彻底搞懂闭包,柯里化,手写代码,金九银十不再丢分!

彻底搞懂闭包,柯里化,手写代码,金九银十不再丢分!

这段时间我试着通过思维导图来总结知识点,主要关注的是一些相对重要或理解难度较高的内容。下面是同系列文章:

如果您需要换个角度看闭包,请直接打开解读闭包,这次从ECMAScript词法环境,执行上下文说起

本文总结了javascript中函数的常见知识点,包含了基础概念,闭包this指向问题,高阶函数,柯里化等,手写代码那部分也是满满的干货,无论您是想复习准备面试,还是想深入了解原理,本文都应该有你想看的点,总之还是值得一看的。

老规矩,先上思维导图。

函数思维导图

什么是函数

一般来说,一个函数是可以通过外部代码调用的一个“子程序”(或在递归的情况下由内部函数调用)。像程序本身一样,一个函数由称为函数体的一系列语句组成。值可以传递给一个函数,函数将返回一个值。

函数首先是一个对象,并且在javascript中,函数是一等对象(first-class object)。函数可以被执行(callable,拥有内部属性[[Call]]),这是函数的本质特性。除此之外,函数可以赋值给变量,也可以作为函数参数,还可以作为另一个函数的返回值

函数基本概念

函数名

函数名是函数的标识,如果一个函数不是匿名函数,它应该被赋予函数名。

  • 函数命名需要符合javascript标识符规则,必须以字母、下划线_或美元符$开始,后面可以跟数字,字母,下划线,美元符。
  • 函数命名不能使用javascript保留字,保留字是javascript中具有特殊含义的标识符。
  • 函数命名应该语义化,尽量采用动宾结构,小驼峰写法,比如getUserName()validateForm(), isValidMobilePhone()
  • 对于构造函数,我们通常写成大驼峰格式(因为构造函数与类的概念强关联)。

下面是一些不成文的约定,不成文代表它不必遵守,但是我们按照这样的约定来执行,会让开发变得更有效率。

  • __xxx__代表非标准的方法。
  • _xxx代表私有方法。

函数参数

形参

形参是函数定义时约定的参数列表,由一对圆括号()包裹。

在MDN上有看到,一个函数最多可以有255个参数。

然而形参太多时,使用者总是容易在引用时出错。所以对于数量较多的形参,一般推荐把所有参数作为属性或方法整合到一个对象中,各个参数作为这个对象的属性或方法来使用。举个例子,微信小程序的提供的API基本上是这种调用形式。

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wx.redirectTo(Object object)

调用示例如下:

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wx.redirectTo({
url: '/article/detail?id=1',
success: function() {},
fail: function() {}
})

形参的数量可以由函数的length属性获得,如下所示。

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function test(a, b, c) {}
test.length; // 3

实参

实参是调用函数时传入的,实参的值在函数执行前被确定。

javascript在函数定义时并不会约定参数的数据类型。如果你期望函数调用时传入正确的数据类型,你必须在函数体中对入参进行数据类型判断。

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function add(a, b) {
if (typeof a !== 'number' || typeof b !== 'number') {
throw new Error("参数必须是数字类型")
}
}

好在Typescript提供了数据类型检查的能力,这一定程度上防止了意外情况的发生。

实参的数量可以通过函数中arguments对象的length属性获得,如下所示。

实参数量不一定与形参数量一致。

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function test(a, b, c) {
var argLength = arguments.length;
return argLength;
}
test(1, 2); // 2

默认参数

函数参数的默认值是undefined,如果你不传入实参,那么实际上在函数执行过程中,相应参数的值是undefined

ES6也支持在函数声明时设置参数的默认值。

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function add(a, b = 2) {
return a + b;
}
add(1); // 3

在上面的add函数中,参数b被指定了默认值2。所以,即便你不传第二个参数b,也能得到一个预期的结果。

假设一个函数有多个参数,我们希望不给中间的某个参数传值,那么这个参数值必须显示地指定为undefined,否则我们期望传给后面的参数的值会被传到中间的这个参数。

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function printUserInfo(name, age = 18, gender) {
console.log(`姓名:${name},年龄:${age},性别:${gender}`);
}
// 正确地使用
printUserInfo('Bob', undefined, 'male');
// 错误,'male'被错误地传给了age参数
printUserInfo('Bob', 'male');

PS:注意,如果你希望使用参数的默认值,请一定传undefined,而不是null

当然,我们也可以在函数体中判断参数的数据类型,防止参数被误用。

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function printUserInfo(name, age = 18, gender) {
if (typeof arguments[1] === 'string') {
age = 18;
gender = arguments[1];
}
console.log(`姓名:${name},年龄:${age},性别:${gender}`);
}

printUserInfo('bob', 'male'); // 姓名:bob,年龄:18,性别:male

这样一来,函数的逻辑也不会乱。

剩余参数

剩余参数语法允许我们将一个不定数量的参数表示为一个数组。

剩余参数通过剩余语法...将多个参数聚合成一个数组。

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function add(a, ...args) {
return args.reduce((prev, curr) => {
return prev + curr
}, a)
}

剩余参数和arguments对象之间的区别主要有三个:

  • 剩余参数只包含那些没有对应形参的实参,而arguments对象包含了传给函数的所有实参。
  • arguments对象不是一个真正的数组,而剩余参数是真正的Array实例,也就是说你能够在它上面直接使用所有的数组方法,比如sortmapforEachpop。而arguments需要借用call来实现,比如[].slice.call(arguments)
  • arguments对象还有一些附加的属性(如callee属性)。

剩余语法和展开运算符看起来很相似,然而从功能上来说,是完全相反的。

剩余语法(Rest syntax) 看起来和展开语法完全相同,不同点在于, 剩余参数用于解构数组和对象。从某种意义上说,剩余语法与展开语法是相反的:展开语法将数组展开为其中的各个元素,而剩余语法则是将多个元素收集起来并“凝聚”为单个元素。

arguments

函数的实际参数会被保存在一个类数组对象arguments中。

类数组(ArrayLike)对象具备一个非负的length属性,并且可以通过从0开始的索引去访问元素,让人看起来觉得就像是数组,比如NodeList,但是类数组默认没有数组的那些内置方法,比如push, pop, forEach, map

我们可以试试,随便找一个网站,在控制台输入:

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var linkList = document.querySelectorAll('a')

会得到一个NodeList,我们也可以通过数字下标去访问其中的元素,比如linkList[0]

但是NodeList不是数组,它是类数组。

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Array.isArray(linkList); // false

回到主题,arguments也是类数组,argumentslength实参的数量决定,而不是由形参的数量决定。

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function add(a, b) {
console.log(arguments.length);
return a + b;
}
add(1, 2, 3, 4);
// 这里打印的是4,而不是2

arguments也是一个和严格模式有关联的对象。

  • 非严格模式下,arguments里的元素和函数参数都是指向同一个值的引用,对arguments的修改,会直接影响函数参数。
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function test(obj) {
arguments[0] = '传入的实参是一个对象,但是被我变成字符串了'
console.log(obj)
}
test({name: 'jack'})
// 这里打印的是字符串,而不是对象
  • 严格模式下,arguments是函数参数的副本,对arguments的修改不会影响函数参数。但是arguments不能重新被赋值,关于这一点,我在解读闭包,这次从ECMAScript词法环境,执行上下文说起这篇文章中解读不可变绑定时有提到。在严格模式下,也不能使用arguments.callerarguments.callee,限制了对调用栈的检测能力。

函数体

函数体(FunctionBody)是函数的主体,其中的函数代码(function code)由一对花括号{}包裹。函数体可以为空,也可以由任意条javascript语句组成。

函数的调用形式

大体来说,函数的调用形式分为以下四种:

作为普通函数

函数作为普通函数被调用,这是函数调用的常用形式。

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function add(a, b) {
return a + b;
}
add(); // 调用add函数

作为普通函数调用时,如果在非严格模式下,函数执行时,this指向全局对象,对于浏览器而言则是window对象;如果在严格模式下,this的值则是undefined

作为对象的方法

函数也可以作为对象的成员,这种情况下,该函数通常被称为对象方法。当函数作为对象的方法被调用时,this指向该对象,此时便可以通过this访问对象的其他成员变量或方法。

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var counter = {
num: 0,
increase: function() {
this.num++;
}
}
counter.increase();

作为构造函数

函数配合new关键字使用时就成了构造函数。构造函数用于实例化对象,构造函数的执行过程大致如下:

  1. 首先创建一个新对象,这个新对象的__proto__属性指向构造函数的prototype属性。
  2. 此时构造函数的this指向这个新对象。
  3. 执行构造函数中的代码,一般是通过this给新对象添加新的成员属性或方法。
  4. 最后返回这个新对象。

实例化对象也可以通过一些技巧来简化,比如在构造函数中显示地return另一个对象,jQuery很巧妙地利用了这一点。具体分析详见面试官真的会问:new的实现以及无new实例化

通过call, apply调用

applycall是函数对象的原型方法,挂载于Function.prototype。利用这两个方法,我们可以显示地绑定一个this作为调用上下文,同时也可以设置函数调用时的参数。

applycall的区别在于:提供参数的形式不同,apply方法接受的是一个参数数组call方法接受的是参数列表

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someFunc.call(obj, 1, 2, 3)
someFunc.apply(obj, [1, 2, 3])

注意,在非严格模式下使用call或者apply时,如果第一个参数被指定为nullundefined,那么函数执行时的this指向全局对象(浏览器环境中是window);如果第一个参数被指定为原始值,该原始值会被包装。这部分内容在下文中的手写代码会再次讲到。

call是用来实现继承的重要方法。在子类构造函数中,通过call来调用父类构造函数,以使对象实例获得来自父类构造函数的属性或方法。

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function Father() {
this.nationality = 'Han';
};
Father.prototype.propA = '我是父类原型上的属性';
function Child() {
Father.call(this);
};
Child.prototype.propB = '我是子类原型上的属性';
var child = new Child();
child.nationality; // "Han"

call, apply, bind

callapplybind都可以绑定this,区别在于:applycall是绑定this后直接调用该函数,而bind会返回一个新的函数,并不直接调用,可以由程序员决定调用的时机。

bind的语法形式如下:

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function.bind(thisArg[, arg1[, arg2[, ...]]])

bindarg1, arg2, ...是给新函数预置好的参数(预置参数是可选的)。当然新函数在执行时也可以继续追加参数。

手写call, apply, bind

提到callapplybind总是无法避免手写代码这个话题。手写代码不仅仅是为了应付面试,也是帮助我们理清思路和深入原理的一个好方法。手写代码一定不要抄袭,如果实在没思路,可以参考下别人的代码整理出思路,再自己按照思路独立写一遍代码,然后验证看看有没有缺陷,这样才能有所收获,否则忘得很快,只能短时间应付应付。

那么如何才能顺利地手写代码呢?首先是要清楚一段代码的作用,可以从官方对于它的定义和描述入手,同时还要注意一些特殊情况下的处理。

就拿call来说,call是函数对象的原型方法,它的作用是绑定this和参数,并执行函数。调用形式如下:

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function.call(thisArg, arg1, arg2, ...)

那么我们慢慢来实现它,将我们要实现的函数命名为myCall。首先myCall是一个函数,接受的第一个参数thisArg是目标函数执行时的this的值,从第二个可选参数arg1开始的其他参数将作为目标函数执行时的实参。

这里面有很多细节要考虑,我大致罗列了一下:

  1. 要考虑是不是严格模式。如果是非严格模式,对于thisArg要特殊处理。
  2. 如何判断严格模式?
  3. thisArg被处理后还要进行非空判断,然后考虑是以方法的形式调用还是以普通函数的形式调用。
  4. 目标函数作为方法调用时,如何不覆盖对象的原有属性?

实现代码如下,请仔细看我写的注释,这是主要的思路!

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// 首先apply是Function.prototype上的一个方法
Function.prototype.myCall = function() {
// 由于目标函数的实参数量是不定的,这里就不写形参了
// 实际上通过arugments对象,我们能拿到所有实参
// 第一个参数是绑定的this
var thisArg = arguments[0];
// 接着要判断是不是严格模式
var isStrict = (function(){return this === undefined}())
if (!isStrict) {
// 如果在非严格模式下,thisArg的值是null或undefined,需要将thisArg置为全局对象
if (thisArg === null || thisArg === undefined) {
// 获取全局对象时兼顾浏览器环境和Node环境
thisArg = (function(){return this}())
} else {
// 如果是其他原始值,需要通过构造函数包装成对象
var thisArgType = typeof thisArg
if (thisArgType === 'number') {
thisArg = new Number(thisArg)
} else if (thisArgType === 'string') {
thisArg = new String(thisArg)
} else if (thisArgType === 'boolean') {
thisArg = new Boolean(thisArg)
}
}
}
// 截取从索引1开始的剩余参数
var invokeParams = [...arguments].slice(1);
// 接下来要调用目标函数,那么如何获取到目标函数呢?
// 实际上this就是目标函数,因为myCall是作为一个方法被调用的,this当然指向调用对象,而这个对象就是目标函数
// 这里做这么一个赋值过程,是为了让语义更清晰一点
var invokeFunc = this;
// 此时如果thisArg对象仍然是null或undefined,那么说明是在严格模式下,并且没有指定第一个参数或者第一个参数的值本身就是null或undefined,此时将目标函数当成普通函数执行并返回其结果即可
if (thisArg === null || thisArg === undefined) {
return invokeFunc(...invokeParams)
}
// 否则,让目标函数成为thisArg对象的成员方法,然后调用它
// 直观上来看,可以直接把目标函数赋值给对象属性,比如func属性,但是可能func属性本身就存在于thisArg对象上
// 所以,为了防止覆盖掉thisArg对象的原有属性,必须创建一个唯一的属性名,可以用Symbol实现,如果环境不支持Symbol,可以通过uuid算法来构造一个唯一值。
var uniquePropName = Symbol(thisArg)
thisArg[uniquePropName] = invokeFunc
// 返回目标函数执行的结果
return thisArg[uniquePropName](...invokeParams)
}

写完又思考了一阵,我突然发现有个地方考虑得有点多余了。

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// 如果在非严格模式下,thisArg的值是null或undefined,需要将thisArg置为全局对象
if (thisArg === null || thisArg === undefined) {
// 获取全局对象时兼顾浏览器环境和Node环境
thisArg = (function(){return this}())
} else {

其实这种情况下不用处理thisArg,因为代码执行到该函数后面部分,目标函数会被作为普通函数执行,那么this自然指向全局对象!所以这段代码可以删除了!

接着来测试一下myCall是否可靠,我写了一个简单的例子:

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function test(a, b) {
var args = [].slice.myCall(arguments)
console.log(arguments, args)
}
test(1, 2)

var obj = {
name: 'jack'
};
var name = 'global';
function getName() {
return this.name;
}
getName();
getName.myCall(obj);

我不敢保证我写的这个myCall方法没有bug,但也算是考虑了很多情况了。就算是在面试过程中,面试官主要关注的就是你的思路和考虑问题的全面性,如果写到这个程度还不能让面试官满意,那也无能为力了……

理解了手写call之后,手写apply也自然触类旁通,只要注意两点即可。

  • myApply接受的第二个参数是数组形式。
  • 要考虑实际调用时不传第二个参数或者第二个参数不是数组的情况。

直接上代码:

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Function.prototype.myApply = function(thisArg, params) {
var isStrict = (function(){return this === undefined}())
if (!isStrict) {
var thisArgType = typeof thisArg
if (thisArgType === 'number') {
thisArg = new Number(thisArg)
} else if (thisArgType === 'string') {
thisArg = new String(thisArg)
} else if (thisArgType === 'boolean') {
thisArg = new Boolean(thisArg)
}
}
var invokeFunc = this;
// 处理第二个参数
var invokeParams = Array.isArray(params) ? params : [];
if (thisArg === null || thisArg === undefined) {
return invokeFunc(...invokeParams)
}
var uniquePropName = Symbol(thisArg)
thisArg[uniquePropName] = invokeFunc
return thisArg[uniquePropName](...invokeParams)
}

用比较常用的Math.max来测试一下:

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Math.max.myApply(null, [1, 2, 4, 8]);
// 结果是8

接下来就是手写bind了,首先要明确,bindcall, apply的不同点在哪里。

  • bind返回一个新的函数。
  • 这个新的函数可以预置参数。

好的,按照思路开始写代码。

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Function.prototype.myBind = function() {
// 保存要绑定的this
var boundThis = arguments[0];
// 获得预置参数
var boundParams = [].slice.call(arguments, 1);
// 获得绑定的目标函数
var boundTargetFunc = this;
if (typeof boundTargetFunc !== 'function') {
throw new Error('绑定的目标必须是函数')
}
// 返回一个新的函数
return function() {
// 获取执行时传入的参数
var restParams = [].slice.call(arguments);
// 合并参数
var allParams = boundParams.concat(restParams)
// 新函数被执行时,通过执行绑定的目标函数获得结果,并返回结果
return boundTargetFunc.apply(boundThis, allParams)
}
}

本来写到这觉得已经结束了,但是翻到一些资料,都提到了手写bind需要支持new调用。仔细一想也对,bind返回一个新的函数,这个函数被作为构造函数使用也是很有可能的。

我首先思考的是,能不能直接判断一个函数是不是以构造函数的形式执行的呢?如果能判断出来,那么问题就相对简单了。

于是我想到构造函数中很重要的一点,那就是在构造函数中,this指向对象实例。所以,我利用instanceof改了一版代码出来。

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Function.prototype.myBind = function() {
var boundThis = arguments[0];
var boundParams = [].slice.call(arguments, 1);
var boundTargetFunc = this;
if (typeof boundTargetFunc !== 'function') {
throw new Error('绑定的目标必须是函数')
}
function fBound () {
var restParams = [].slice.call(arguments);
var allParams = boundParams.concat(restParams)
// 通过instanceof判断this是不是fBound的实例
var isConstructor = this instanceof fBound;
if (isConstructor) {
// 如果是,说明是通过new调用的(这里有bug,见下文),那么只要把处理好的参数传给绑定的目标函数,并通过new调用即可。
return new boundTargetFunc(...allParams)
} else {
// 如果不是,说明不是通过new调用的
return boundTargetFunc.apply(boundThis, allParams)
}
}
return fBound
}

最后看了一下MDN提供的bind函数的polyfill,发现思路有点不一样,于是我通过一个实例进行对比。

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function test() {}
var fBoundNative = test.bind()
var obj1 = new fBoundNative()
var fBoundMy = test.myBind()
var obj2 = new fBoundMy()
var fBoundMDN = test.mdnBind()
var obj3 = new fBoundMDN()

bind效果对比

我发现我的写法看起来竟然更像原生bind。瞬间怀疑自己,但一下子却没找到很明显的bug……

终于我还是意识到了一个很大的问题,obj1fBoundNative的实例,obj3fBoundMDN的实例,但obj2不是fBoundMy的实例(实际上obj2test的实例)。

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obj1 instanceof fBoundNative; // true
obj2 instanceof fBoundMy; // false
obj3 instanceof fBoundMDN; // true

存在这个问题麻烦就大了,假设我要在fBoundMy.prototype上继续扩展原型属性或方法,obj2是无法继承它们的。所以最直接有效的方法就是用继承的方法来实现,虽然不能达到原生bind的效果,但已经够用了。于是我参考MDN改了一版。

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Function.prototype.myBind = function() {
var boundTargetFunc = this;
if (typeof boundTargetFunc !== 'function') {
throw new Error('绑定的目标必须是函数')
}
var boundThis = arguments[0];
var boundParams = [].slice.call(arguments, 1);
function fBound () {
var restParams = [].slice.call(arguments);
var allParams = boundParams.concat(restParams)
return boundTargetFunc.apply(this instanceof fBound ? this : boundThis, allParams)
}
fBound.prototype = Object.create(boundTargetFunc.prototype || Function.prototype)
return fBound
}

这里面最重要的两点:处理好原型链关系,以及理解bind中构造实例的过程

  • 原型链处理
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fBound.prototype = Object.create(boundTargetFunc.prototype || Function.prototype)

这一行代码中用了一个||运算符,||的两端充分考虑了myBind函数的两种可能的调用方式。

  1. 常规的函数绑定
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function test(name, age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
var bound1 = test.myBind('小明')
var obj1 = new bound1(18)

这种情况把fBound.prototype的原型指向boundTargetFunc.prototype,完全符合我们的思维。

  1. 直接使用Function.prototype.myBind
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var bound2 = Function.prototype.myBind()
var obj2 = new bound2()

这相当于创建一个新的函数,绑定的目标函数是Function.prototype。这里必然有朋友会问了,Function.prototype也是函数吗?是的,请看!

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typeof Function.prototype; // "function"

虽然我还不知道第二种调用方式存在的意义,但是存在即合理,既然存在,我们就支持它。

  • 理解bind中构造实例的过程

首先要清楚new的执行过程,如果您还不清楚这一点,可以看看我写的这篇面试官真的会问:new的实现以及无new实例化

还是之前那句话,先要判断是不是以构造函数的形式调用的。核心就是这:

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this instanceof fBound

我们用一个例子再来分析下new的过程。

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function test(name, age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
var bound1 = test.myBind('小明')
var obj1 = new bound1(18)
obj1 instanceof bound1 // true
obj1 instanceof test // true
  1. 执行构造函数bound1,实际上是执行myBind执行后返回的新函数fBound。首先会创建一个新对象obj1,并且obj1的非标准属性__proto__指向bound1.prototype,其实就是myBind执行时声明的fBound.prototype,而fBound.prototype的原型指向test.prototype。所以到这里,原型链就串起来了!
  2. 执行的构造函数中,this指向这个obj1
  3. 执行构造函数,由于fBound是没有实际内容的,执行构造函数本质上还是要去执行绑定的那个目标函数,本例中也就是test。因此如果是以构造函数形式调用,我们就把实例对象作为this传给test.apply
  4. 通过执行test,对象实例被挂载了nameage属性,一个崭新的对象就出炉了!

最后附上Raynos大神写的bind实现,我感觉又受到了“暴击”!有兴趣钻研bind终极奥义的朋友请点开链接查看源码!

this指向问题

分析this的指向,首先要确定当前执行代码的环境。

全局环境中的this指向

全局环境中,this指向全局对象(视宿主环境而定,浏览器是window,Node是global)。

函数中的this指向

在上文中介绍函数的调用形式时已经比较详细地说过this指向问题了,这里再简单总结一下。

函数中this的指向取决于函数的调用形式,在一些情况下也受到严格模式的影响。

  • 作为普通函数调用:严格模式下,this的值是undefined,非严格模式下,this指向全局对象。
  • 作为方法调用:this指向所属对象。
  • 作为构造函数调用:this指向实例化的对象。
  • 通过call, apply, bind调用:如果指定了第一个参数thisArgthis的值就是thisArg的值(如果是原始值,会包装为对象);如果不传thisArg,要判断严格模式,严格模式下thisundefined,非严格模式下this指向全局对象。

函数声明和函数表达式

撕了这么久代码,让大脑休息一会儿,先看点轻松点的内容。

函数声明

函数声明是独立的函数语句

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function test() {}

函数声明存在提升(Hoisting)现象,如变量提升一般,对于同名的情况,函数声明优于变量声明(前者覆盖后者,我说的是声明阶段哦)。

函数表达式

函数表达式不是独立的函数语句,常作为表达式的一部分,比如赋值表达式。

函数表达式可以是命名的,也可以是匿名的。

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// 命名函数表达式
var a = function test() {}
// 匿名函数表达式
var b = function () {}

匿名函数就是没有函数名的函数,它不能单独使用,只能作为表达式的一部分使用。匿名函数常以IIFE(立即执行函数表达式)的形式使用。

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(function(){console.log("我是一个IIFE")}())

闭包

关于闭包,我已经写了一篇超详细的文章去分析了,是个人原创总结的干货,建议直接打开解读闭包,这次从ECMAScript词法环境,执行上下文说起

PS:阅读前,您应该对ECMAScript5的一些术语有一些简单的了解,比如Lexical Environment, Execution Context等。

纯函数

  • 纯函数是具备幂等性(对于相同的参数,任何时间执行纯函数都将得到同样的结果),它不会引起副作用。

  • 纯函数与外部的关联应该都来源于函数参数。如果一个函数直接依赖了外部变量,那它就不是纯函数,因为外部变量是可变的,那么纯函数的执行结果就不可控了。

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// 纯函数
function pure(a, b) {
return a + b;
}
// 非纯函数
function impure(c) {
return c + d
}
var d = 10;
pure(1, 2); // 3
impure(1); // 11
d = 20;
impure(1); // 21
pure(1, 2); // 3

惰性函数

相信大家在兼容事件监听时,都写过这样的代码。

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function addEvent(element, type, handler) {
if (window.addEventListener) {
element.addEventListener(type, handler, false);
} else if (window.attachEvent){
element.attachEvent('on' + type, handler);
} else {
element['on' + type] = handler;
}
}

仔细看下,我们会发现,每次调用addEvent,都会做一次if-else的判断,这样的工作显然是重复的。这个时候就用到惰性函数了。

惰性函数表示函数执行的分支只会在函数第一次调用的时候执行。后续我们所使用的就是这个函数执行的结果。

利用惰性函数的思维,我们可以改造下上述代码。

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function addEvent(element, type, handler) {
if (window.addEventListener) {
addEvent = function(element, type, handler) {
element.addEventListener(type, handler, false);
}
} else if (window.attachEvent){
addEvent = function(element, type, handler) {
element.attachEvent('on' + type, handler);
}
} else {
addEvent = function(element, type, handler) {
element['on' + type] = handler;
}
}
addEvent(element, type, handler);
}

这代码看起来有点low,但是它确实减少了重复的判断。在这种方式下,函数第一次执行时才确定真正的值。

我们还可以利用IIFE提前确定函数真正的值。

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var addEvent = (function() {
if (window.addEventListener) {
return function(element, type, handler) {
element.addEventListener(type, handler, false);
}
} else if (window.attachEvent){
return function(element, type, handler) {
element.attachEvent('on' + type, handler);
}
} else {
return function(element, type, handler) {
element['on' + type] = handler;
}
}
}())

高阶函数

函数在javascript中是一等公民,函数可以作为参数传给其他函数,这让函数的使用充满了各种可能性。

不如来看看维基百科中高阶函数(High-Order Function)的定义:

在数学和计算机科学中,高阶函数是至少满足下列一个条件的函数:

  1. 接受一个或多个函数作为输入
  2. 输出一个函数

看到这,大家应该都意识到了,平时使用过很多高阶函数。数组的一些高阶函数使用得尤为频繁。

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[1, 2, 3, 4].forEach(function(item, index, arr) {
console.log(item, index, arr)
})
[1, 2, 3, 4].map(item => `小老弟${item}`)

可以发现,传入forEachmap的就是一个函数。我们自己也可以封装一些复用的高阶函数。

我们知道Math.max可以求出参数列表中最大的值。然而很多时候,我们需要处理的数据并不是1, 2, 3, 4这么简单,而是对象数组。

假设有这么一个需求,存在一个数组,数组元素都是表示人的对象,我们想从数组中选出年纪最大的人。

这个时候,就需要一个高阶函数来完成。

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/**
* 根据求值条件判断数组中最大的项
* @param {Array} arr 数组
* @param {String|Function} iteratee 返回一个求值表达式,可以根据对象属性的值求出最大项,比如item.age。也可以通过自定义函数返回求值表达式。
*/
function maxBy(arr, iteratee) {
let values = [];
if (typeof iteratee === 'string') {
values = arr.map(item => item[iteratee]);
} else if (typeof iteratee === 'function') {
values = arr.map((item, index) => {
return iteratee(item, index, arr);
});
}
const maxOne = Math.max(...values);
const maxIndex = values.findIndex(item => item === maxOne);
return arr[maxIndex];
}

利用这个高阶函数,我们就可以求出数组中年纪最大的那个人。

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var list = [
{name: '小明', age: 18},
{name: '小红', age: 19},
{name: '小李', age: 20}
]
// 根据age字段求出最大项,结果是小李。
var maxItem = maxBy(list, 'age');

我们甚至可以定义更复杂的求值规则,比如我们需要根据一个字符串类型的属性来判定优先级。这个时候,就必须传一个自定义的函数作为参数了。

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const list = [
{name: '小明', priority: 'middle'},
{name: '小红', priority: 'low'},
{name: '小李', priority: 'high'}
]
const maxItem = maxBy(list, function(item) {
const { priority } = item
const priorityValue = priority === 'low' ? 1 : priority === 'middle' ? 2 : priority === 'high' ? 3 : 0
return priorityValue;
});

maxBy接受的参数最终都应该能转化为一个Math.max可度量的值,否则就没有可比较性了。

要理解这样的高阶函数,我们可以认为传给高阶函数的函数就是一个中间件,它把数据预处理好了,然后再转交给高阶函数继续运算

PS:写完这句总结,突然觉得挺有道理的,反手给自己一个赞!

柯里化

说柯里化之前,首先抛出一个疑问,如何实现一个add函数,使得这个add函数可以灵活调用和传参,支持下面的调用示例呢?

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add(1, 2, 3) // 6
add(1) // 1
add(1)(2) // 3
add(1, 2)(3) // 6
add(1)(2)(3) // 6
add(1)(2)(3)(4) // 10

要解答这样的疑问,还是要先明白什么是柯里化。

在计算机科学中,柯里化(Currying)是把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数(最初函数的第一个参数)的函数,并且返回接受余下的参数且返回结果的新函数的技术。

这段解释看着还是挺懵逼的,不如举个例子:

本来有这么一个求和函数dynamicAdd(),接受任意个参数。

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function dynamicAdd() {
return [...arguments].reduce((prev, curr) => {
return prev + curr
}, 0)
}

现在需要通过柯里化把它变成一个新的函数,这个新的函数预置了第一个参数,并且可以在调用时继续传入剩余参数。

看到这,我觉得有点似曾相识,预置参数的特性与bind很相像。那么我们不如用bind的思路来实现。

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function curry(fn, firstArg) {
// 返回一个新函数
return function() {
// 新函数调用时会继续传参
var restArgs = [].slice.call(arguments)
// 参数合并,通过apply调用原函数
return fn.apply(this, [firstArg, ...restArgs])
}
}

接着我们通过一些例子来感受一下柯里化。

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// 柯里化,预置参数10
var add10 = curry(dynamicAdd, 10)
add10(5); // 15
// 柯里化,预置参数20
var add20 = curry(dynamicAdd, 20);
add20(5); // 25
// 也可以对一个已经柯里化的函数add10继续柯里化,此时预置参数10即可
var anotherAdd20 = curry(add10, 10);
anotherAdd20(5); // 25

可以发现,柯里化是在一个函数的基础上进行变换,得到一个新的预置了参数的函数。最后在调用新函数时,实际上还是会调用柯里化前的原函数。

并且柯里化得到的新函数可以继续被柯里化,这看起来有点像俄罗斯套娃的感觉。

实际使用时也会出现柯里化的变体,不局限于只预置一个参数

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function curry(fn) {
// 保存预置参数
var presetArgs = [].slice.call(arguments, 1)
// 返回一个新函数
return function() {
// 新函数调用时会继续传参
var restArgs = [].slice.call(arguments)
// 参数合并,通过apply调用原函数
return fn.apply(this, [...presetArgs, ...restArgs])
}
}

其实Function.protoype.bind就是一个柯里化的实现。不仅如此,很多流行的库都大量使用了柯里化的思想。

实际应用中,被柯里化的原函数的参数可能是定长的,也可能是不定长的。

参数定长的柯里化

假设存在一个原函数fnfn接受三个参数a, b, c,那么函数fn最多被柯里化三次(有效地绑定参数算一次)。

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function fn(a, b, c) {
return a + b + c
}
var c1 = curry(fn, 1);
var c2 = curry(c1, 2);
var c3 = curry(c2, 3);
c3(); // 6
// 再次柯里化也没有意义,原函数只需要三个参数
var c4 = curry(c3, 4);
c4();

也就是说,我们可以通过柯里化缓存的参数数量,来判断是否到达了执行时机。那么我们就得到了一个柯里化的通用模式。

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function curry(fn) {
// 获取原函数的参数长度
const argLen = fn.length;
// 保存预置参数
const presetArgs = [].slice.call(arguments, 1)
// 返回一个新函数
return function() {
// 新函数调用时会继续传参
const restArgs = [].slice.call(arguments)
const allArgs = [...presetArgs, ...restArgs]
if (allArgs.length >= argLen) {
// 如果参数够了,就执行原函数
return fn.apply(this, allArgs)
} else {
// 否则继续柯里化
return curry.call(null, fn, ...allArgs)
}
}
}

这样一来,我们的写法就可以支持以下形式。

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function fn(a, b, c) {
return a + b + c;
}
var curried = curry(fn);
curried(1, 2, 3); // 6
curried(1, 2)(3); // 6
curried(1)(2, 3); // 6
curried(1)(2)(3); // 6
curried(7)(8)(9); // 24

参数不定长的柯里化

解决了上面的问题,我们难免会问自己,假设原函数的参数不定长呢,这种情况如何柯里化?

首先,我们需要理解参数不定长是指函数声明时不约定具体的参数,而在函数体中通过arguments获取实参,然后进行运算。就像下面这种。

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function dynamicAdd() {
return [...arguments].reduce((prev, curr) => {
return prev + curr
}, 0)
}

回到最开始的问题,怎么支持下面的所有调用形式?

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add(1, 2, 3) // 6
add(1) // 1
add(1)(2) // 3
add(1, 2)(3) // 6
add(1)(2)(3) // 6
add(1)(2)(3)(4) // 10

思考了一阵,我发现在参数不定长的情况下,要同时支持1~N次调用还是挺难的。add(1)在一次调用后可以直接返回一个值,但它也可以作为函数接着调用add(1)(2),甚至可以继续add(1)(2)(3)。那么我们实现add函数时,到底是返回一个函数,还是返回一个值呢?这让人挺犯难的,我也不能预测这个函数将如何被调用啊。

而且我们可以拿上面的成果来验证下:

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curried(1)(2)(3)(4);

运行上面的代码会报错:Uncaught TypeError: curried(…)(…)(…) is not a function,因为执行到curried(1)(2)(3),结果就不是一个函数了,而是一个值,一个值当然是不能作为函数继续执行的。

所以如果要支持参数不定长的场景,已经柯里化的函数在执行完毕时不能返回一个值,只能返回一个函数;同时要让JS引擎在解析得到的这个结果时,能求出我们预期的值。

大家看了这个可能还是不懂,好,说人话!我们实现的curry应该满足:

  1. curry处理,得到一个新函数,这一点不变。
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// curry是一个函数
var curried = curry(add);
  1. 新函数执行后仍然返回一个结果函数。
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// curried10也是一个函数
var curried10 = curried(10);
var curried30 = curried10(20);
  1. 结果函数可以被Javascript引擎解析,得到一个预期的值。
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curried10; // 10

好,关键点在于3,如何让Javascript引擎按我们的预期进行解析,这就回到Javascript基础了。在解析一个函数的原始值时,会用到toString

我们知道,console.log(fn)可以把函数fn的源码输出,如下所示:

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console.log(fn)
ƒ fn(a, b, c) {
return a + b + c;
}

那么我们只要重写toString,就可以巧妙地实现我们的需求了。

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function curry(fn) {
// 保存预置参数
const presetArgs = [].slice.call(arguments, 1)
// 返回一个新函数
function curried () {
// 新函数调用时会继续传参
const restArgs = [].slice.call(arguments)
const allArgs = [...presetArgs, ...restArgs]
return curry.call(null, fn, ...allArgs)
}
// 重写toString
curried.toString = function() {
return fn.apply(null, presetArgs)
}
return curried;
}

这样一来,魔性的add用法就都被支持了。

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function dynamicAdd() {
return [...arguments].reduce((prev, curr) => {
return prev + curr
}, 0)
}
var add = curry(dynamicAdd);
add(1)(2)(3)(4) // 10
add(1, 2)(3, 4)(5, 6) // 21

至于为什么是重写toString,而不是重写valueOf,这里留个悬念,大家可以想一想,也欢迎与我交流!

柯里化总结

柯里化是一种函数式编程思想,实际上在项目中可能用得少,或者说用得不深入,但是如果你掌握了这种思想,也许在未来的某个时间点,你会用得上!

大概来说,柯里化有如下特点:

  • 简洁代码:柯里化应用在较复杂的场景中,有简洁代码,可读性高的优点。
  • 参数复用:公共的参数已经通过柯里化预置了。
  • 延迟执行:柯里化时只是返回一个预置参数的新函数,并没有立刻执行,实际上在满足条件后才会执行。
  • 管道式流水线编程:利于使用函数组装管道式的流水线工序,不污染原函数。

小结

本文是笔者回顾函数知识点时总结的一篇非常详细的文章。在理解一些晦涩的知识模块时,我加入了一些个人解读,相信对于想要深究细节的朋友会有一些帮助。如果您觉得这篇文章有所帮助,请无情地关注点赞支持一下吧!同时也欢迎加我微信laobaife一起交流学习。

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