JavaScript 函数

函数声明与表达式

函数是JavaScript中的一等对象,这意味着可以把函数像其它值一样传递。 一个常见的用法是把匿名函数作为回调函数传递到异步函数中。

函数声明

function foo() {}

上面的方法会在执行前被 解析(hoisted),因此它存在于当前上下文的任意一个地方, 即使在函数定义体的上面被调用也是对的。

foo(); // 正常运行,因为foo在代码运行前已经被创建
function foo() {}

函数赋值表达式

var foo = function() {};

这个例子把一个匿名的函数赋值给变量 foo

foo; // 'undefined'
foo(); // 出错:TypeError
var foo = function() {};

由于 var 定义了一个声明语句,对变量 foo 的解析是在代码运行之前,因此 foo 变量在代码运行时已经被定义过了。

但是由于赋值语句只在运行时执行,因此在相应代码执行之前, foo 的值缺省为 undefined。

命名函数的赋值表达式

另外一个特殊的情况是将命名函数赋值给一个变量。

var foo = function bar() {
    bar(); // 正常运行
}
bar(); // 出错:ReferenceError

bar 函数声明外是不可见的,这是因为我们已经把函数赋值给了 foo; 然而在 bar 内部依然可见。这是由于 JavaScript 的 命名处理 所致, 函数名在函数内总是可见的。

注意:在IE8及IE8以下版本浏览器bar在外部也是可见的,是因为浏览器对命名函数赋值表达式进行了错误的解析, 解析成两个函数 foo 和 bar

this 的工作原理

JavaScript 有一套完全不同于其它语言的对 this 的处理机制。 在种不同的情况下 ,this 指向的各不相同。

全局范围内

this;

当在全部范围内使用 this,它将会指向全局对象。

译者注:浏览器中运行的 JavaScript 脚本,这个全局对象是 window

函数调用

foo();

这里 this 也会指向全局对象。

ES5 注意: 在严格模式下(strict mode),不存在全局变量。 这种情况下 this 将会是 undefined

方法调用

test.foo(); 

这个例子中,this 指向 test 对象。

调用构造函数

new foo(); 

如果函数倾向于和 new 关键词一块使用,则我们称这个函数是 构造函数。 在函数内部,this 指向新创建的对象。

显式的设置 this

function foo(a, b, c) {}

var bar = {};
foo.apply(bar, [1, 2, 3]); // 数组将会被扩展,如下所示
foo.call(bar, 1, 2, 3); // 传递到foo的参数是:a = 1, b = 2, c = 3

当使用 Function.prototype 上的 call 或者 apply 方法时,函数内的 this 将会被 显式设置为函数调用的第一个参数。

因此函数调用的规则在上例中已经不适用了,在foo 函数内 this 被设置成了 bar

注意: 在对象的字面声明语法中,this 不能用来指向对象本身。 因此 var obj = {me: this} 中的 me 不会指向 obj,因为 this 只可能出现在上述的五种情况中。 译者注:这个例子中,如果是在浏览器中运行,obj.me 等于 window 对象。

常见误解

尽管大部分的情况都说的过去,不过第一个规则(译者注:这里指的应该是第二个规则,也就是直接调用函数时,this 指向全局对象) 被认为是JavaScript语言另一个错误设计的地方,因为它从来就没有实际的用途。

Foo.method = function() {
    function test() {
        // this 将会被设置为全局对象(译者注:浏览器环境中也就是 window 对象)
    }
    test();
}

一个常见的误解是 test 中的 this 将会指向 Foo 对象,实际上不是这样子的。

为了在 test 中获取对 Foo 对象的引用,我们需要在 method 函数内部创建一个局部变量指向 Foo 对象。

Foo.method = function() {
    var that = this;
    function test() {
        // 使用 that 来指向 Foo 对象
    }
    test();
}

that 只是我们随意起的名字,不过这个名字被广泛的用来指向外部的 this 对象。 在 闭包 一节,我们可以看到 that 可以作为参数传递。

方法的赋值表达式

另一个看起来奇怪的地方是函数别名,也就是将一个方法赋值给一个变量。

var test = someObject.methodTest;
test();

上例中,test 就像一个普通的函数被调用;因此,函数内的 this 将不再被指向到 someObject 对象。

虽然 this 的晚绑定特性似乎并不友好,但这确实是基于原型继承赖以生存的土壤。

function Foo() {}
Foo.prototype.method = function() {};

function Bar() {}
Bar.prototype = Foo.prototype;

new Bar().method();

当 method 被调用时,this 将会指向 Bar 的实例对象。

闭包和引用

闭包是 JavaScript 一个非常重要的特性,这意味着当前作用域总是能够访问外部作用域中的变量。 因为 函数 是 JavaScript 中唯一拥有自身作用域的结构,因此闭包的创建依赖于函数。

模拟私有变量

function Counter(start) {
    var count = start;
    return {
        increment: function() {
            count++;
        },

        get: function() {
            return count;
        }
    }
}

var foo = Counter(4);
foo.increment();
foo.get(); // 5

这里,Counter 函数返回两个闭包,函数 increment 和函数 get。 这两个函数都维持着 对外部作用域 Counter 的引用,因此总可以访问此作用域内定义的变量 count.

为什么不可以在外部访问私有变量

因为 JavaScript 中不可以对作用域进行引用或赋值,因此没有办法在外部访问 count 变量。 唯一的途径就是通过那两个闭包。

var foo = new Counter(4);
foo.hack = function() {
    count = 1337;
};

上面的代码不会改变定义在 Counter 作用域中的 count 变量的值,因为 foo.hack 没有 定义在那个作用域内。它将会创建或者覆盖全局变量 count

循环中的闭包

一个常见的错误出现在循环中使用闭包,假设我们需要在每次循环中调用循环序号

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    setTimeout(function() {
        console.log(i);  
    }, 1000);
}

上面的代码不会输出数字 0 到 9,而是会输出数字 10 十次。

当 console.log 被调用的时候,匿名函数保持对外部变量 i 的引用,此时 for循环已经结束, i 的值被修改成了 10.

为了得到想要的结果,需要在每次循环中创建变量 i 的拷贝

避免引用错误

为了正确的获得循环序号,最好使用 匿名包装器(译者注:其实就是我们通常说的自执行匿名函数)。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    (function(e) {
        setTimeout(function() {
            console.log(e);  
        }, 1000);
    })(i);
}

外部的匿名函数会立即执行,并把 i 作为它的参数,此时函数内 e 变量就拥有了 i 的一个拷贝。

当传递给 setTimeout 的匿名函数执行时,它就拥有了对 e 的引用,而这个值是不会被循环改变的。

有另一个方法完成同样的工作,那就是从匿名包装器中返回一个函数。这和上面的代码效果一样。

for(var i = 0; i < 10; i++) {
    setTimeout((function(e) {
        return function() {
            console.log(e);
        }
    })(i), 1000)
}

arguments 对象

JavaScript 中每个函数内都能访问一个特别变量 arguments。这个变量维护着所有传递到这个函数中的参数列表。

注意: 由于 arguments 已经被定义为函数内的一个变量。 因此通过 var 关键字定义 arguments 或者将 arguments 声明为一个形式参数, 都将导致原生的 arguments 不会被创建。

arguments 变量不是一个数组(Array)。 尽管在语法上它有数组相关的属性 length,但它不从 Array.prototype 继承,实际上它是一个对象(Object)。

因此,无法对 arguments 变量使用标准的数组方法,比如 pushpop 或者 slice。 虽然使用 for 循环遍历也是可以的,但是为了更好的使用数组方法,最好把它转化为一个真正的数组。

转化为数组

下面的代码将会创建一个新的数组,包含所有 arguments 对象中的元素。

Array.prototype.slice.call(arguments);

这个转化比较,在性能不好的代码中不推荐这种做法。

传递参数

下面是将参数从一个函数传递到另一个函数的推荐做法。

function foo() {
    bar.apply(null, arguments);
}
function bar(a, b, c) {
    // 干活
}

另一个技巧是同时使用 call 和 apply,创建一个快速的解绑定包装器。

function Foo() {}

Foo.prototype.method = function(a, b, c) {
    console.log(this, a, b, c);
};

// 创建一个解绑定的 "method"
// 输入参数为: this, arg1, arg2...argN
Foo.method = function() {

    // 结果: Foo.prototype.method.call(this, arg1, arg2... argN)
    Function.call.apply(Foo.prototype.method, arguments);
};

译者注:上面的 Foo.method 函数和下面代码的效果是一样的:

Foo.method = function() {
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
    Foo.prototype.method.apply(args[0], args.slice(1));
};

自动更新

arguments 对象为其内部属性以及函数形式参数创建 getter 和 setter 方法。

因此,改变形参的值会影响到 arguments 对象的值,反之亦然。

function foo(a, b, c) {
    arguments[0] = 2;
    a; // 2                                                           

    b = 4;
    arguments[1]; // 4

    var d = c;
    d = 9;
    c; // 3
}
foo(1, 2, 3);

性能真相

不管它是否有被使用,arguments 对象总会被创建,除了两个特殊情况 - 作为局部变量声明和作为形式参数。

arguments 的 getters 和 setters 方法总会被创建;因此使用 arguments 对性能不会有什么影响。 除非是需要对 arguments 对象的属性进行多次访问。

ES5 提示: 这些 getters 和 setters 在严格模式下(strict mode)不会被创建。

译者注:在 MDC 中对 strict mode 模式下 arguments 的描述有助于我们的理解,请看下面代码:

// 阐述在 ES5 的严格模式下 `arguments` 的特性
function f(a) {
  "use strict";
  a = 42;
  return [a, arguments[0]];
}
var pair = f(17);
console.assert(pair[0] === 42);
console.assert(pair[1] === 17);

然而,的确有一种情况会显著的影响现代 JavaScript 引擎的性能。这就是使用 arguments.callee

function foo() {
    arguments.callee; // do something with this function object
    arguments.callee.caller; // and the calling function object
}

function bigLoop() {
    for(var i = 0; i < 100000; i++) {
        foo(); // Would normally be inlined...
    }
}

上面代码中,foo 不再是一个单纯的内联函数 inlining译者注:这里指的是解析器可以做内联处理), 因为它需要知道它自己和它的调用者。 这不仅抵消了内联函数带来的性能提升,而且破坏了封装,因此现在函数可能要依赖于特定的上下文。

因此强烈建议大家不要使用 arguments.callee 和它的属性。

ES5 提示: 在严格模式下,arguments.callee 会报错 TypeError,因为它已经被废除了。

构造函数

JavaScript 中的构造函数和其它语言中的构造函数是不同的。 通过 new 关键字方式调用的函数都被认为是构造函数。

在构造函数内部 - 也就是被调用的函数内 - this 指向新创建的对象 Object。 这个新创建的对象的 prototype 被指向到构造函数的 prototype

如果被调用的函数没有显式的 return 表达式,则隐式的会返回 this 对象 - 也就是新创建的对象。

function Foo() {
    this.bla = 1;
}

Foo.prototype.test = function() {
    console.log(this.bla);
};

var test = new Foo();

上面代码把 Foo 作为构造函数调用,并设置新创建对象的 prototype 为 Foo.prototype

显式的 return 表达式将会影响返回结果,但仅限于返回的是一个对象。

function Bar() {
    return 2;
}
new Bar(); // 返回新创建的对象

function Test() {
    this.value = 2;

    return {
        foo: 1
    };
}
new Test(); // 返回的对象

译者注:new Bar() 返回的是新创建的对象,而不是数字的字面值 2。 因此 new Bar().constructor === Bar,但是如果返回的是数字对象,结果就不同了,如下所示

function Bar() {
    return new Number(2);
}
new Bar().constructor === Number

译者注:这里得到的 new Test()是函数返回的对象,而不是通过new关键字新创建的对象,因此:

(new Test()).value === undefined
(new Test()).foo === 1

如果 new 被遗漏了,则函数不会返回新创建的对象。

function Foo() {
    this.bla = 1; // 获取设置全局参数
}
Foo(); // undefined

虽然上例在有些情况下也能正常运行,但是由于 JavaScript 中 this 的工作原理, 这里的 this 指向全局对象

工厂模式

为了不使用 new 关键字,构造函数必须显式的返回一个值。

function Bar() {
    var value = 1;
    return {
        method: function() {
            return value;
        }
    }
}
Bar.prototype = {
    foo: function() {}
};

new Bar();
Bar();

上面两种对 Bar 函数的调用返回的值完全相同,一个新创建的拥有 method 属性的对象被返回, 其实这里创建了一个闭包。

还需要注意, new Bar() 并不会改变返回对象的原型(译者注:也就是返回对象的原型不会指向 Bar.prototype)。 因为构造函数的原型会被指向到刚刚创建的新对象,而这里的 Bar 没有把这个新对象返回(译者注:而是返回了一个包含 method 属性的自定义对象)。

在上面的例子中,使用或者不使用 new 关键字没有功能性的区别。

译者注:上面两种方式创建的对象不能访问 Bar 原型链上的属性,如下所示:

var bar1 = new Bar();
typeof(bar1.method); // "function"
typeof(bar1.foo); // "undefined"

var bar2 = Bar();
typeof(bar2.method); // "function"
typeof(bar2.foo); // "undefined"

通过工厂模式创建新对象

我们常听到的一条忠告是不要使用 new 关键字来调用函数,因为如果忘记使用它就会导致错误。

为了创建新对象,我们可以创建一个工厂方法,并且在方法内构造一个新对象。

function Foo() {
    var obj = {};
    obj.value = 'blub';

    var private = 2;
    obj.someMethod = function(value) {
        this.value = value;
    }

    obj.getPrivate = function() {
        return private;
    }
    return obj;
}

虽然上面的方式比起 new 的调用方式不容易出错,并且可以充分利用私有变量带来的便利, 但是随之而来的是一些不好的地方。

  1. 会占用更多的内存,因为新创建的对象不能共享原型上的方法。
  2. 为了实现继承,工厂方法需要从另外一个对象拷贝所有属性,或者把一个对象作为新创建对象的原型。
  3. 放弃原型链仅仅是因为防止遗漏 new 带来的问题,这似乎和语言本身的思想相违背。

总结

虽然遗漏 new 关键字可能会导致问题,但这并不是放弃使用原型链的借口。 最终使用哪种方式取决于应用程序的需求,选择一种代码书写风格并坚持下去才是最重要的。

作用域与命名空间

尽管 JavaScript 支持一对花括号创建的代码段,但是并不支持块级作用域; 而仅仅支持 函数作用域

function test() { // 一个作用域
    for(var i = 0; i < 10; i++) { // 不是一个作用域
        // count
    }
    console.log(i); // 10
}

注意: 如果不是在赋值语句中,而是在 return 表达式或者函数参数中,{...} 将会作为代码段解析, 而不是作为对象的字面语法解析。如果考虑到 自动分号插入,这可能会导致一些不易察觉的错误。

译者注:如果 return 对象的左括号和 return 不在一行上就会出错。

// 译者注:下面输出 undefined
function add(a, b) {
    return 
        a + b;
}
console.log(add(1, 2));

JavaScript 中没有显式的命名空间定义,这就意味着所有对象都定义在一个全局共享的命名空间下面。

每次引用一个变量,JavaScript 会向上遍历整个作用域直到找到这个变量为止。 如果到达全局作用域但是这个变量仍未找到,则会抛出 ReferenceError 异常。

隐式的全局变量

// 脚本 A
foo = '42';

// 脚本 B
var foo = '42'

上面两段脚本效果不同。脚本 A 在全局作用域内定义了变量 foo,而脚本 B 在当前作用域内定义变量 foo

再次强调,上面的效果完全不同,不使用 var 声明变量将会导致隐式的全局变量产生。

// 全局作用域
var foo = 42;
function test() {
    // 局部作用域
    foo = 21;
}
test();
foo; // 21

在函数 test 内不使用 var 关键字声明 foo 变量将会覆盖外部的同名变量。 起初这看起来并不是大问题,但是当有成千上万行代码时,不使用 var 声明变量将会带来难以跟踪的 BUG。

// 全局作用域
var items = [/* 数组 */];
for(var i = 0; i < 10; i++) {
    subLoop();
}

function subLoop() {
    // subLoop 函数作用域
    for(i = 0; i < 10; i++) { // 没有使用 var 声明变量
        // 干活
    }
}

外部循环在第一次调用 subLoop 之后就会终止,因为 subLoop 覆盖了全局变量 i。 在第二个 for 循环中使用 var 声明变量可以避免这种错误。 声明变量时绝对不要遗漏 var 关键字,除非这就是期望的影响外部作用域的行为。

局部变量

JavaScript 中局部变量只可能通过两种方式声明,一个是作为函数参数,另一个是通过 var 关键字声明。

// 全局变量
var foo = 1;
var bar = 2;
var i = 2;

function test(i) {
    // 函数 test 内的局部作用域
    i = 5;

    var foo = 3;
    bar = 4;
}
test(10);

foo 和 i 是函数 test 内的局部变量,而对 bar 的赋值将会覆盖全局作用域内的同名变量。

变量声明提升(Hoisting)

JavaScript 会提升变量声明。这意味着 var 表达式和 function 声明都将会被提升到当前作用域的顶部。

bar();
var bar = function() {};
var someValue = 42;

test();
function test(data) {
    if (false) {
        goo = 1;

    } else {
        var goo = 2;
    }
    for(var i = 0; i < 100; i++) {
        var e = data[i];
    }
}

上面代码在运行之前将会被转化。JavaScript 将会把 var 表达式和 function 声明提升到当前作用域的顶部。

// var 表达式被移动到这里
var bar, someValue; // 缺省值是 'undefined'

// 函数声明也会提升
function test(data) {
    var goo, i, e; // 没有块级作用域,这些变量被移动到函数顶部
    if (false) {
        goo = 1;

    } else {
        goo = 2;
    }
    for(i = 0; i < 100; i++) {
        e = data[i];
    }
}

bar(); // 出错:TypeError,因为 bar 依然是 'undefined'
someValue = 42; // 赋值语句不会被提升规则(hoisting)影响
bar = function() {};

test();

没有块级作用域不仅导致 var 表达式被从循环内移到外部,而且使一些 if 表达式更难看懂。

在原来代码中,if 表达式看起来修改了全局变量 goo,实际上在提升规则被应用后,却是在修改局部变量

如果没有提升规则(hoisting)的知识,下面的代码看起来会抛出异常 ReferenceError

// 检查 SomeImportantThing 是否已经被初始化
if (!SomeImportantThing) {
    var SomeImportantThing = {};
}

实际上,上面的代码正常运行,因为 var 表达式会被提升到全局作用域的顶部。

var SomeImportantThing;

// 其它一些代码,可能会初始化 SomeImportantThing,也可能不会

// 检查是否已经被初始化
if (!SomeImportantThing) {
    SomeImportantThing = {};
}

译者注:在 Nettuts+ 网站有一篇介绍 hoisting 的文章,其中的代码很有启发性。

// 译者注:来自 Nettuts+ 的一段代码,生动的阐述了 JavaScript 中变量声明提升规则
var myvar = 'my value';  

(function() {  
    alert(myvar); // undefined  
    var myvar = 'local value';  
})();  

名称解析顺序

JavaScript 中的所有作用域,包括全局作用域,都有一个特别的名称 this 指向当前对象。

函数作用域内也有默认的变量 arguments,其中包含了传递到函数中的参数。

比如,当访问函数内的 foo 变量时,JavaScript 会按照下面顺序查找:

  1. 当前作用域内是否有 var foo 的定义。
  2. 函数形式参数是否有使用 foo 名称的。
  3. 函数自身是否叫做 foo
  4. 回溯到上一级作用域,然后从 #1 重新开始。

注意: 自定义 arguments 参数将会阻止原生的 arguments 对象的创建。

命名空间

只有一个全局作用域导致的常见错误是命名冲突。在 JavaScript中,这可以通过 匿名包装器 轻松解决。

(function() {
    // 函数创建一个命名空间

    window.foo = function() {
        // 对外公开的函数,创建了闭包
    };

})(); // 立即执行此匿名函数

匿名函数被认为是 表达式;因此为了可调用性,它们首先会被执行。

( // 小括号内的函数首先被执行
function() {}
) // 并且返回函数对象
() // 调用上面的执行结果,也就是函数对象

有一些其他的调用函数表达式的方法,比如下面的两种方式语法不同,但是效果一模一样。

// 另外两种方式
+function(){}();
(function(){}());

结论

推荐使用匿名包装器译者注:也就是自执行的匿名函数)来创建命名空间。这样不仅可以防止命名冲突, 而且有利于程序的模块化。

另外,使用全局变量被认为是不好的习惯。这样的代码容易产生错误并且维护成本较高。

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