【进阶3-3期】深度广度解析 call 和 apply 原理、使用场景及实现（转）
这是我在公众号（高级前端进阶）看到的文章，现在做笔记 https://github.com/yygmind/blog/issues/22
call() 和 apply()
call() 方法调用一个函数, 其具有一个指定的 this 值和分别地提供的参数(参数的列表)。
call() 和 apply()的区别在于，call()方法接受的是若干个参数的列表，而apply()方法接受的是一个包含多个参数的数组
举个例子：
var func = function(arg1, arg2) { ... }; func.call(this, arg1, arg2); // 使用 call，参数列表 func.apply(this, [arg1, arg2]) // 使用 apply，参数数组
常用用法
下面列举一些常用用法：
1、合并两个数组
var vegetables = ['parsnip', 'potato']; var moreVegs = ['celery', 'beetroot']; // 将第二个数组融合进第一个数组 // 相当于 vegetables.push('celery', 'beetroot'); Array.prototype.push.apply(vegetables, moreVegs); // 4 vegetables; // ['parsnip', 'potato', 'celery', 'beetroot']
当第二个数组(如示例中的 moreVegs )太大时不要使用这个方法来合并数组，因为一个函数能够接受的参数个数是有限制的。不同的引擎有不同的限制，JS核心限制在 65535，有些引擎会抛出异常，有些不抛出异常但丢失多余参数。
如何解决呢？方法就是将参数数组切块后循环传入目标方法
function concatOfArray(arr1, arr2) { var QUANTUM = 32768; for (var i = 0, len = arr2.length; i < len; i += QUANTUM) { Array.prototype.push.apply( arr1, arr2.slice(i, Math.min(i + QUANTUM, len) ) ); } return arr1; } // 验证代码 var arr1 = [-3, -2, -1]; var arr2 = []; for(var i = 0; i < 1000000; i++) { arr2.push(i); } Array.prototype.push.apply(arr1, arr2); // Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded concatOfArray(arr1, arr2); // (1000003) [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ...]
2、获取数组中的最大值和最小值
var numbers = [5, 458 , 120 , -215 ]; Math.max.apply(Math, numbers); //458 Math.max.call(Math, 5, 458 , 120 , -215); //458 // ES6 Math.max.call(Math, ...numbers); // 458
为什么要这么用呢，因为数组 numbers 本身没有 max 方法，但是 Math 有呀，所以这里就是借助 call / apply 使用 Math.max 方法。
3、验证是否是数组
function isArray(obj){ return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object Array]'; } isArray([1, 2, 3]); // true // 直接使用 toString() [1, 2, 3].toString(); // "1,2,3" "123".toString(); // "123" 123.toString(); // SyntaxError: Invalid or unexpected token Number(123).toString(); // "123" Object(123).toString(); // "123"
可以通过toString() 来获取每个对象的类型，但是不同对象的 toString()有不同的实现，所以通过 Object.prototype.toString() 来检测，需要以 call() / apply() 的形式来调用，传递要检查的对象作为第一个参数。
另一个验证是否是数组的方法
var toStr = Function.prototype.call.bind(Object.prototype.toString); function isArray(obj){ return toStr(obj) === '[object Array]'; } isArray([1, 2, 3]); // true // 使用改造后的 toStr toStr([1, 2, 3]); // "[object Array]" toStr("123"); // "[object String]" toStr(123); // "[object Number]" toStr(Object(123)); // "[object Number]"
上面方法首先使用 Function.prototype.call函数指定一个 this 值，然后 .bind 返回一个新的函数，始终将 Object.prototype.toString 设置为传入参数。其实等价于 Object.prototype.toString.call() 。
这里有一个前提是toString()方法没有被覆盖
Object.prototype.toString = function() { return ''; } isArray([1, 2, 3]); // false
4、类数组对象（Array-like Object）使用数组方法
var domNodes = document.getElementsByTagName("*"); domNodes.unshift("h1"); // TypeError: domNodes.unshift is not a function var domNodeArrays = Array.prototype.slice.call(domNodes); domNodeArrays.unshift("h1"); // 505 不同环境下数据不同 // (505) ["h1", html.gr__hujiang_com, head, meta, ...]
类数组对象有下面两个特性
- 1、具有：指向对象元素的数字索引下标和
length属性 - 2、不具有：比如
push、shift、forEach以及indexOf等数组对象具有的方法
要说明的是，类数组对象是一个对象。JS中存在一种名为类数组的对象结构，比如 arguments 对象，还有DOM API 返回的 NodeList 对象都属于类数组对象，类数组对象不能使用 push/pop/shift/unshift 等数组方法，通过 Array.prototype.slice.call 转换成真正的数组，就可以使用 Array下所有方法。
类数组对象转数组的其他方法：
// 上面代码等同于 var arr = [].slice.call(arguments)； ES6: let arr = Array.from(arguments); let arr = [...arguments];
Array.from() 可以将两类对象转为真正的数组：类数组对象和可遍历（iterable）对象（包括ES6新增的数据结构 Set 和 Map）。
PS扩展一：为什么通过 Array.prototype.slice.call() 就可以把类数组对象转换成数组？
其实很简单，slice 将 Array-like 对象通过下标操作放进了新的 Array 里面。
下面代码是 MDN 关于 slice 的Polyfill，链接 Array.prototype.slice()
Array.prototype.slice = function(begin, end) { end = (typeof end !== 'undefined') ? end : this.length; // For array like object we handle it ourselves. var i, cloned = [], size, len = this.length; // Handle negative value for "begin" var start = begin || 0; start = (start >= 0) ? start : Math.max(0, len + start); // Handle negative value for "end" var upTo = (typeof end == 'number') ? Math.min(end, len) : len; if (end < 0) { upTo = len + end; } // Actual expected size of the slice size = upTo - start; if (size > 0) { cloned = new Array(size); if (this.charAt) { for (i = 0; i < size; i++) { cloned[i] = this.charAt(start + i); } } else { for (i = 0; i < size; i++) { cloned[i] = this[start + i]; } } } return cloned; }; }
PS扩展二：通过 Array.prototype.slice.call() 就足够了吗？存在什么问题？
在低版本IE下不支持通过Array.prototype.slice.call(args)将类数组对象转换成数组，因为低版本IE（IE < 9）下的DOM对象是以 com 对象的形式实现的，js对象与 com 对象不能进行转换。
兼容写法如下：
unction toArray(nodes){ try { // works in every browser except IE return Array.prototype.slice.call(nodes); } catch(err) { // Fails in IE < 9 var arr = [], length = nodes.length; for(var i = 0; i < length; i++){ // arr.push(nodes[i]); // 两种都可以 arr[i] = nodes[i]; } return arr; } }
PS 扩展三：为什么要有类数组对象呢？或者说类数组对象是为什么解决什么问题才出现的？
JavaScript类型化数组是一种类似数组的对象，并提供了一种用于访问原始二进制数据的机制。
Array存储的对象能动态增多和减少，并且可以存储任何JavaScript值。JavaScript引擎会做一些内部优化，以便对数组的操作可以很快。然而，随着Web应用程序变得越来越强大，尤其一些新增加的功能例如：音频视频编辑，访问WebSockets的原始数据等，很明显有些时候如果使用JavaScript代码可以快速方便地通过类型化数组来操作原始的二进制数据，这将会非常有帮助。
一句话就是，可以更快的操作复杂数据。
5、调用父构造函数实现继承
function SuperType(){ this.color=["red", "green", "blue"]; } function SubType(){ // 核心代码，继承自SuperType SuperType.call(this); } var instance1 = new SubType(); instance1.color.push("black"); console.log(instance1.color); // ["red", "green", "blue", "black"] var instance2 = new SubType(); console.log(instance2.color); // ["red", "green", "blue"]
在子构造函数中，通过调用父构造函数的call方法来实现继承，于是SubType的每个实例都会将SuperType中的属性复制一份。
缺点：
- 只能继承父类的实例属性和方法，不能继承原型属性/方法
- 无法实现复用，每个子类都有父类实例函数的副本，影响性能
更多继承方案查看我之前的文章。JavaScript常用八种继承方案
call的模拟实现
以下内容参考自 JavaScript深入之call和apply的模拟实现
先看下面一个简单的例子：
var value = 1; var foo = { value: 1 }; function bar() { console.log(this.value); } bar.call(foo); // 1
模拟实现第一步
如果在调用call()的时候把函数 bar()添加到foo()对象中，即如下
var foo = { value: 1, bar: function() { console.log(this.value); } }; foo.bar(); // 1
这个改动就可以实现：改变了this的指向并且执行了函数bar。
但是这样写是有副作用的，即给foo额外添加了一个属性，怎么解决呢？
解决方法很简单，用 delete 删掉就好了。
所以只要实现下面3步就可以模拟实现了。
- 1、将函数设置为对象的属性：
foo.fn = bar - 2、执行函数：
foo.fn() - 3、删除函数：
delete foo.fn
代码实现如下：
// 第一版 Function.prototype.call2 = function(context) { // 首先要获取调用call的函数，用this可以获取 context.fn = this; // foo.fn = bar context.fn(); // foo.fn() delete context.fn; // delete foo.fn } // 测试一下 var foo = { value: 1 }; function bar() { console.log(this.value); } bar.call2(foo); // 1
完美！
模拟实现第二步
第一版有一个问题，那就是函数 bar 不能接收参数，所以我们可以从 arguments中获取参数，取出第二个到最后一个参数放到数组中，为什么要抛弃第一个参数呢，因为第一个参数是 this。
类数组对象转成数组的方法上面已经介绍过了，但是这边使用ES3的方案来做。
var args = []; for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) { args.push('arguments[' + i + ']'); }
参数数组搞定了，接下来要做的就是执行函数 context.fn()。
context.fn( args.join(',') ); // 这样不行
上面直接调用肯定不行，args.join(',')会返回一个字符串，并不会执行。
这边采用 eval方法来实现，拼成一个函数。
eval('context.fn(' + args +')')
上面代码中args 会自动调用 args.toString() 方法，因为'context.fn(' + args +')'本质上是字符串拼接，会自动调用toString()方法，如下代码：
var args = ["a1", "b2", "c3"]; console.log(args); // ["a1", "b2", "c3"] console.log(args.toString()); // a1,b2,c3 console.log("" + args); // a1,b2,c3
所以说第二个版本就实现了，代码如下：
// 第二版 Function.prototype.call2 = function(context) { context.fn = this; var args = []; for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) { args.push('arguments[' + i + ']'); } eval('context.fn(' + args +')'); delete context.fn; } // 测试一下 var foo = { value: 1 }; function bar(name, age) { console.log(name) console.log(age) console.log(this.value); } bar.call2(foo, 'kevin', 18); // kevin // 18 // 1
完美！！
模拟实现第三步
还有2个细节需要注意：
- 1、this 参数可以传
null或者undefined，此时 this 指向 window - 2、函数是可以有返回值的
实现上面的两点很简单，代码如下：
// 第三版 Function.prototype.call2 = function (context) { context = context || window; // 实现细节 1 context.fn = this; var args = []; for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) { args.push('arguments[' + i + ']'); } var result = eval('context.fn(' + args +')'); delete context.fn return result; // 实现细节 2 } // 测试一下 var value = 2; var obj = { value: 1 } function bar(name, age) { console.log(this.value); return { value: this.value, name: name, age: age } } bar.call2(null); // 2 console.log(bar.call2(obj, 'kevin', 18)); // 1 // { // value: 1, // name: 'kevin', // age: 18 // }
完美！！！
call和apply模拟实现汇总
call的模拟实现
ES3：
Function.prototype.call = function (context) { context = context || window; context.fn = this; var args = []; for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) { args.push('arguments[' + i + ']'); } var result = eval('context.fn(' + args +')'); delete context.fn return result; }
ES6：
Function.prototype.call = function (context) { context = context || window; context.fn = this; let args = [...arguments].slice(1); let result = context.fn(...args); delete context.fn return result; }
apply的模拟实现
ES3：
Function.prototype.apply = function (context, arr) { context = context || window; context.fn = this; var result; // 判断是否存在第二个参数 if (!arr) { result = context.fn(); } else { var args = []; for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) { args.push('arr[' + i + ']'); } result = eval('context.fn(' + args + ')'); } delete context.fn return result; }
ES6：
Function.prototype.apply = function (context, arr) { context = context || window; context.fn = this; let result; if (!arr) { result = context.fn(); } else { result = context.fn(...arr); } delete context.fn return result; }
实际上上面的代码还是有问题的，上面的代码里，我们假设context 对象本身没有 fn 属性，这是不行的。必须保证fn属性是唯一的
ES3下模拟实现
解决方法也很简单，首先判断 context中是否存在属性 fn，如果存在那就随机生成一个属性fnxx，然后循环查询 context 对象中是否存在属性 fnxx。如果不存在则返回最终值。
一种循环方案实现代码如下：
function fnFactory(context) { var unique_fn = "fn"; while (context.hasOwnProperty(unique_fn)) { unique_fn = "fn" + Math.random(); // 循环判断并重新赋值 } return unique_fn; }
一种递归方案实现代码如下：
function fnFactory(context) { var unique_fn = "fn" + Math.random(); if(context.hasOwnProperty(unique_fn)) { // return arguments.callee(context); ES5 开始禁止使用 return fnFactory(context); // 必须 return } else { return unique_fn; } }
模拟实现完整代码如下：
function fnFactory(context) { var unique_fn = "fn"; while (context.hasOwnProperty(unique_fn)) { unique_fn = "fn" + Math.random(); // 循环判断并重新赋值 } return unique_fn; } Function.prototype.call = function (context) { context = context || window; var fn = fnFactory(context); // added context[fn] = this; // changed var args = []; for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) { args.push('arguments[' + i + ']'); } var result = eval('context[fn](' + args +')'); // changed delete context[fn]; // changed return result; } // 测试用例在下面
ES6下模拟实现
ES6有一个新的基本类型Symbol，表示独一无二的值，用法如下。
const symbol1 = Symbol(); const symbol2 = Symbol(42); const symbol3 = Symbol('foo'); console.log(typeof symbol1); // "symbol" console.log(symbol3.toString()); // "Symbol(foo)" console.log(Symbol('foo') === Symbol('foo')); // false
不能使用 new 命令，因为这是基本类型的值，不然会报错。
new Symbol(); // TypeError: Symbol is not a constructor
模拟实现完整代码如下：
Function.prototype.call = function (context) { context = context || window; var fn = Symbol(); // added context[fn] = this; // changed let args = [...arguments].slice(1); let result = context[fn](...args); // changed delete context[fn]; // changed return result; } // 测试用例在下面
测试用例在这里：
// 测试用例 var value = 2; var obj = { value: 1, fn: 123 } function bar(name, age) { console.log(this.value); return { value: this.value, name: name, age: age } } bar.call(null); // 2 console.log(bar.call(obj, 'kevin', 18)); // 1 // {value: 1, name: "kevin", age: 18} console.log(obj); // {value: 1, fn: 123}
