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《JavaScript 闯关记》之函数

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[前端(javascript) 所属分类 前端(javascript) | 发布者 店小二03 | 时间 2016 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

函数是一段代码,它只定义一次,但可以被执行或调用任意次。在 javascript 里,函数即对象,程序可以随意操控它们。比如,可以把函数赋值给变量,或者作为参数传递给其他函数,也可以给它们设置属性,甚至调用它们的方法。如果函数挂载在一个对象上,作为对象的一个属性,就称它为对象的方法。如果函数嵌套在其他函数中定义,这样它们就可以访问它们被定义时所处的作用域中的任何变量。

函数定义

在 JavaScript 中,函数实际上是对象,每个函数都是 Function 构造函数的实例,因此函数名实际上也是一个指向函数对象的指针,不会与某个函数绑定。函数通常有以下3中定义方式。例如:

// 写法一:函数声明(推荐写法)
function sum (num1, num2) {
return num1 + num2;
}
// 写法二:函数表达式(推荐写法)
var sum = function(num1, num2){
return num1 + num2;
};
// 写法三:Function 构造函数(不推荐写法)
var sum = new Function("num1", "num2", "return num1 + num2");

由于函数名仅仅是指向函数的指针,因此函数名与包含对象指针的其他变量没有什么不同。换句话说,一个函数可能会有多个名字。例如:

function sum(num1, num2){
return num1 + num2;
}
console.log(sum(10,10)); // 20
var anotherSum = sum;
console.log(anotherSum(10,10)); // 20
sum = null;
console.log(anotherSum(10,10)); // 20
没有重载

将函数名想象为指针,也有助于理解为什么 JavaScript 中没有函数重载的概念。

function addSomeNumber(num){
return num + 100;
}
function addSomeNumber(num) {
return num + 200;
}
var result = addSomeNumber(100); // 300

显然,这个例子中声明了两个同名函数,而结果则是后面的函数覆盖了前面的函数。以上代码实际上与下面的代码没有什么区别。

var addSomeNumber = function (num){
return num + 100;
};
addSomeNumber = function (num) {
return num + 200;
};
var result = addSomeNumber(100); // 300

通过重写代码之后可以很容易明白,在创建第二个函数时,实际上覆盖了引用第一个函数的变量 addSomeNumber 。

函数声明与函数表达式

解析器在向执行环境中加载数据时,对「函数声明」和「函数表达式」并非一视同仁。解析器会率先读取函数声明,并使其在执行任何代码之前可用(可以访问);至于函数表达式,则必须等到解析器执行到它所在的代码行,才会真正被解释执行。例如:

console.log(sum(10,10)); // 20
function sum(num1, num2){
return num1 + num2;
}

以上代码完全可以正常运行。因为在代码开始执行之前,解析器就已经通过一个名为函数声明提升(function declaration hoisting)的过程,读取并将函数声明添加到执行环境中。对代码求值时,JavaScript 引擎在第一遍会声明函数并将它们放到源代码树的顶部。所以,即使声明函数的代码在调用它的代码后面,JavaScript 引擎也能把函数声明提升到顶部。把上面的「函数声明」改为等价的「函数表达式」,就会在执行期间导致错误。例如:

console.log(sum(10,10)); // Uncaught TypeError: sum is not a function
var sum = function(num1, num2){
return num1 + num2;
};

除了上述区别之外,「函数声明」与「函数表达式」的语法是等价的。

作为值的函数

因为 JavaScript 中的函数名本身就是变量,所以函数也可以作为值来使用。也就是说,不仅可以像传递参数一样把一个函数传递给另一个函数,而且可以将一个函数作为另一个函数的结果返回。来看一看下面的函数。

function callSomeFunction(someFunction, someArgument){
return someFunction(someArgument);
}

这个函数接受两个参数。第一个参数应该是一个函数,第二个参数应该是要传递给该函数的一个值。然后,就可以像下面的例子一样传递函数了。

function add10(num){
return num + 10;
}
var result1 = callSomeFunction(add10, 10);
console.log(result1); // 20
function getGreeting(name){
return "Hello, " + name;
}
var result2 = callSomeFunction(getGreeting, "Nicholas");
console.log(result2); // "Hello, Nicholas"

这里的 callSomeFunction() 函数是通用的,即无论第一个参数中传递进来的是什么函数,它都会返回执行第一个参数后的结果。要访问函数的指针而不执行函数的话,必须去掉函数名后面的那对圆括号。因此上面例子中传递给 callSomeFunction() 的是 add10 和 getGreeting ,而不是执行它们之后的结果。

当然,还可以从一个函数中返回另一个函数,而且这也是极为有用的一种技术。例如,假设有一个对象数组,我们想要根据某个对象属性对数组进行排序。而传递给数组 sort() 方法的比较函数要接收两个参数,即要比较的值。可是,我们需要一种方式来指明按照哪个属性来排序。要解决这个问题,可以定义一个函数,它接收一个属性名,然后根据这个属性名来创建一个比较函数,下面就是这个函数的定义。

function createComparisonFunction(propertyName) {
return function(object1, object2){
var value1 = object1[propertyName];
var value2 = object2[propertyName];
if (value1 < value2){return -1;
} else if (value1 > value2){return 1;
} else {return 0;
}
};
}

这个函数定义看起来有点复杂,但实际上无非就是在一个函数中嵌套了另一个函数,而且内部函数前面加了一个 return 操作符。在内部函数接收到 propertyName 参数后,它会使用方括号表示法来取得给定属性的值。取得了想要的属性值之后,定义比较函数就非常简单了。上面这个函数可以像在下面例子中这样使用。

var data = [{name: "Zachary", age: 28}, {name: "Nicholas", age: 29}];
data.sort(createComparisonFunction("name"));
console.log(data[0].name); // Nicholas
data.sort(createComparisonFunction("age"));
console.log(data[0].name); // Zachary

这里,我们创建了一个包含两个对象的数组 data 。其中,每个对象都包含一个 name 属性和一个 age 属性。在默认情况下, sort() 方法会调用每个对象的 toString() 方法以确定它们的次序;但得到的结果往往并不符合人类的思维习惯。因此,我们调用 createComparisonFunction("name") 方法创建了一个比较函数,以便按照每个对象的 name 属性值进行排序。而结果排在前面的第一项是 name 为 "Nicholas" , age 是 29 的对象。然后,我们又使用了 createComparisonFunction("age") 返回的比较函数,这次是按照对象的age属性排序。得到的结果是 name 值为 "Zachary" , age 值是 28 的对象排在了第一位。

函数的形参和实参

在函数内部,有两个特殊的对象: arguments 和 this 。其中, arguments 是一个类数组对象,包含着传入函数中的所有参数。虽然 arguments 的主要用途是保存函数参数,但这个对象还有一个名叫 callee 的属性,该属性是一个指针,指向拥有这个 arguments 对象的函数。请看下面这个非常经典的阶乘函数。

function factorial(num){
if (num <= 1) {
return 1;
} else {
return num * factorial(num-1)
}
}

定义阶乘函数一般都要用到递归算法,如上面的代码所示,在函数有名字,而且名字以后也不会变的情况下,这样定义没有问题。但问题是这个函数的执行与函数名 factorial 紧紧耦合在了一起。为了消除这种紧密耦合的现象,可以像下面这样使用 arguments.callee 。

function factorial(num){
if (num <=1) {
return 1;
} else {
return num * arguments.callee(num-1)
}
}

在这个重写后的 factorial() 函数的函数体内,没有再引用函数名 factorial 。这样,无论引用函数时使用的是什么名字,都可以保证正常完成递归调用。例如:

var trueFactorial = factorial;
factorial = function(){
return 0;
};
console.log(trueFactorial(5)); // 120
console.log(factorial(5)); // 0

在此,变量 trueFactorial 获得了 factorial 的值,实际上是在另一个位置上保存了一个函数的指针。然后,我们又将一个简单地返回 0 的函数赋值给 factorial 变量。如果像原来的 factorial() 那样不使用 arguments.callee ,调用 trueFactorial() 就会返回 0 。可是,在解除了函数体内的代码与函数名的耦合状态之后, trueFactorial() 仍然能够正常地计算阶乘;至于 factorial() ,它现在只是一个返回 0 的函数。

函数内部的另一个特殊对象是 this ,其行为与 Java 和 C# 中的 this 大致类似。换句话说, this 引用的是函数据以执行的环境对象(当在网页的全局作用域中调用函数时, this 对象引用的就是 window )。来看下面的例子。

window.color = "red";
var o = { color: "blue" };
function sayColor(){
console.log(this.color);
}
sayColor(); // "red"
o.sayColor = sayColor;
o.sayColor(); // "blue"

上面这个函数 sayColor() 是在全局作用域中定义的,它引用了 this 对象。由于在调用函数之前, this 的值并不确定,因此 this 可能会在代码执行过程中引用不同的对象。当在全局作用域中调用 sayColor() 时, this 引用的是全局对象 window ;换句话说,对 this.color 求值会转换成对 window.color 求值,于是结果就返回了 "red" 。而当把这个函数赋给对象 o 并调用 o.sayColor() 时, this 引用的是对象 o ,因此对 this.color 求值会转换成对 o.color 求值,结果就返回了 "blue" 。

请大家一定要牢记,函数的名字仅仅是一个包含指针的变量而已。因此,即使是在不同的环境中执行,全局的 sayColor() 函数与 o.sayColor() 指向的仍然是同一个函数。

ECMAScript 5也规范化了另一个函数对象的属性 caller 。这个属性中保存着「调用当前函数的函数的引用」,如果是在全局作用域中调用当前函数,它的值为 null 。例如:

function outer(){
inner();
}
function inner(){
console.log(arguments.callee.caller);
}
outer();

以上代码会导致警告框中显示 outer() 函数的源代码。因为 outer() 调用了 inter() ,所以 arguments.callee.caller 就指向 outer() 。

在严格模式下,访问 arguments.callee 属性,或为函数的 caller 属性赋值,都会导致错误。

函数的属性和方法

JavaScript 中的函数是对象,因此函数也有属性和方法。每个函数都包含两个属性: length 和 prototype 。其中, length 属性表示函数希望接收的命名参数的个数,如下面的例子所示。

function sayName(name){
console.log(name);
}
function sum(num1, num2){
return num1 + num2;
}
function sayHi(){
console.log("hi");
}
console.log(sayName.length); // 1
console.log(sum.length); // 2
console.log(sayHi.length); // 0

对于 JavaScript 中的引用类型而言, prototype 是保存它们所有实例方法的真正所在。换句话说,诸如 toString() 和 valueOf() 等方法实际上都保存在 prototype 名下,只不过是通过各自对象的实例访问罢了。在创建自定义引用类型以及实现继承时, prototype 属性的作用是极为重要的。在 ECMAScript 5中, prototype 属性是不可枚举的,因此使用 for-in 无法发现。

每个函数都包含两个非继承而来的方法: apply() 和 call() 。这两个方法的用途都是在特定的作用域中调用函数,实际上等于设置函数体内 this 对象的值。首先, apply() 方法接收两个参数:一个是在其中运行函数的作用域,另一个是参数数组。其中,第二个参数可以是 Array 的实例,也可以是 arguments 对象。例如:

function sum(num1, num2){
return num1 + num2;
}
function callSum1(num1, num2){
return sum.apply(this, arguments); // 传入 arguments 对象
}
function callSum2(num1, num2){
return sum.apply(this, [num1, num2]); // 传入数组
}
console.log(callSum1(10,10)); // 20
console.log(callSum2(10,10)); // 20

在上面这个例子中, callSum1() 在执行 sum() 函数时传入了 this (因为是在全局作用域中调用的,所以传入的就是 window 对象)和 arguments 对象。而 callSum2 同样也调用了 sum() 函数,但它传入的则是 this 和一个参数数组。这两个函数都会正常执行并返回正确的结果。

call() 方法与 apply() 方法的作用相同,它们的区别仅在于接收参数的方式不同。对于 call() 方法而言,第一个参数是 this 值没有变化,变化的是其余参数都直接传递给函数。换句话说,在使用 call() 方法时,传递给函数的参数必须逐个列举出来,如下面的例子所示。

function sum(num1, num2){
return num1 + num2;
}
function callSum(num1, num2){
return sum.call(this, num1, num2);
}
console.log(callSum(10,10)); // 20

在使用 call() 方法的情况下, callSum() 必须明确地传入每一个参数。结果与使用 apply() 没有什么不同。至于是使用 apply() 还是 call() ,完全取决于你采取哪种给函数传递参数的方式最方便。如果你打算直接传入 arguments 对象,或者包含函数中先接收到的也是一个数组,那么使用 apply() 肯定更方便;否则,选择 call() 可能更合适。(在不给函数传递参数的情况下,使用哪个方法都无所谓。)

事实上,传递参数并非 apply() 和 call() 真正的用武之地;它们真正强大的地方是能够扩充函数赖以运行的作用域。下面来看一个例子。

window.color = "red";
var o = { color: "blue" };
function sayColor(){
console.log(this.color);
}
sayColor(); // red
sayColor.call(this); // red
sayColor.call(window); // red
sayColor.call(o); // blue

这个例子是在前面说明 this 对象的示例基础上修改而成的。这一次, sayColor() 也是作为全局函数定义的,而且当在全局作用域中调用它时,它确实会显示 "red" ,因为对 this.color 的求值会转换成对 window.color 的求值。而 sayColor.call(this) 和 sayColor.call(window) ,则是两种显式地在全局作用域中调用函数的方式,结果当然都会显示 "red" 。但是,当运行 sayColor.call(o) 时,函数的执行环境就不一样了,因为此时函数体内的 this 对象指向了 o ,于是结果显示的是 "blue" 。

使用 call() 或 apply() 来扩充作用域的最大好处,就是对象不需要与方法有任何耦合关系。在前面例子的第一个版本中,我们是先将 sayColor() 函数放到了对象 o 中,然后再通过 o 来调用它的;而在这里重写的例子中,就不需要先前那个多余的步骤了。

关卡 // 挑战一,合并任意个数的字符串
var concat = function(){
// 待实现方法体
}
console.log(concat('st','on','e')); // stone
// 挑战二,输出指定位置的斐波那契数列
var fioacciSequece = function(count){
// 待实现方法体
}
console.log(fioacciSequece(12)); // 0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89
// 挑战三,三维数组或 n 维数组去重,使用 arguments 重写
var arr = [2,3,4,[2,3,[2,3,4,2],5],3,5,[2,3,[2,3,4,2],2],4,3,6,2];
var unique = function(arr){
// 待实现方法体
}
console.log(unique(arr)); // [2,3,4,5,6]
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