函數的擴展 · web-knowledge

### 1. 函數參數的默認值基本用法 ES6 之前，不能直接為函數的參數指定默認值，只能采用變通的方法。 ~~~ function log(x, y) { y = y || 'World'; console.log(x, y); } log('Hello') // Hello World log('Hello', 'China') // Hello China log('Hello', '') // Hello World ~~~ 上面代碼檢查函數log的參數y有沒有賦值，如果沒有，則指定默認值為World。這種寫法的缺點在于，如果參數y賦值了，但是對應的布爾值為false，則該賦值不起作用。就像上面代碼的最后一行，參數y等于空字符，結果被改為默認值。為了避免這個問題，通常需要先判斷一下參數y是否被賦值，如果沒有，再等于默認值。 ~~~ if (typeof y === 'undefined') { y = 'World'; } ~~~ ES6 允許為函數的參數設置默認值，即直接寫在參數定義的后面。 ~~~ function log(x, y = 'World') { console.log(x, y); } log('Hello') // Hello World log('Hello', 'China') // Hello China log('Hello', '') // Hello ~~~ 可以看到，ES6 的寫法比 ES5 簡潔許多，而且非常自然。下面是另一個例子。 ~~~ function Point(x = 0, y = 0) { this.x = x; this.y = y; } const p = new Point(); p // { x: 0, y: 0 } ~~~ 除了簡潔，ES6 的寫法還有兩個好處： * 首先，閱讀代碼的人，可以立刻意識到哪些參數是可以省略的，不用查看函數體或文檔； * 其次，有利于將來的代碼優化，即使未來的版本在對外接口中，徹底拿掉這個參數，也不會導致以前的代碼無法運行。 *參數變量是默認聲明的，所以不能用let或const再次聲明。* ~~~ function foo(x = 5) { let x = 1; // error const x = 2; // error } ~~~ 上面代碼中，參數變量x是默認聲明的，在函數體中，不能用let或const再次聲明，否則會報錯。使用參數默認值時，函數不能有同名參數。 ~~~ // 不報錯 function foo(x, x, y) { // ... } // 報錯 function foo(x, x, y = 1) { // ... } // SyntaxError: Duplicate parameter name not allowed in this context ~~~ 另外，一個容易忽略的地方是，參數默認值不是傳值的，而是每次都重新計算默認值表達式的值。也就是說，參數默認值是惰性求值的。 ~~~ let x = 99; function foo(p = x + 1) { console.log(p); } foo() // 100 x = 100; foo() // 101 ~~~ 上面代碼中，參數p的默認值是x + 1。這時，每次調用函數foo，都會重新計算x + 1，而不是默認p等于 100。 ### 2. 與解構賦值默認值結合使用參數默認值可以與解構賦值的默認值，結合起來使用。 ~~~ function foo({x, y = 5}) { console.log(x, y); } foo({}) // undefined 5 foo({x: 1}) // 1 5 foo({x: 1, y: 2}) // 1 2 foo() // TypeError: Cannot read property 'x' of undefined ~~~ 上面代碼只使用了對象的解構賦值默認值，沒有使用函數參數的默認值。只有當函數foo的參數是一個對象時，變量x和y才會通過解構賦值生成。如果函數foo調用時沒提供參數，變量x和y就不會生成，從而報錯。通過提供函數參數的默認值，就可以避免這種情況。 ~~~ function foo({x, y = 5} = {}) { console.log(x, y); } foo() // undefined 5 ~~~ 上面代碼指定，如果沒有提供參數，函數foo的參數默認為一個空對象。下面是另一個解構賦值默認值的例子。 ~~~ function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} }) { console.log(method); } fetch('http://example.com', {}) // "GET" fetch('http://example.com') // 報錯 ~~~ 上面代碼中，如果函數fetch的第二個參數是一個對象，就可以為它的三個屬性設置默認值。這種寫法不能省略第二個參數，如果結合函數參數的默認值，就可以省略第二個參數。這時，就出現了雙重默認值。 ~~~ function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} } = {}) { console.log(method); } fetch('http://example.com') // "GET" ~~~ 上面代碼中，函數fetch沒有第二個參數時，函數參數的默認值就會生效，然后才是解構賦值的默認值生效，變量method才會取到默認值GET。作為練習，請問下面兩種寫法有什么差別？ ~~~ // 寫法一 function m1({x = 0, y = 0} = {}) { return [x, y]; } // 寫法二 function m2({x, y} = { x: 0, y: 0 }) { return [x, y]; } ~~~ 上面兩種寫法都對函數的參數設定了默認值，區別是寫法一函數參數的默認值是空對象，但是設置了對象解構賦值的默認值；寫法二函數參數的默認值是一個有具體屬性的對象，但是沒有設置對象解構賦值的默認值。 ~~~ // 函數沒有參數的情況 m1() // [0, 0] m2() // [0, 0] // x 和 y 都有值的情況 m1({x: 3, y: 8}) // [3, 8] m2({x: 3, y: 8}) // [3, 8] // x 有值，y 無值的情況 m1({x: 3}) // [3, 0] m2({x: 3}) // [3, undefined] // x 和 y 都無值的情況 m1({}) // [0, 0]; m2({}) // [undefined, undefined] m1({z: 3}) // [0, 0] m2({z: 3}) // [undefined, undefined] ~~~ ### 3. 參數默認值的位置通常情況下，定義了默認值的參數，應該是函數的尾參數。因為這樣比較容易看出來，到底省略了哪些參數。**如果非尾部的參數設置默認值，實際上這個參數是沒法省略的。** ~~~ // 例一 function f(x = 1, y) { return [x, y]; } f() // [1, undefined] f(2) // [2, undefined]) f(, 1) // 報錯 f(undefined, 1) // [1, 1] // 例二 function f(x, y = 5, z) { return [x, y, z]; } f() // [undefined, 5, undefined] f(1) // [1, 5, undefined] f(1, ,2) // 報錯 f(1, undefined, 2) // [1, 5, 2] ~~~ **上面代碼中，有默認值的參數都不是尾參數。這時，無法只省略該參數，而不省略它后面的參數，除非顯式輸入undefined。** 如果傳入undefined，將觸發該參數等于默認值，null則沒有這個效果。 ~~~ function foo(x = 5, y = 6) { console.log(x, y); } foo(undefined, null) // 5 null ~~~ **上面代碼中，x參數對應undefined，結果觸發了默認值，y參數等于null，就沒有觸發默認值。** ### 4. 函數的 length 屬性指定了默認值以后，函數的length屬性，將返回沒有指定默認值的參數個數。也就是說，指定了默認值后，length屬性將失真。 ~~~ (function (a) {}).length // 1 (function (a = 5) {}).length // 0 (function (a, b, c = 5) {}).length // 2 ~~~ 上面代碼中，length屬性的返回值，等于函數的參數個數減去指定了默認值的參數個數。比如，上面最后一個函數，定義了 3 個參數，其中有一個參數c指定了默認值，因此length屬性等于3減去1，最后得到2。這是因為length屬性的含義是，該函數預期傳入的參數個數。某個參數指定默認值以后，預期傳入的參數個數就不包括這個參數了。同理，后文的 rest 參數也不會計入length屬性。 `(function(...args) {}).length // 0` 如果設置了默認值的參數不是尾參數，那么length屬性也不再計入后面的參數了。 ~~~ (function (a = 0, b, c) {}).length // 0 (function (a, b = 1, c) {}).length // 1 ~~~ ### 5. 作用域一旦設置了參數的默認值，函數進行聲明初始化時，參數會形成一個單獨的作用域（context）。等到初始化結束，這個作用域就會消失。這種語法行為，在不設置參數默認值時，是不會出現的。 ~~~ var x = 1; function f(x, y = x) { console.log(y); } f(2) // 2 ~~~ 上面代碼中，參數y的默認值等于變量x。調用函數f時，參數形成一個單獨的作用域。在這個作用域里面，默認值變量x指向第一個參數x，而不是全局變量x，所以輸出是2。再看下面的例子。 ~~~ let x = 1; function f(y = x) { let x = 2; console.log(y); } f() // 1 ~~~ 上面代碼中，函數f調用時，參數y = x形成一個單獨的作用域。這個作用域里面，變量x本身沒有定義，所以指向外層的全局變量x。函數調用時，函數體內部的局部變量x影響不到默認值變量x。如果此時，全局變量x不存在，就會報錯。 ~~~ function f(y = x) { let x = 2; console.log(y); } f() // ReferenceError: x is not defined ~~~ 下面這樣寫，也會報錯。 ~~~ var x = 1; function foo(x = x) { // ... } foo() // ReferenceError: x is not defined ~~~ 上面代碼中，參數x = x形成一個單獨作用域。實際執行的是let x = x，由于暫時性死區的原因，這行代碼會報錯”x 未定義“。如果參數的默認值是一個函數，該函數的作用域也遵守這個規則。請看下面的例子。 ~~~ let foo = 'outer'; function bar(func = () => foo) { let foo = 'inner'; console.log(func()); } bar(); // outer ~~~ 上面代碼中，函數bar的參數func的默認值是一個匿名函數，返回值為變量foo。函數參數形成的單獨作用域里面，并沒有定義變量foo，所以foo指向外層的全局變量foo，因此輸出outer。如果寫成下面這樣，就會報錯。 ~~~ function bar(func = () => foo) { let foo = 'inner'; console.log(func()); } bar() // ReferenceError: foo is not defined ~~~ 上面代碼中，匿名函數里面的foo指向函數外層，但是函數外層并沒有聲明變量foo，所以就報錯了。下面是一個更復雜的例子。 ~~~ var x = 1; function foo(x, y = function() { x = 2; }) { var x = 3; y(); console.log(x); } foo() // 3 x // 1 ~~~ 上面代碼中，函數foo的參數形成一個單獨作用域。這個作用域里面，首先聲明了變量x，然后聲明了變量y，y的默認值是一個匿名函數。這個匿名函數內部的變量x，指向同一個作用域的第一個參數x。函數foo內部又聲明了一個內部變量x，該變量與第一個參數x由于不是同一個作用域，所以不是同一個變量，因此執行y后，內部變量x和外部全局變量x的值都沒變。如果將var x = 3的var去除，函數foo的內部變量x就指向第一個參數x，與匿名函數內部的x是一致的，所以最后輸出的就是2，而外層的全局變量x依然不受影響。 ~~~ var x = 1; function foo(x, y = function() { x = 2; }) { x = 3; y(); console.log(x); } foo() // 2 x // 1 ~~~ ### 6. 應用利用參數默認值，可以指定某一個參數不得省略，如果省略就拋出一個錯誤。 ~~~ function throwIfMissing() { throw new Error('Missing parameter'); } function foo(mustBeProvided = throwIfMissing()) { return mustBeProvided; } foo() // Error: Missing parameter ~~~ 上面代碼的foo函數，如果調用的時候沒有參數，就會調用默認值throwIfMissing函數，從而拋出一個錯誤。從上面代碼還可以看到，參數mustBeProvided的默認值等于throwIfMissing函數的運行結果（注意函數名throwIfMissing之后有一對圓括號），這表明參數的默認值不是在定義時執行，而是在運行時執行。如果參數已經賦值，默認值中的函數就不會運行。另外，可以將參數默認值設為undefined，表明這個參數是可以省略的。 `function foo(optional = undefined) { ··· }` ### 7. rest 參數 ES6 引入 rest 參數（形式為...變量名），用于獲取函數的多余參數，這樣就不需要使用arguments對象了。rest 參數搭配的變量是一個數組，該變量將多余的參數放入數組中。 ~~~ function add(...values) { let sum = 0; for (var val of values) { sum += val; } return sum; } add(2, 5, 3) // 10 ~~~ 上面代碼的add函數是一個求和函數，利用 rest 參數，可以向該函數傳入任意數目的參數。下面是一個 rest 參數代替arguments變量的例子。 ~~~ // arguments變量的寫法 function sortNumbers() { return Array.prototype.slice.call(arguments).sort(); } // rest參數的寫法 const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort(); ~~~ 上面代碼的兩種寫法，比較后可以發現，rest 參數的寫法更自然也更簡潔。 arguments對象不是數組，而是一個類似數組的對象。所以為了使用數組的方法，必須使用`Array.prototype.slice.call`先將其轉為數組。rest 參數就不存在這個問題，它就是一個真正的數組，數組特有的方法都可以使用。下面是一個利用 rest 參數改寫數組push方法的例子。 ~~~ function push(array, ...items) { items.forEach(function(item) { array.push(item); console.log(item); }); } var a = []; push(a, 1, 2, 3) ~~~ 注意，rest 參數之后不能再有其他參數（即只能是最后一個參數），否則會報錯。 ~~~ // 報錯 function f(a, ...b, c) { // ... } ~~~ 函數的length屬性，不包括 rest 參數。 ~~~ (function(a) {}).length // 1 (function(...a) {}).length // 0 (function(a, ...b) {}).length // 1 ~~~ ### 8. 嚴格模式從 ES5 開始，函數內部可以設定為嚴格模式。 ~~~ function doSomething(a, b) { 'use strict'; // code } ~~~ *ES2016 做了一點修改，規定只要函數參數使用了默認值、解構賦值、或者擴展運算符，那么函數內部就不能顯式設定為嚴格模式，否則會報錯。* ~~~ // 報錯 function doSomething(a, b = a) { 'use strict'; // code } // 報錯 const doSomething = function ({a, b}) { 'use strict'; // code }; // 報錯 const doSomething = (...a) => { 'use strict'; // code }; const obj = { // 報錯 doSomething({a, b}) { 'use strict'; // code } }; ~~~ 這樣規定的原因是，函數內部的嚴格模式，同時適用于函數體和函數參數。但是，函數執行的時候，先執行函數參數，然后再執行函數體。這樣就有一個不合理的地方，只有從函數體之中，才能知道參數是否應該以嚴格模式執行，但是參數卻應該先于函數體執行。 ~~~ // 報錯 function doSomething(value = 070) { 'use strict'; return value; } ~~~ 上面代碼中，參數value的默認值是八進制數070，但是嚴格模式下不能用前綴0表示八進制，所以應該報錯。但是實際上，JavaScript 引擎會先成功執行value = 070，然后進入函數體內部，發現需要用嚴格模式執行，這時才會報錯。雖然可以先解析函數體代碼，再執行參數代碼，但是這樣無疑就增加了復雜性。因此，標準索性禁止了這種用法，只要參數使用了默認值、解構賦值、或者擴展運算符，就不能顯式指定嚴格模式。兩種方法可以規避這種限制。第一種是設定全局性的嚴格模式，這是合法的。 ~~~ 'use strict'; function doSomething(a, b = a) { // code } ~~~ 第二種是把函數包在一個無參數的立即執行函數里面。 ~~~ const doSomething = (function () { 'use strict'; return function(value = 42) { return value; }; }()); ~~~ ### 9. name 屬性函數的name屬性，返回該函數的函數名。 ~~~ function foo() {} foo.name // "foo" ~~~ 這個屬性早就被瀏覽器廣泛支持，但是直到 ES6，才將其寫入了標準。需要注意的是，ES6 對這個屬性的行為做出了一些修改。如果將一個匿名函數賦值給一個變量，ES5 的name屬性，會返回空字符串，而 ES6 的name屬性會返回實際的函數名。 ~~~ var f = function () {}; // ES5 f.name // "" // ES6 f.name // "f" ~~~ 上面代碼中，變量f等于一個匿名函數，ES5 和 ES6 的name屬性返回的值不一樣。如果將一個具名函數賦值給一個變量，則 ES5 和 ES6 的name屬性都返回這個具名函數原本的名字。 ~~~ const bar = function baz() {}; // ES5 bar.name // "baz" // ES6 bar.name // "baz" ~~~ Function構造函數返回的函數實例，name屬性的值為anonymous。 `(new Function).name // "anonymous"` bind返回的函數，name屬性值會加上bound前綴。 ~~~ function foo() {}; foo.bind({}).name // "bound foo" (function(){}).bind({}).name // "bound " ~~~ ### 10. 箭頭函數基本用法 ES6 允許使用“箭頭”（=>）定義函數。 ~~~ var f = v => v; // 等同于 var f = function (v) { return v; }; ~~~ 如果箭頭函數不需要參數或需要多個參數，就使用一個圓括號代表參數部分。 ~~~ var f = () => 5; // 等同于 var f = function () { return 5 }; var sum = (num1, num2) => num1 + num2; // 等同于 var sum = function(num1, num2) { return num1 + num2; }; ~~~ 如果箭頭函數的代碼塊部分多于一條語句，就要使用大括號將它們括起來，并且使用return語句返回。 var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; } 由于大括號被解釋為代碼塊，所以如果箭頭函數直接返回一個對象，必須在對象外面加上括號，否則會報錯。 ~~~ // 報錯 let getTempItem = id => { id: id, name: "Temp" }; // 不報錯 let getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" }); ~~~ 下面是一種特殊情況，雖然可以運行，但會得到錯誤的結果。 ~~~ let foo = () => { a: 1 }; foo() // undefined ~~~ 上面代碼中，原始意圖是返回一個對象{ a: 1 }，但是由于引擎認為大括號是代碼塊，所以執行了一行語句a: 1。這時，a可以被解釋為語句的標簽，因此實際執行的語句是1;，然后函數就結束了，沒有返回值。如果箭頭函數只有一行語句，且不需要返回值，可以采用下面的寫法，就不用寫大括號了。 `let fn = () => void doesNotReturn();` 箭頭函數可以與變量解構結合使用。 `const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;` ~~~ // 等同于 function full(person) { return person.first + ' ' + person.last; } ~~~ 箭頭函數使得表達更加簡潔。 ~~~ const isEven = n => n % 2 == 0; const square = n => n * n; ~~~ 上面代碼只用了兩行，就定義了兩個簡單的工具函數。如果不用箭頭函數，可能就要占用多行，而且還不如現在這樣寫醒目。箭頭函數的一個用處是簡化回調函數。 ~~~ // 正常函數寫法 [1,2,3].map(function (x) { return x * x; }); // 箭頭函數寫法 [1,2,3].map(x => x * x); 另一個例子是 // 正常函數寫法 var result = values.sort(function (a, b) { return a - b; }); // 箭頭函數寫法 var result = values.sort((a, b) => a - b); ~~~ 下面是 rest 參數與箭頭函數結合的例子。 ~~~ const numbers = (...nums) => nums; numbers(1, 2, 3, 4, 5) // [1,2,3,4,5] const headAndTail = (head, ...tail) => [head, tail]; headAndTail(1, 2, 3, 4, 5) // [1,[2,3,4,5]] ~~~ 使用注意點箭頭函數有幾個使用注意點。 > （1）函數體內的this對象，就是定義時所在的對象，而不是使用時所在的對象。 > （2）不可以當作構造函數，也就是說，不可以使用new命令，否則會拋出一個錯誤。 > （3）不可以使用arguments對象，該對象在函數體內不存在。如果要用，可以用 rest 參數代替。 > （4）不可以使用yield命令，因此箭頭函數不能用作 Generator 函數。上面四點中，第一點尤其值得注意。this對象的指向是可變的，但是在箭頭函數中，它是固定的。 ~~~ function foo() { setTimeout(() => { console.log('id:', this.id); }, 100); } var id = 21; foo.call({ id: 42 }); // id: 42 ~~~ 上面代碼中，setTimeout的參數是一個箭頭函數，這個箭頭函數的定義生效是在foo函數生成時，而它的真正執行要等到 100 毫秒后。如果是普通函數，執行時this應該指向全局對象window，這時應該輸出21。但是，箭頭函數導致this總是指向函數定義生效時所在的對象（本例是{id: 42}），所以輸出的是42。箭頭函數可以讓setTimeout里面的this，綁定定義時所在的作用域，而不是指向運行時所在的作用域。下面是另一個例子。 ~~~ function Timer() { this.s1 = 0; this.s2 = 0; // 箭頭函數 setInterval(() => this.s1++, 1000); // 普通函數 setInterval(function () { this.s2++; }, 1000); } var timer = new Timer(); setTimeout(() => console.log('s1: ', timer.s1), 3100); setTimeout(() => console.log('s2: ', timer.s2), 3100); // s1: 3 // s2: 0 ~~~ 上面代碼中，Timer函數內部設置了兩個定時器，分別使用了箭頭函數和普通函數。前者的this綁定定義時所在的作用域（即Timer函數），后者的this指向運行時所在的作用域（即全局對象）。所以，3100 毫秒之后，timer.s1被更新了 3 次，而timer.s2一次都沒更新。箭頭函數可以讓this指向固定化，這種特性很有利于封裝回調函數。下面是一個例子，DOM 事件的回調函數封裝在一個對象里面。 ~~~ var handler = { id: '123456', init: function() { document.addEventListener('click', event => this.doSomething(event.type), false); }, doSomething: function(type) { console.log('Handling ' + type + ' for ' + this.id); } }; ~~~ 上面代碼的init方法中，使用了箭頭函數，這導致這個箭頭函數里面的this，總是指向handler對象。否則，回調函數運行時，this.doSomething這一行會報錯，因為此時this指向document對象。 > this指向的固定化，并不是因為箭頭函數內部有綁定this的機制，實際原因是箭頭函數根本沒有自己的this，導致內部的this就是外層代碼塊的this。正是因為它沒有this，所以也就不能用作構造函數。所以，箭頭函數轉成 ES5 的代碼如下。 ~~~ // ES6 function foo() { setTimeout(() => { console.log('id:', this.id); }, 100); } // ES5 function foo() { var _this = this; setTimeout(function () { console.log('id:', _this.id); }, 100); } ~~~ 上面代碼中，轉換后的 ES5 版本清楚地說明了，箭頭函數里面根本沒有自己的this，而是引用外層的this。請問下面的代碼之中有幾個this？ ~~~ function foo() { return () => { return () => { return () => { console.log('id:', this.id); }; }; }; } var f = foo.call({id: 1}); var t1 = f.call({id: 2})()(); // id: 1 var t2 = f().call({id: 3})(); // id: 1 var t3 = f()().call({id: 4}); // id: 1 ~~~ 上面代碼之中，只有一個this，就是函數foo的this，所以t1、t2、t3都輸出同樣的結果。因為所有的內層函數都是箭頭函數，都沒有自己的this，它們的this其實都是最外層foo函數的this。 > 除了this，以下三個變量在箭頭函數之中也是不存在的，指向外層函數的對應變量：arguments、super、new.target。 ~~~ function foo() { setTimeout(() => { console.log('args:', arguments); }, 100); } foo(2, 4, 6, 8) // args: [2, 4, 6, 8] ~~~ 上面代碼中，箭頭函數內部的變量arguments，其實是函數foo的arguments變量。 > 另外，由于箭頭函數沒有自己的this，所以當然也就不能用call()、apply()、bind()這些方法去改變this的指向。 ~~~ (function() { return [ (() => this.x).bind({ x: 'inner' })() ]; }).call({ x: 'outer' }); // ['outer'] ~~~ > 上面代碼中，箭頭函數沒有自己的this，所以bind方法無效，內部的this指向外部的this。長期以來，JavaScript 語言的this對象一直是一個令人頭痛的問題，在對象方法中使用this，必須非常小心。箭頭函數”綁定”this，很大程度上解決了這個困擾。 ### 11. 嵌套的箭頭函數箭頭函數內部，還可以再使用箭頭函數。下面是一個 ES5 語法的多重嵌套函數。 ~~~ function insert(value) { return {into: function (array) { return {after: function (afterValue) { array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value); return array; }}; }}; } insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3] ~~~ 上面這個函數，可以使用箭頭函數改寫。 ~~~ let insert = (value) => ({into: (array) => ({after: (afterValue) => { array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value); return array; }})}); insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3] ~~~ 下面是一個部署管道機制（pipeline）的例子，即前一個函數的輸出是后一個函數的輸入。 ~~~ const pipeline = (...funcs) => val => funcs.reduce((a, b) => b(a), val); const plus1 = a => a + 1; const mult2 = a => a * 2; const addThenMult = pipeline(plus1, mult2); addThenMult(5) // 12 ~~~ 如果覺得上面的寫法可讀性比較差，也可以采用下面的寫法。 ~~~ const plus1 = a => a + 1; const mult2 = a => a * 2; mult2(plus1(5)) // 12 ~~~ 箭頭函數還有一個功能，就是可以很方便地改寫 λ 演算。 ~~~ // λ演算的寫法 fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v))) // ES6的寫法 var fix = f => (x => f(v => x(x)(v))) (x => f(v => x(x)(v))); ~~~ 上面兩種寫法，幾乎是一一對應的。由于 λ 演算對于計算機科學非常重要，這使得我們可以用 ES6 作為替代工具，探索計算機科學。 ### 12. 雙冒號運算符箭頭函數可以綁定this對象，大大減少了顯式綁定this對象的寫法（call、apply、bind）。但是，箭頭函數并不適用于所有場合，所以現在有一個提案，提出了“函數綁定”（function bind）運算符，用來取代call、apply、bind調用。函數綁定運算符是并排的兩個冒號（::），雙冒號左邊是一個對象，右邊是一個函數。該運算符會自動將左邊的對象，作為上下文環境（即this對象），綁定到右邊的函數上面。 ~~~ foo::bar; // 等同于 bar.bind(foo); foo::bar(...arguments); // 等同于 bar.apply(foo, arguments); const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty; function hasOwn(obj, key) { return obj::hasOwnProperty(key); } ~~~ 如果雙冒號左邊為空，右邊是一個對象的方法，則等于將該方法綁定在該對象上面。 ~~~ var method = obj::obj.foo; // 等同于 var method = ::obj.foo; let log = ::console.log; // 等同于 var log = console.log.bind(console); 如果雙冒號運算符的運算結果，還是一個對象，就可以采用鏈式寫法。 import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib"; getPlayers() ::map(x => x.character()) ::takeWhile(x => x.strength > 100) ::forEach(x => console.log(x)); ~~~ ### 13. 尾調用優化什么是尾調用？尾調用（Tail Call）是函數式編程的一個重要概念，本身非常簡單，一句話就能說清楚，就是指某個函數的最后一步是調用另一個函數。 ~~~ function f(x){ return g(x); } ~~~ 上面代碼中，函數f的最后一步是調用函數g，這就叫尾調用。以下三種情況，都不屬于尾調用。 ~~~ // 情況一 function f(x){ let y = g(x); return y; } // 情況二 function f(x){ return g(x) + 1; } // 情況三 function f(x){ g(x); } ~~~ 上面代碼中，情況一是調用函數g之后，還有賦值操作，所以不屬于尾調用，即使語義完全一樣。情況二也屬于調用后還有操作，即使寫在一行內。情況三等同于下面的代碼。 ~~~ function f(x){ g(x); return undefined; } ~~~ 尾調用不一定出現在函數尾部，只要是最后一步操作即可。 ~~~ function f(x) { if (x > 0) { return m(x) } return n(x); } ~~~ 上面代碼中，函數m和n都屬于尾調用，因為它們都是函數f的最后一步操作。 #### 尾調用優化尾調用之所以與其他調用不同，就在于它的特殊的調用位置。我們知道，函數調用會在內存形成一個“調用記錄”，又稱“調用幀”（call frame），保存調用位置和內部變量等信息。如果在函數A的內部調用函數B，那么在A的調用幀上方，還會形成一個B的調用幀。等到B運行結束，將結果返回到A，B的調用幀才會消失。如果函數B內部還調用函數C，那就還有一個C的調用幀，以此類推。所有的調用幀，就形成一個“調用棧”（call stack）。尾調用由于是函數的最后一步操作，所以不需要保留外層函數的調用幀，因為調用位置、內部變量等信息都不會再用到了，只要直接用內層函數的調用幀，取代外層函數的調用幀就可以了。 ~~~ function f() { let m = 1; let n = 2; return g(m + n); } f(); // 等同于 function f() { return g(3); } f(); // 等同于 g(3); ~~~ 上面代碼中，如果函數g不是尾調用，函數f就需要保存內部變量m和n的值、g的調用位置等信息。但由于調用g之后，函數f就結束了，所以執行到最后一步，完全可以刪除f(x)的調用幀，只保留g(3)的調用幀。 > 這就叫做“尾調用優化”（Tail call optimization），即只保留內層函數的調用幀。如果所有函數都是尾調用，那么完全可以做到每次執行時，調用幀只有一項，這將大大節省內存。這就是“尾調用優化”的意義。注意，只有不再用到外層函數的內部變量，內層函數的調用幀才會取代外層函數的調用幀，否則就無法進行“尾調用優化”。 ~~~ function addOne(a){ var one = 1; function inner(b){ return b + one; } return inner(a); } ~~~ 上面的函數不會進行尾調用優化，因為內層函數inner用到了外層函數addOne的內部變量one。 ### 12. 尾遞歸函數調用自身，稱為遞歸。如果尾調用自身，就稱為尾遞歸。遞歸非常耗費內存，因為需要同時保存成千上百個調用幀，很容易發生“棧溢出”錯誤（stack overflow）。但對于尾遞歸來說，由于只存在一個調用幀，所以永遠不會發生“棧溢出”錯誤。 ~~~ function factorial(n) { if (n === 1) return 1; return n * factorial(n - 1); } factorial(5) // 120 ~~~ 上面代碼是一個階乘函數，計算n的階乘，最多需要保存n個調用記錄，復雜度 O(n) 。如果改寫成尾遞歸，只保留一個調用記錄，復雜度 O(1) 。 ~~~ function factorial(n, total) { if (n === 1) return total; return factorial(n - 1, n * total); } factorial(5, 1) // 120 ~~~ 還有一個比較著名的例子，就是計算 Fibonacci 數列，也能充分說明尾遞歸優化的重要性。非尾遞歸的 Fibonacci 數列實現如下。 ~~~ function Fibonacci (n) { if ( n <= 1 ) {return 1}; return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2); } Fibonacci(10) // 89 Fibonacci(100) // 堆棧溢出 Fibonacci(500) // 堆棧溢出 ~~~ 尾遞歸優化過的 Fibonacci 數列實現如下。 ~~~ function Fibonacci2 (n , ac1 = 1 , ac2 = 1) { if( n <= 1 ) {return ac2}; return Fibonacci2 (n - 1, ac2, ac1 + ac2); } Fibonacci2(100) // 573147844013817200000 Fibonacci2(1000) // 7.0330367711422765e+208 Fibonacci2(10000) // Infinity ~~~ 由此可見，“尾調用優化”對遞歸操作意義重大，所以一些函數式編程語言將其寫入了語言規格。ES6 是如此，第一次明確規定，所有 ECMAScript 的實現，都必須部署“尾調用優化”。這就是說，ES6 中只要使用尾遞歸，就不會發生棧溢出，相對節省內存。 ### 13. 遞歸函數的改寫尾遞歸的實現，往往需要改寫遞歸函數，確保最后一步只調用自身。做到這一點的方法，就是把所有用到的內部變量改寫成函數的參數。比如上面的例子，階乘函數 factorial 需要用到一個中間變量total，那就把這個中間變量改寫成函數的參數。這樣做的缺點就是不太直觀，第一眼很難看出來，為什么計算5的階乘，需要傳入兩個參數5和1？兩個方法可以解決這個問題。方法一是在尾遞歸函數之外，再提供一個正常形式的函數。 ~~~ function tailFactorial(n, total) { if (n === 1) return total; return tailFactorial(n - 1, n * total); } function factorial(n) { return tailFactorial(n, 1); } factorial(5) // 120 ~~~ 上面代碼通過一個正常形式的階乘函數factorial，調用尾遞歸函數tailFactorial，看起來就正常多了。函數式編程有一個概念，叫做柯里化（currying），意思是將多參數的函數轉換成單參數的形式。這里也可以使用柯里化。 ~~~ function currying(fn, n) { return function (m) { return fn.call(this, m, n); }; } function tailFactorial(n, total) { if (n === 1) return total; return tailFactorial(n - 1, n * total); } const factorial = currying(tailFactorial, 1); factorial(5) // 120 ~~~ 上面代碼通過柯里化，將尾遞歸函數tailFactorial變為只接受一個參數的factorial。第二種方法就簡單多了，就是采用 ES6 的函數默認值。 ~~~ function factorial(n, total = 1) { if (n === 1) return total; return factorial(n - 1, n * total); } factorial(5) // 120 ~~~ 上面代碼中，參數total有默認值1，所以調用時不用提供這個值。總結一下，遞歸本質上是一種循環操作。純粹的函數式編程語言沒有循環操作命令，所有的循環都用遞歸實現，這就是為什么尾遞歸對這些語言極其重要。對于其他支持“尾調用優化”的語言（比如 Lua，ES6），只需要知道循環可以用遞歸代替，而一旦使用遞歸，就最好使用尾遞歸。 ### 14. 嚴格模式 ES6 的尾調用優化只在嚴格模式下開啟，正常模式是無效的。這是因為在正常模式下，函數內部有兩個變量，可以跟蹤函數的調用棧。 > func.arguments：返回調用時函數的參數。 > func.caller：返回調用當前函數的那個函數。尾調用優化發生時，函數的調用棧會改寫，因此上面兩個變量就會失真。嚴格模式禁用這兩個變量，所以尾調用模式僅在嚴格模式下生效。 ~~~ function restricted() { 'use strict'; restricted.caller; // 報錯 restricted.arguments; // 報錯 } restricted(); ~~~ * 尾遞歸優化的實現尾遞歸優化只在嚴格模式下生效，那么正常模式下，或者那些不支持該功能的環境中，有沒有辦法也使用尾遞歸優化呢？回答是可以的，就是自己實現尾遞歸優化。它的原理非常簡單。尾遞歸之所以需要優化，原因是調用棧太多，造成溢出，那么只要減少調用棧，就不會溢出。怎么做可以減少調用棧呢？就是采用“循環”換掉“遞歸”。下面是一個正常的遞歸函數。 ~~~ function sum(x, y) { if (y > 0) { return sum(x + 1, y - 1); } else { return x; } } sum(1, 100000) // Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…) ~~~ 上面代碼中，sum是一個遞歸函數，參數x是需要累加的值，參數y控制遞歸次數。一旦指定sum遞歸 100000 次，就會報錯，提示超出調用棧的最大次數。蹦床函數（trampoline）可以將遞歸執行轉為循環執行。 ~~~ function trampoline(f) { while (f && f instanceof Function) { f = f(); } return f; } ~~~ 上面就是蹦床函數的一個實現，它接受一個函數f作為參數。只要f執行后返回一個函數，就繼續執行。注意，這里是返回一個函數，然后執行該函數，而不是函數里面調用函數，這樣就避免了遞歸執行，從而就消除了調用棧過大的問題。然后，要做的就是將原來的遞歸函數，改寫為每一步返回另一個函數。 ~~~ function sum(x, y) { if (y > 0) { return sum.bind(null, x + 1, y - 1); } else { return x; } } ~~~ 上面代碼中，sum函數的每次執行，都會返回自身的另一個版本。現在，使用蹦床函數執行sum，就不會發生調用棧溢出。 ~~~ trampoline(sum(1, 100000)) // 100001 ~~~ 蹦床函數并不是真正的尾遞歸優化，下面的實現才是。 ~~~ function tco(f) { var value; var active = false; var accumulated = []; return function accumulator() { accumulated.push(arguments); if (!active) { active = true; while (accumulated.length) { value = f.apply(this, accumulated.shift()); } active = false; return value; } }; } var sum = tco(function(x, y) { if (y > 0) { return sum(x + 1, y - 1) } else { return x } }); sum(1, 100000) // 100001 ~~~ 上面代碼中，tco函數是尾遞歸優化的實現，它的奧妙就在于狀態變量active。默認情況下，這個變量是不激活的。一旦進入尾遞歸優化的過程，這個變量就激活了。然后，每一輪遞歸sum返回的都是undefined，所以就避免了遞歸執行；而accumulated數組存放每一輪sum執行的參數，總是有值的，這就保證了accumulator函數內部的while循環總是會執行。這樣就很巧妙地將“遞歸”改成了“循環”，而后一輪的參數會取代前一輪的參數，保證了調用棧只有一層。 ### 15. 函數參數的尾逗號 ES2017 允許函數的最后一個參數有尾逗號（trailing comma）。此前，函數定義和調用時，都不允許最后一個參數后面出現逗號。 ~~~ function clownsEverywhere( param1, param2 ) { /* ... */ } clownsEverywhere( 'foo', 'bar' ); ~~~ 上面代碼中，如果在param2或bar后面加一個逗號，就會報錯。如果像上面這樣，將參數寫成多行（即每個參數占據一行），以后修改代碼的時候，想為函數clownsEverywhere添加第三個參數，或者調整參數的次序，就勢必要在原來最后一個參數后面添加一個逗號。這對于版本管理系統來說，就會顯示添加逗號的那一行也發生了變動。這看上去有點冗余，因此新的語法允許定義和調用時，尾部直接有一個逗號。 ~~~ function clownsEverywhere( param1, param2, ) { /* ... */ } clownsEverywhere( 'foo', 'bar', ); ~~~ 這樣的規定也使得，函數參數與數組和對象的尾逗號規則，保持一致了。