() { /* code */ }这个表达式的一个引用 var foo = function(){ /* code */ } // ...是不是意味着后面加个括弧都可以自动执行? function(){ /* code */ }(); // SyntaxError: Unexpected token ( //
上述代码,如果甚至运行,第 2 个代码会出错,因为在解析器解析全局的 function 或者 function 内部 function 关键字的时候,默认是认为 function 声明,而不是 function 表达式,如果你不显示告诉编译器,它默认会声明成一个缺少名字的 function,并且抛出一个语法错误信息,因为 function 声明需要一个名字。
旁白:函数(function),括弧(paren),语法错误(SyntaxError)
有趣的是,即便你为上面那个错误的代码加上一个名字,他也会提示语法错误,只不过和上面的原因不一样。在一个表达式后面加上括号(),该表达式会立即执行,但是在一个语句后面加上括号(),是完全不一样的意思,他的只是分组操作符。
// 下面这个function在语法上是没问题的,但是依然只是一个语句 // 加上括号()以后依然会报错,因为分组操作符需要包含表达式 function foo(){ /* code */ }(); // SyntaxError: Unexpected token ) // 但是如果你在括弧()里传入一个表达式,将不会有异常抛出 // 但是foo函数依然不会执行 function foo(){ /* code */ }( 1 ); // 因为它完全等价于下面这个代码,一个function声明后面,又声明了一个毫无关系的表达式: function foo(){ /* code */ } ( 1 );
你可以访问 ECMA-262-3 in detail. Chapter 5. Functions 获取进一步的信息。
自执行函数表达式
要解决上述问题,非常简单,我们只需要用大括弧将代码的代码全部括住就行了,因为 JavaScript 里括弧()里面不能包含语句,所以在这一点上,解析器在解析 function 关键字的时候,会将相应的代码解析成 function 表达式,而不是 function 声明。
// 下面2个括弧()都会立即执行 (function () { /* code */ } ()); // 推荐使用这个 (function () { /* code */ })(); // 但是这个也是可以用的 // 由于括弧()和JS的&&,异或,逗号等操作符是在函数表达式和函数声明上消除歧义的 // 所以一旦解析器知道其中一个已经是表达式了,其它的也都默认为表达式了 // 不过,请注意下一章节的内容解释 var i = function () { return 10; } (); true && function () { /* code */ } (); 0, function () { /* code */ } (); // 如果你不在意返回值,或者不怕难以阅读 // 你甚至可以在function前面加一元操作符号 !function () { /* code */ } (); ~function () { /* code */ } (); -function () { /* code */ } (); +function () { /* code */ } (); // 还有一个情况,使用new关键字,也可以用,但我不确定它的效率 // http://twitter.com/kuvos/status/18209252090847232 new function () { /* code */ } new function () { /* code */ } () // 如果需要传递参数,只需要加上括弧()
上面所说的括弧是消除歧义的,其实压根就没必要,因为括弧本来内部本来期望的就是函数表达式,但是我们依然用它,主要是为了方便开发人员阅读,当你让这些已经自动执行的表达式赋值给一个变量的时候,我们看到开头有括弧(,很快就能明白,而不需要将代码拉到最后看看到底有没有加括弧。
用闭包保存状态
和普通 function 执行的时候传参数一样,自执行的函数表达式也可以这么传参,因为闭包直接可以引用传入的这些参数,利用这些被 lock 住的传入参数,自执行函数表达式可以有效地保存状态。
// 这个代码是错误的,因为变量i从来就没背locked住 // 相反,当循环执行以后,我们在点击的时候i才获得数值 // 因为这个时候i操真正获得值 // 所以说无论点击那个连接,最终显示的都是I am link #10(如果有10个a元素的话) var elems = document.getElementsByTagName('a'); for (var i = 0; i < elems.length; i++) { elems[i].addEventListener('click', function (e) { e.preventDefault(); alert('I am link #' + i); }, 'false'); }
// 这个是可以用的,因为他在自执行函数表达式闭包内部 // i的值作为locked的索引存在,在循环执行结束以后,尽管最后i的值变成了a元素总数(例如10) // 但闭包内部的lockedInIndex值是没有改变,因为他已经执行完毕了 // 所以当点击连接的时候,结果是正确的 var elems = document.getElementsByTagName('a'); for (var i = 0; i < elems.length; i++) { (function (lockedInIndex) { elems[i].addEventListener('click', function (e) { e.preventDefault(); alert('I am link #' + lockedInIndex); }, 'false'); })(i); }
// 你也可以像下面这样应用,在处理函数那里使用自执行函数表达式 // 而不是在addEventListener外部 // 但是相对来说,上面的代码更具可读性 var elems = document.getElementsByTagName('a'); for (var i = 0; i < elems.length; i++) { elems[i].addEventListener('click', (function (lockedInIndex) { return function (e) { e.preventDefault(); alert('I am link #' + lockedInIndex); }; })(i), 'false'); }
其实,上面 2 个例子里的 lockedInIndex 变量,也可以换成 i,因为和外面的 i 不在一个作用于,所以不会出现问题,这也是匿名函数+闭包的威力。
自执行匿名函数和立即执行的函数表达式区别
在这篇帖子里,我们一直叫自执行函数,确切的说是自执行匿名函数(Self-executing anonymous function),但英文原文作者一直倡议使用立即调用的函数表达式(Immediately-Invoked Function Expression)这一名称,作者又举了一堆例子来解释,好吧,我们来看看:
// 这是一个自执行的函数,函数内部执行自身,递归 function foo() { foo(); }
// 这是一个自执行的匿名函数,因为没有标示名称 // 必须使用arguments.callee属性来执行自己 var foo = function () { arguments.callee(); };
// 这可能也是一个自执行的匿名函数,仅仅是foo标示名称引用它自身 // 如果你将foo改变成其它的,你将得到一个used-to-self-execute匿名函数 var foo = function () { foo(); };
// 有些人叫这个是自执行的匿名函数(即便它不是),因为它没有调用自身,它只是立即执行而已。 (function () { /* code */ } ()); // 为函数表达式添加一个标示名称,可以方便Debug // 但一定命名了,这个函数就不再是匿名的了 (function foo() { /* code */ } ()); // 立即调用的函数表达式(IIFE)也可以自执行,不过可能不常用罢了 (function () { arguments.callee(); } ()); (function foo() { foo(); } ());
// 另外,下面的代码在黑莓5里执行会出错,因为在一个命名的函数表达式里,他的名称是undefined // 呵呵,奇怪 (function foo() { foo(); } ());
希望这里的一些例子,可以让大家明白,什么叫自执行,什么叫立即调用。
注:arguments.callee在 ECMAScript 5 strict mode 里被废弃了,所以在这个模式下,其实是不能用的。
最后的旁白:Module 模式
在讲到这个立即调用的函数表达式的时候,我又想起来了 Module 模式,如果你还不熟悉这个模式,我们先来看看代码:
// 创建一个立即调用的匿名函数表达式 // return一个变量,其中这个变量里包含你要暴露的东西 // 返回的这个变量将赋值给counter,而不是外面声明的function自身 var counter = (function () { var i = 0; return { get: function () { return i; }, set: function (val) { i = val; }, increment: function () { return ++i; } }; } ()); // counter是一个带有多个属性的对象,上面的代码对于属性的体现其实是方法 counter.get(); // 0 counter.set(3); counter.increment(); // 4 counter.increment(); // 5 counter.i; // undefined 因为i不是返回对象的属性 i; // 引用错误: i 没有定义(因为i只存在于闭包)
关于更多Module模式的介绍,请访问我的上一篇帖子:深入理解JavaScript系列(2):全面解析 Module 模式 。
更多阅读
希望上面的一些例子,能让你对立即调用的函数表达(也就是我们所说的自执行函数)有所了解,如果你想了解更多关于 function 和 Module 模式的信息,请继续访问下面列出的网站:
- ECMA-262-3 in detail. Chapter 5. Functions. - Dmitry A. Soshnikov
- Functions and function scope - Mozilla Developer Network
- Named function expressions - Juriy “kangax” Zaytsev
- 全面解析 Module 模式- Ben Cherry(大叔翻译整理)
- Closures explained with JavaScript - Nick Morgan