JavaScript初探系列（六）——函数
一、概述
（一）函数的声明
JavaScript 有三种声明函数的方法。
（1）function 命令
function命令声明的代码区块，就是一个函数。function命令后面是函数名，函数名后面是一对圆括号，里面是传入函数的参数。函数体放在大括号里面。
function print(s) { console.log(s); }
上面的代码命名了一个print函数，以后使用print()这种形式，就可以调用相应的代码。这叫做函数的声明（Function Declaration）。
（2）函数表达式
除了用function命令声明函数，还可以采用变量赋值的写法。
var print = function(s) { console.log(s); };
这种写法将一个匿名函数赋值给变量。这时，这个匿名函数又称函数表达式（Function Expression），因为赋值语句的等号右侧只能放表达式。
采用函数表达式声明函数时，function命令后面不带有函数名。如果加上函数名，该函数名只在函数体内部有效，在函数体外部无效。
var print = function x(){ console.log(typeof x); }; x // ReferenceError: x is not defined print() // function
上面代码在函数表达式中，加入了函数名x。这个x只在函数体内部可用，指代函数表达式本身，其他地方都不可用。这种写法的用处有两个，一是可以在函数体内部调用自身，二是方便除错（除错工具显示函数调用栈时，将显示函数名，而不再显示这里是一个匿名函数）。因此，下面的形式声明函数也非常常见。
var f = function f() {};
需要注意的是，函数的表达式需要在语句的结尾加上分号，表示语句结束。而函数的声明在结尾的大括号后面不用加分号。总的来说，这两种声明函数的方式，差别很细微，可以近似认为是等价的。
（3）Function 构造函数
第三种声明函数的方式是Function构造函数。
var add = new Function( 'x', 'y', 'return x + y' ); // 等同于 function add(x, y) { return x + y; }
上面代码中，Function构造函数接受三个参数，除了最后一个参数是add函数的“函数体”，其他参数都是add函数的参数。
你可以传递任意数量的参数给Function构造函数，只有最后一个参数会被当做函数体，如果只有一个参数，该参数就是函数体。
var foo = new Function( 'return "hello world";' ); // 等同于 function foo() { return 'hello world'; }
Function构造函数可以不使用new命令，返回结果完全一样。
总的来说，这种声明函数的方式非常不直观，几乎无人使用。
（二）、函数的重复声明
如果同一个函数被多次声明，后面的声明就会覆盖前面的声明。
var foo = new Function( 'return "hello world";' ); // 等同于 function foo() { return 'hello world'; }
上面代码中，后一次的函数声明覆盖了前面一次。而且，由于函数名的提升（参见下文），前一次声明在任何时候都是无效的，这一点要特别注意。
（三）、圆括号运算符，return 语句和递归
调用函数时，要使用圆括号运算符。圆括号之中，可以加入函数的参数。
function add(x, y) { return x + y; } add(1, 1) // 2
上面代码中，函数名后面紧跟一对圆括号，就会调用这个函数。
函数体内部的return语句，表示返回。JavaScript 引擎遇到return语句，就直接返回return后面的那个表达式的值，后面即使还有语句，也不会得到执行。也就是说，return语句所带的那个表达式，就是函数的返回值。return语句不是必需的，如果没有的话，该函数就不返回任何值，或者说返回undefined。
函数可以调用自身，这就是递归（recursion）。下面就是通过递归，计算斐波那契数列的代码。
function fib(num) { if (num === 0) return 0; if (num === 1) return 1; return fib(num - 2) + fib(num - 1); } fib(6) // 8
上面代码中，fib函数内部又调用了fib，计算得到斐波那契数列的第6个元素是8。
（四）、第一等公民
JavaScript 语言将函数看作一种值，与其它值（数值、字符串、布尔值等等）地位相同。凡是可以使用值的地方，就能使用函数。比如，可以把函数赋值给变量和对象的属性，也可以当作参数传入其他函数，或者作为函数的结果返回。函数只是一个可以执行的值，此外并无特殊之处。
由于函数与其他数据类型地位平等，所以在 JavaScript 语言中又称函数为第一等公民。
function add(x, y) { return x + y; } // 将函数赋值给一个变量 var operator = add; // 将函数作为参数和返回值 function a(op){ return op; } a(add)(1, 1) // 2
（五）、函数名的提升
JavaScript 引擎将函数名视同变量名，所以采用function命令声明函数时，整个函数会像变量声明一样，被提升到代码头部。所以，下面的代码不会报错。
f(); function f() {}
表面上，上面代码好像在声明之前就调用了函数f。但是实际上，由于“变量提升”，函数f被提升到了代码头部，也就是在调用之前已经声明了。但是，如果采用赋值语句定义函数，JavaScript 就会报错。
f(); var f = function (){}; // TypeError: undefined is not a function
上面的代码等同于下面的形式。
var f; f(); f = function () {};
上面代码第二行，调用f的时候，f只是被声明了，还没有被赋值，等于undefined，所以会报错。因此，如果同时采用function命令和赋值语句声明同一个函数，最后总是采用赋值语句的定义。
var f = function () { console.log('1'); } function f() { console.log('2'); } f() // 1
二、函数的属性和方法
（一）、name 属性
函数的name属性返回函数的名字。
function f1() {} f1.name // "f1"
如果是通过变量赋值定义的函数，那么name属性返回变量名。
var f2 = function () {}; f2.name // "f2"
但是，上面这种情况，只有在变量的值是一个匿名函数时才是如此。如果变量的值是一个具名函数，那么name属性返回function关键字之后的那个函数名。
var f3 = function myName() {}; f3.name // 'myName'
上面代码中，f3.name返回函数表达式的名字。注意，真正的函数名还是f3，而myName这个名字只在函数体内部可用。
name属性的一个用处，就是获取参数函数的名字。
var myFunc = function () {}; function test(f) { console.log(f.name); } test(myFunc) // myFunc
上面代码中，函数test内部通过name属性，就可以知道传入的参数是什么函数。
（二）、length 属性
函数的length属性返回函数预期传入的参数个数，即函数定义之中的参数个数。
function f(a, b) {} f.length // 2
上面代码定义了空函数f，它的length属性就是定义时的参数个数。不管调用时输入了多少个参数，length属性始终等于2。
length属性提供了一种机制，判断定义时和调用时参数的差异，以便实现面向对象编程的“方法重载”（overload）。
（三）、toString()
函数的toString方法返回一个字符串，内容是函数的源码。
function f() { a(); b(); c(); } f.toString() // function f() { // a(); // b(); // c(); // }
对于那些原生的函数，toString()方法返回function (){[native code]}。
Math.sqrt.toString() // "function sqrt() { [native code] }"
上面代码中，Math.sqrt是 JavaScript 引擎提供的原生函数，toString()方法就返回原生代码的提示。
函数内部的注释也可以返回。
function f() {/* 这是一个 多行注释 */} f.toString() // "function f(){/* // 这是一个 // 多行注释 // */}"
利用这一点，可以变相实现多行字符串。
var multiline = function (fn) { var arr = fn.toString().split('\n'); return arr.slice(1, arr.length - 1).join('\n'); }; function f() {/* 这是一个 多行注释 */} multiline(f); // " 这是一个 // 多行注释"
三、函数作用域
（一）、定义
作用域（scope）指的是变量存在的范围。在 ES5 的规范中，JavaScript 只有两种作用域：一种是全局作用域，变量在整个程序中一直存在，所有地方都可以读取；另一种是函数作用域，变量只在函数内部存在。ES6 又新增了块级作用域，本教程不涉及。
对于顶层函数来说，函数外部声明的变量就是全局变量（global variable），它可以在函数内部读取。
var v = 1; function f() { console.log(v); } f() // 1
上面的代码表明，函数f内部可以读取全局变量v。
在函数内部定义的变量，外部无法读取，称为“局部变量”（local variable）。
function f(){ var v = 1; } v // ReferenceError: v is not defined
上面代码中，变量v在函数内部定义，所以是一个局部变量，函数之外就无法读取。
函数内部定义的变量，会在该作用域内覆盖同名全局变量。
var v = 1; function f(){ var v = 2; console.log(v); } f() // 2 v // 1
上面代码中，变量v同时在函数的外部和内部有定义。结果，在函数内部定义，局部变量v覆盖了全局变量v。
注意，对于var命令来说，局部变量只能在函数内部声明，在其他区块中声明，一律都是全局变量。
if (true) { var x = 5; } console.log(x); // 5
上面代码中，变量x在条件判断区块之中声明，结果就是一个全局变量，可以在区块之外读取。
（二）、函数内部的变量提升
与全局作用域一样，函数作用域内部也会产生“变量提升”现象。var命令声明的变量，不管在什么位置，变量声明都会被提升到函数体的头部。
function foo(x) { if (x > 100) { var tmp = x - 100; } } // 等同于 function foo(x) { var tmp; if (x > 100) { tmp = x - 100; }; }
（三）、函数本身的作用域
函数本身也是一个值，也有自己的作用域。它的作用域与变量一样，就是其声明时所在的作用域，与其运行时所在的作用域无关。
var a = 1; var x = function () { console.log(a); }; function f() { var a = 2; x(); } f() // 1
上面代码中，函数x是在函数f的外部声明的，所以它的作用域绑定外层，内部变量a不会到函数f体内取值，所以输出1，而不是2。
总之，函数执行时所在的作用域，是定义时的作用域，而不是调用时所在的作用域。
很容易犯错的一点是，如果函数A调用函数B，却没考虑到函数B不会引用函数A的内部变量。
var x = function () { console.log(a); }; function y(f) { var a = 2; f(); } y(x) // ReferenceError: a is not defined
上面代码将函数x作为参数，传入函数y。但是，函数x是在函数y体外声明的，作用域绑定外层，因此找不到函数y的内部变量a，导致报错。
同样的，函数体内部声明的函数，作用域绑定函数体内部。
function foo() { var x = 1; function bar() { console.log(x); } return bar; } var x = 2; var f = foo(); f() // 1
上面代码中，函数foo内部声明了一个函数bar，bar的作用域绑定foo。当我们在foo外部取出bar执行时，变量x指向的是foo内部的x，而不是foo外部的x。正是这种机制，构成了下文要讲解的“闭包”现象。
四、参数
（一）、概述
函数运行的时候，有时需要提供外部数据，不同的外部数据会得到不同的结果，这种外部数据就叫参数。
function square(x) { return x * x; } square(2) // 4 square(3) // 9
上式的x就是square函数的参数。每次运行的时候，需要提供这个值，否则得不到结果。
（二）、参数的省略
函数参数不是必需的，JavaScript 允许省略参数。
function f(a, b) { return a; } f(1, 2, 3) // 1 f(1) // 1 f() // undefined f.length // 2
上面代码的函数f定义了两个参数，但是运行时无论提供多少个参数（或者不提供参数），JavaScript 都不会报错。省略的参数的值就变为undefined。需要注意的是，函数的length属性与实际传入的参数个数无关，只反映函数预期传入的参数个数。
但是，没有办法只省略靠前的参数，而保留靠后的参数。如果一定要省略靠前的参数，只有显式传入undefined。
function f(a, b) { return a; } f( , 1) // SyntaxError: Unexpected token ,(…) f(undefined, 1) // undefined
上面代码中，如果省略第一个参数，就会报错。
（三）、传递方式
函数参数如果是原始类型的值（数值、字符串、布尔值），传递方式是传值传递（passes by value）。这意味着，在函数体内修改参数值，不会影响到函数外部。
var p = 2; function f(p) { p = 3; } f(p); p // 2
上面代码中，变量p是一个原始类型的值，传入函数f的方式是传值传递。因此，在函数内部，p的值是原始值的拷贝，无论怎么修改，都不会影响到原始值。
但是，如果函数参数是复合类型的值（数组、对象、其他函数），传递方式是传址传递（pass by reference）。也就是说，传入函数的原始值的地址，因此在函数内部修改参数，将会影响到原始值。
var obj = { p: 1 }; function f(o) { o.p = 2; } f(obj); obj.p // 2
上面代码中，传入函数f的是参数对象obj的地址。因此，在函数内部修改obj的属性p，会影响到原始值。
注意，如果函数内部修改的，不是参数对象的某个属性，而是替换掉整个参数，这时不会影响到原始值。
var obj = [1, 2, 3]; function f(o) { o = [2, 3, 4]; } f(obj); obj // [1, 2, 3]
上面代码中，在函数f内部，参数对象obj被整个替换成另一个值。这时不会影响到原始值。这是因为，形式参数（o）的值实际是参数obj的地址，重新对o赋值导致o指向另一个地址，保存在原地址上的值当然不受影响。
（四）、同名参数
如果有同名的参数，则取最后出现的那个值。
function f(a, a) { console.log(a); } f(1, 2) // 2
上面代码中，函数f有两个参数，且参数名都是a。取值的时候，以后面的a为准，即使后面的a没有值或被省略，也是以其为准。
function f(a, a) { console.log(a); } f(1) // undefined
调用函数f的时候，没有提供第二个参数，a的取值就变成了undefined。这时，如果要获得第一个a的值，可以使用arguments对象。
function f(a, a) { console.log(arguments[0]); } f(1) // 1
（五）、arguments 对象
（1）定义
由于 JavaScript 允许函数有不定数目的参数，所以需要一种机制，可以在函数体内部读取所有参数。这就是arguments对象的由来。
arguments对象包含了函数运行时的所有参数，arguments[0]就是第一个参数，arguments[1]就是第二个参数，以此类推。这个对象只有在函数体内部，才可以使用。
var f = function (one) { console.log(arguments[0]); console.log(arguments[1]); console.log(arguments[2]); } f(1, 2, 3) // 1 // 2 // 3
正常模式下，arguments对象可以在运行时修改。
var f = function(a, b) { arguments[0] = 3; arguments[1] = 2; return a + b; } f(1, 1) // 5
上面代码中，函数f调用时传入的参数，在函数内部被修改成3和2。
严格模式下，arguments对象与函数参数不具有联动关系。也就是说，修改arguments对象不会影响到实际的函数参数。
var f = function(a, b) { 'use strict'; // 开启严格模式 arguments[0] = 3; arguments[1] = 2; return a + b; } f(1, 1) // 2
上面代码中，函数体内是严格模式，这时修改arguments对象，不会影响到真实参数a和b。
通过arguments对象的length属性，可以判断函数调用时到底带几个参数。
function f() { return arguments.length; } f(1, 2, 3) // 3 f(1) // 1 f() // 0
（2）与数组的关系
需要注意的是，虽然arguments很像数组，但它是一个对象。数组专有的方法（比如slice和forEach），不能在arguments对象上直接使用。
如果要让arguments对象使用数组方法，真正的解决方法是将arguments转为真正的数组。下面是两种常用的转换方法：slice方法和逐一填入新数组。
var args = Array.prototype.slice.call(arguments); // 或者 var args = []; for (var i = 0; i < arguments.length; i++) { args.push(arguments[i]); }
（3）callee 属性
arguments对象带有一个callee属性，返回它所对应的原函数。
var f = function () { console.log(arguments.callee === f); } f() // true
可以通过arguments.callee，达到调用函数自身的目的。这个属性在严格模式里面是禁用的，因此不建议使用。
五、函数的其他知识点
（一）、闭包
闭包（closure）是 JavaScript 语言的一个难点，也是它的特色，很多高级应用都要依靠闭包实现。
理解闭包，首先必须理解变量作用域。前面提到，JavaScript 有两种作用域：全局作用域和函数作用域。函数内部可以直接读取全局变量。
var n = 999; function f1() { console.log(n); } f1() // 999
上面代码中，函数f1可以读取全局变量n。
但是，函数外部无法读取函数内部声明的变量。
function f1() { var n = 999; } console.log(n) // Uncaught ReferenceError: n is not defined(
上面代码中，函数f1内部声明的变量n，函数外是无法读取的。
如果出于种种原因，需要得到函数内的局部变量。正常情况下，这是办不到的，只有通过变通方法才能实现。那就是在函数的内部，再定义一个函数。
function f1() { var n = 999; function f2() { console.log(n); // 999 } }
上面代码中，函数f2就在函数f1内部，这时f1内部的所有局部变量，对f2都是可见的。但是反过来就不行，f2内部的局部变量，对f1就是不可见的。这就是 JavaScript 语言特有的"链式作用域"结构（chain scope），子对象会一级一级地向上寻找所有父对象的变量。所以，父对象的所有变量，对子对象都是可见的，反之则不成立。
既然f2可以读取f1的局部变量，那么只要把f2作为返回值，我们不就可以在f1外部读取它的内部变量了吗！
function f1() { var n = 999; function f2() { console.log(n); } return f2; } var result = f1(); result(); // 999
上面代码中，函数f1的返回值就是函数f2，由于f2可以读取f1的内部变量，所以就可以在外部获得f1的内部变量了。
闭包就是函数f2，即能够读取其他函数内部变量的函数。由于在 JavaScript 语言中，只有函数内部的子函数才能读取内部变量，因此可以把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。闭包最大的特点，就是它可以“记住”诞生的环境，比如f2记住了它诞生的环境f1，所以从f2可以得到f1的内部变量。在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。
闭包的最大用处有两个，一个是可以读取函数内部的变量，另一个就是让这些变量始终保持在内存中，即闭包可以使得它诞生环境一直存在。请看下面的例子，闭包使得内部变量记住上一次调用时的运算结果。
function createIncrementor(start) { return function () { return start++; }; } var inc = createIncrementor(5); inc() // 5 inc() // 6 inc() // 7
上面代码中，start是函数createIncrementor的内部变量。通过闭包，start的状态被保留了，每一次调用都是在上一次调用的基础上进行计算。从中可以看到，闭包inc使得函数createIncrementor的内部环境，一直存在。所以，闭包可以看作是函数内部作用域的一个接口。
为什么会这样呢？原因就在于inc始终在内存中，而inc的存在依赖于createIncrementor，因此也始终在内存中，不会在调用结束后，被垃圾回收机制回收。
闭包的另一个用处，是封装对象的私有属性和私有方法。
function Person(name) { var _age; function setAge(n) { _age = n; } function getAge() { return _age; } return { name: name, getAge: getAge, setAge: setAge }; } var p1 = Person('张三'); p1.setAge(25); p1.getAge() // 25
上面代码中，函数Person的内部变量_age，通过闭包getAge和setAge，变成了返回对象p1的私有变量。
注意，外层函数每次运行，都会生成一个新的闭包，而这个闭包又会保留外层函数的内部变量，所以内存消耗很大。因此不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题。
（二）、立即调用的函数表达式（IIFE）
在 JavaScript 中，圆括号()是一种运算符，跟在函数名之后，表示调用该函数。比如，print()就表示调用print函数。
有时，我们需要在定义函数之后，立即调用该函数。这时，你不能在函数的定义之后加上圆括号，这会产生语法错误。
function(){ /* code */ }(); // SyntaxError: Unexpected token (
产生这个错误的原因是，function这个关键字即可以当作语句，也可以当作表达式。
// 语句 function f() {} // 表达式 var f = function f() {}
为了避免解析上的歧义，JavaScript 引擎规定，如果function关键字出现在行首，一律解释成语句。因此，JavaScript 引擎看到行首是function关键字之后，认为这一段都是函数的定义，不应该以圆括号结尾，所以就报错了。
解决方法就是不要让function出现在行首，让引擎将其理解成一个表达式。最简单的处理，就是将其放在一个圆括号里面。
(function(){ /* code */ }()); // 或者 (function(){ /* code */ })();
上面两种写法都是以圆括号开头，引擎就会认为后面跟的是一个表示式，而不是函数定义语句，所以就避免了错误。这就叫做“立即调用的函数表达式”（Immediately-Invoked Function Expression），简称 IIFE。
注意，上面两种写法最后的分号都是必须的。如果省略分号，遇到连着两个 IIFE，可能就会报错。
// 报错 (function(){ /* code */ }()) (function(){ /* code */ }())
上面代码的两行之间没有分号，JavaScript 会将它们连在一起解释，将第二行解释为第一行的参数。
推而广之，任何让解释器以表达式来处理函数定义的方法，都能产生同样的效果，比如下面三种写法。
var i = function(){ return 10; }(); true && function(){ /* code */ }(); 0, function(){ /* code */ }();
甚至像下面这样写，也是可以的。
!function () { /* code */ }(); ~function () { /* code */ }(); -function () { /* code */ }(); +function () { /* code */ }();
通常情况下，只对匿名函数使用这种“立即执行的函数表达式”。它的目的有两个：一是不必为函数命名，避免了污染全局变量；二是 IIFE 内部形成了一个单独的作用域，可以封装一些外部无法读取的私有变量。
// 写法一 var tmp = newData; processData(tmp); storeData(tmp); // 写法二 (function () { var tmp = newData; processData(tmp); storeData(tmp); }());
上面代码中，写法二比写法一更好，因为完全避免了污染全局变量。
六、eval 命令
（一）、基本用法
eval命令接受一个字符串作为参数，并将这个字符串当作语句执行。
eval('var a = 1;');
a // 1
上面代码将字符串当作语句运行，生成了变量a。
如果参数字符串无法当作语句运行，那么就会报错。
eval('3x') // Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token
放在eval中的字符串，应该有独自存在的意义，不能用来与eval以外的命令配合使用。举例来说，下面的代码将会报错。
eval('return;'); // Uncaught SyntaxError: Illegal return statement
上面代码会报错，因为return不能单独使用，必须在函数中使用。
如果eval的参数不是字符串，那么会原样返回。
eval(123) // 123
eval没有自己的作用域，都在当前作用域内执行，因此可能会修改当前作用域的变量的值，造成安全问题。
var a = 1; eval('a = 2'); a // 2
上面代码中，eval命令修改了外部变量a的值。由于这个原因，eval有安全风险。
为了防止这种风险，JavaScript 规定，如果使用严格模式，eval内部声明的变量，不会影响到外部作用域。
(function f() { 'use strict'; eval('var foo = 123'); console.log(foo); // ReferenceError: foo is not defined })()
上面代码中，函数f内部是严格模式，这时eval内部声明的foo变量，就不会影响到外部。
不过，即使在严格模式下，eval依然可以读写当前作用域的变量。
(function f() { 'use strict'; var foo = 1; eval('foo = 2'); console.log(foo); // 2 })()
上面代码中，严格模式下，eval内部还是改写了外部变量，可见安全风险依然存在。
总之，eval的本质是在当前作用域之中，注入代码。由于安全风险和不利于 JavaScript 引擎优化执行速度，所以一般不推荐使用。通常情况下，eval最常见的场合是解析 JSON 数据的字符串，不过正确的做法应该是使用原生的JSON.parse方法。
（二）、eval 的别名调用
前面说过eval不利于引擎优化执行速度。更麻烦的是，还有下面这种情况，引擎在静态代码分析的阶段，根本无法分辨执行的是eval。
var m = eval; m('var x = 1'); x // 1
上面代码中，变量m是eval的别名。静态代码分析阶段，引擎分辨不出m('var x = 1')执行的是eval命令。
为了保证eval的别名不影响代码优化，JavaScript 的标准规定，凡是使用别名执行eval，eval内部一律是全局作用域。
var a = 1; function f() { var a = 2; var e = eval; e('console.log(a)'); } f() // 1
上面代码中，eval是别名调用，所以即使它是在函数中，它的作用域还是全局作用域，因此输出的a为全局变量。这样的话，引擎就能确认e()不会对当前的函数作用域产生影响，优化的时候就可以把这一行排除掉。
eval的别名调用的形式五花八门，只要不是直接调用，都属于别名调用，因为引擎只能分辨eval()这一种形式是直接调用。
eval.call(null, '...') window.eval('...') (1, eval)('...') (eval, eval)('...')
上面这些形式都是eval的别名调用，作用域都是全局作用域。
