JavaScript函數詳解

2019-11-20 13:55:18

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供稿：網友

簡介

在很多傳統語言（C/C++/Java/C#等）中，函數都是作為一個二等公民存在，你只能用語言的關鍵字聲明一個函數然后調用它，如果需要把函數作為參數傳給另一個函數，或是賦值給一個本地變量，又或是作為返回值，就需要通過函數指針(function pointer)、代理(delegate)等特殊的方式周折一番。
而在JavaScript世界中函數卻是一等公民，它不僅擁有一切傳統函數的使用方式（聲明和調用），而且可以做到像簡單值一樣賦值、傳參、返回，這樣的函數也稱之為第一級函數（First-class Function）。不僅如此，JavaScript中的函數還充當了類的構造函數的作用，同時又是一個Function類的實例(instance)。這樣的多重身份讓JavaScript的函數變得非常重要。

一、JavaScript函數入門級

JavaScript函數像一般語言一樣也是遵循先聲明后使用的原則，函數名只能包含字母、數字、下劃線或$，且不能以數字開頭。函數常見的聲明方式有以下兩種：

復制代碼代碼如下:

 // 直接聲明函數myfunc 
 function myfunc(/* arguments */) { 
 } 
   
 // 把匿名函數賦值給本地變量myfunc 
 var myfunc = function(/* arguments */) { 
 } 

注意，上面兩種函數聲明方式存在細微的差別：第一種方式在聲明時就是一個命名的函數，無論是聲明在調用之前、調用之后，甚至是不會執行到的位置（例如return語句之后或是永遠不會為真的分支里），都在整個作用域可訪問；第二種方式是通過把匿名函數賦值給變量的方式，嚴格意義上說這不是一個函數的聲明（function declaration）而是一個函數表達式（function expression），在賦值之前這個函數不能被任何代碼訪問到，也就是說這個賦值必須在調用之前完成，否則調用時會出現錯誤："TypeError: undefined is not a function"。例如：

復制代碼代碼如下:

 myfunc1(); // 能夠正常調用，因為myfunc1采用直接聲明的方式 
   
 function myfunc1() { 
 } 
   
 myfunc2(); // 出錯 TypeError: undefined is not a function 
   
 var myfunc2 = function() { 
 };

函數的基本調用方式與傳統語言相同用一對括號調用: myfunc()。JavaScript的函數也支持直接或間接的遞歸(recursive)調用，例如經典的斐波那契函數用JavaScript可以這樣實現：

復制代碼代碼如下:

 function fib(n) { 
   if (n == 1 || n == 2) { 
     return 1; 
   } else { 
     return fib(n - 2) + fib(n - 1); 
   } 
 }

在JavaScript的函數可以處理變長參數，在函數內部都擁有一個名為arguments的局部變量，它是一個類數組（array-liked）的對象，里面包含了所有調用時傳入的參數，有length屬性表示參數的個數。例如：

復制代碼代碼如下:

 function test() { 
   alert(arguments.length); 
 } 
   
 test(1); // 1 
 test(1, 'a'); // 2 
 test(true, [], {}); // 3 利用arguments可以實現類似C語言printf的功能，也可以用來實現方法的多態。

二、JavaScript函數進階

2.1 匿名函數和嵌套函數

在JavaScript可以聲明一個沒有名稱的函數，稱為匿名函數（Anonymouse Function）。同時JavaScript還允許在函數內部聲明函數，稱為嵌套函數（Nested Function），嵌套函數的作用域為整個父函數。

在前面函數聲明的部分就看到了匿名函數和嵌套函數的一種用法，由于匿名函數沒有名稱，不會引入新的變量污染上下文環境，而且會帶來新的變量作用域，因此匿名函數常被用來防止全局環境污染。

JavaScript運行時中有一個特殊的全局環境（global object），這個對象上面存放全局的函數和變量，實際開發中經常會使用若干第三方的庫或多個js文件，若不小心在全局對象引入重復的變量或函數聲明，則會造成代碼執行混亂。例如先后引入兩個js文件，分別定義了自己的函數log作為內部使用，則第二引入的函數會覆蓋第一個的定義且不會拋出任何錯誤，在后續的執行中調用log函數可能會造成錯誤。這時候使用一個匿名函數將整個js內的邏輯包裝起來，就可以避免這種錯誤，這種方法已經被絕大多數開源js庫使用。

復制代碼代碼如下:

 (function() { // 匿名函數 
   
 function log(msg) { 
     console.log(msg); 
 } 
   
 // 其他代碼 
   
 }()); // 立即執行 

以上代碼就是一個簡單的示例，log函數的作用域被限制在這個匿名函數之內，而匿名函數則因為被外面一對小括號()包括起來，形成一個函數表達式，表達式的值是一個函數，緊接著一對小括號表示立即執行這個函數，讓原有的代碼正常執行一次。不過，這種方式聲明的函數、通過var聲明的變量等等都是內部的，不能被任何匿名函數以外的代碼訪問到。如果你需要對外暴露一些函數作為接口的話有如下幾種方法：

復制代碼代碼如下:

 var mylib = (function(global) { 
   
 function log(msg) { 
   console.log(msg); 
 } 
   
 log1 = log;  // 法一：利用沒有var的變量聲明的默認行為，在log1成為全局變量（不推薦） 
   
 global.log2 = log;  // 法二：直接在全局對象上添加log2屬性，賦值為log函數（推薦） 
   
 return {  // 法三：通過匿名函數返回值得到一系列接口函數集合對象，賦值給全局變量mylib（推薦） 
    log: log
 }; 
   
 }(window));

2.2 高階函數（High-order Function）

如果函數作為參數或返回值使用時，就稱為高階函數，JavaScript中的函數都可以作為高階函數來使用，這也是第一類函數的特征。下面我們就分別分析一下這兩種使用方法。

復制代碼代碼如下:

 function negative(n) { 
   return -n; // 取n的相反值 
 } 
   
 function square(n) { 
   return n*n; // n的平方 
 } 
   
 function process(nums, callback) { 
   var result = []; 
   
   for(var i = 0, length = nums.length; i < length; i++) { 
     result[i] = callback(nums[i]); // 對數組nums中的所有元素傳遞給callback進行處理，將返回值作為結果保存 
   } 
   
   return result; 
 } 
   
 var nums = [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]; 
 var n_neg = process(nums, negative); 
 // n_neg = [3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4]; 
 var n_square = process(nums, square); 
 // n_square = [9, 4, 1, 0, 1, 4, 9, 16];

以上代碼展示了把函數作為參數傳入另一個函數process調用的示例，在process函數的實現中，把callback作為一個黑盒子看待，負責把參數傳給它，然后獲取返回值，在調用之前并不清楚callback的具體實現。只有當執行到20行和22行時，callback才被分別代表negative或square，分別對每個元素進行取相反值或平方值的操作。

復制代碼代碼如下:

 function generator() { 
   var i = 0; 
   return function() { 
     return i++; 
   }; 
 } 
   
 var gen1 = generator(); // 得到一個自然數生成器 
 var gen2 = generator(); // 得到另一個自然數生成器 
 var r1 = gen1(); // r1 = 0 
 var r2 = gen1(); // r2 = 1 
 var r3 = gen2(); // r3 = 0 
 var r4 = gen2(); // r4 = 1

上面的代碼展示了把函數作為返回值的示例，generator是一個自然數生成器函數，返回值是一個自然數生成函數。每次調用generator時都會把一個匿名函數作為結果返回，這個匿名函數在被實際調用時依次返回每個自然數。在generator里的變量i在每次調用這個匿名函數時都會自增1，這其實就是一個閉包。下面我們來介紹一下閉包.

2.3 閉包（Closure）
閉包(Closure)并不是一個新鮮的概念，很多函數式語言中都使用了閉包。在JavaScript中，當你在內嵌函數中使用外部函數作用域內的變量時，就是使用了閉包。用一個常用的類比來解釋閉包和類（Class）的關系：類是帶函數的數據，閉包是帶數據的函數。
閉包中使用的變量有一個特性，就是它們不在父函數返回時釋放，而是隨著閉包生命周期的結束而結束。比如像上一節中generator的例子，gen1和gen2分別使用了相互獨立的變量i（在gen1的i自增1的時候，gen2的i并不受影響，反之亦然），只要gen1或gen2這兩個變量沒有被JavaScript引擎垃圾回收，他們各自的變量i就不會被釋放。在JavaScript編程中，不知不覺就會使用到閉包，閉包的這個特性在帶來易用的同時，也容易帶來類似內存泄露的問題。例如：

復制代碼代碼如下:

 var elem = document.getElementById('test'); 
 elem.addEventListener('click', function() { 
   alert('You clicked ' + elem.tagName); 
 });

這段代碼的作用是點擊一個結點時顯示它的標簽名稱，它把一個匿名函數注冊為一個DOM結點的click事件處理函數，函數內引用了一個DOM對象elem，就形成了閉包。這就會產生一個循環引用，即：DOM->閉包->DOM->閉包...DOM對象在閉包釋放之前不會被釋放；而閉包作為DOM對象的事件處理函數存在，所以在DOM對象釋放前閉包不會釋放，即使DOM對象在DOM tree中刪除，由于這個循環引用的存在，DOM對象和閉包都不會被釋放。可以用下面的方法可以避免這種內存泄露：

復制代碼代碼如下:

 var elem = document.getElementById('test'); 
 elem.addEventListener('click', function() { 
   alert('You clicked ' + this.tagName); // 不再直接引用elem變量 
 });

上面這段代碼中用this代替elem（在DOM事件處理函數中this指針指向DOM元素本身），讓JS運行時不再認為這個函數中使用了父類的變量，因此不再形成閉包。
閉包還會帶來很多類似的內存泄露問題，只有在寫代碼的時候著重注意一下閉包，盡量避免此類的問題產生。

2.4 類構造函數
JavaScript的函數同時作為類的構造函數，因此只要聲明一個函數就可以使用new關鍵字創建類的實例。

復制代碼代碼如下:

 function Person(name) { 
   this.name = name; 
   this.toString = function() { 
     return 'Hello, ' + this.name + '!'; 
   }; 
 } 
   
 var p = new Person('Ghostheaven'); 
 alert(p); // Hello, Ghostheaven! 在以上實例中Person函數作為類的構造函數使用，此時this指向新創建的實例對象，可以為實例增加屬性和方法，關于詳細的面向對象的JavaScript編程可以參考這篇文章。這里我想要說的是，JavaScript函數作為類構造函數使用時的返回值問題。

復制代碼代碼如下:

 function MyClass(name) { 
   this.name = name; 
   return name;  // 構造函數的返回值? 
 } 
   
 var obj1 = new MyClass('foo'); 
 var obj2 = MyClass('foo'); 
 var obj3 = new MyClass({}); 
 var obj4 = MyClass({});

上面的構造函數比較特別，有返回語句，那么obj1~obj4分別指向什么對象呢？實際結果是這樣的：

復制代碼代碼如下:

obj1 = MyClass對象
obj2 = 'foo'
obj3 = {}
obj4 = {}

具體原因這篇文章有解釋，本文不再贅述，由于帶返回值的構造函數會產生奇怪的結果，因此不要在構造函數中調用有返回值的返回語句（空return可以）。

三、JavaScript函數妖怪級

歡迎來到妖怪級函數授課區，在這里會交給你如何淡定自如地面對老怪。。。

3.1 Function類
在JavaScript運行時中有一個內建的類叫做Function，用function關鍵字聲明一個函數其實是創建Function類對象的一種簡寫形式，所有的函數都擁有Function類所有的方法，例如call、apply、bind等等，可以通過instanceof關鍵字來驗證這個說法。
既然Function是一個類，那么它的構造函數就是Function（它本身也是Function類的對象），應該可以通過new關鍵字來生成一個函數對象。第一個妖怪來了，那就是如何用Function類構造一個函數。Function的語法如下：

復制代碼代碼如下:

new Function ([arg1[, arg2[, ... argN]],] functionBody)

其中arg1, arg2, ... argN是字符串，代表參數名稱，functionBody也是字符串，表示函數體，前面的參數名稱是可多可少的，Function的構造函數會把最后一個參數當做函數體，前面的都當做參數處理。

復制代碼代碼如下:

 var func1 = new Function('name', 'return "Hello, " + name + "!";'); 
 func1('Ghostheaven'); // Hello, Ghostheaven!

以上方法就通過Function構造了一個函數，這個函數跟其他用function關鍵字聲明的函數一模一樣。
看到這兒，很多人可能會問為什么需要這樣一個妖怪呢？“存在的即是合理的”，Function類有它獨特的用途，你可以利用它動態地生成各種函數邏輯，或者代替eval函數的功能，而且能保持當前環境不會被污染*。

3.2 自更新函數（Self-update Function）
在很多語言中，函數一旦聲明過就不能再次聲明同名函數，否則會產生語法錯誤，而在JavaScript中的函數不僅可以重復聲明，而且還可以自己更新自己。自己吃自己的妖怪來了！

復制代碼代碼如下:

 function selfUpdate() { 
   window.selfUpdate = function() { 
     alert('second run!'); 
   }; 
   
   alert('first run!'); 
 } 
   
 selfUpdate(); // first run! 
 selfUpdate(); // second run! 這種函數可以用于只運行一次的邏輯，在第一次運行之后就整個替換成一段新的邏輯。

小結

JavaScript的函數灰常強大，在漂亮地解決很多問題的同時，也帶來很多負面問題。妖怪級別的函數使用方法通常是一些鮮為人知的用法，除非特別必要不要輕易使用，否則會造成代碼閱讀困難，影響團隊開發效率。

* 在新的ECMAScript中引入了嚴格模式，在嚴格模式下eval函數受到了很大的限制，也能夠保證環境不被污染

小伙伴們看明白了沒，非常實用吧，如有遺漏的地方，還請大神們指點下，共同進步

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