进击JavaScript核心 --- 函数和预解析机制

Posted 2021-12-06 rogerwu

一、函数

每个函数都是 Function类型的实例，也具有属性和方法。由于函数也是一个对象，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

1、函数的定义方式

（1）、函数声明

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

函数声明提升：在执行代码之前，会先读取函数声明，也就是说，可以把函数声明放在调用它的代码之后

fn();   // 1
function fn() {console.log(1)}

 

（2）、函数表达式

var add = function(a, b) {
  return a + b;
};

 

函数表达式看起来像是常规的变量赋值，由于其function关键字后面没有指定函数名，因此是一个匿名函数

函数表达式必须先赋值，不具备函数声明提升的特性

fn();   // Uncaught TypeError: fn is not a function
var fn = function(){console.log(1)};

 

由于函数声明提升这一特性，导致在某些情况下会出现意想不到的结果，例如：

var flag = true;
if(flag) {
  function fn() {
    console.log(‘flag 为true‘)
  }
} else{
  function fn() {
    console.log(‘flag 为false‘)
  }
}
fn();
// chrome, firefox, ie11  输出 flag 为true
// ie10及以下 输出 flag 为false

 

本意是想flag为true时输出 ‘flag 为true‘, flag为false时输出 ‘flag 为false‘，为何结果却不尽相同呢？究其原因就在于函数声明提升，执行代码时首先读取函数声明，而 if...else...代码块同属于全局作用域，因此后面的同名函数会覆盖前面的函数，最终函数fn就只剩下一个 function fn(){console.log(‘flag 为false‘)}

 

由于函数声明提升导致的这一结果令人大为意外，因此，js引擎会尝试修正错误，将其转换为合理状态，但不同浏览器版本的做法并不一致

此时，函数表达式就可以解决这个问题

var flag = true;
var fn;

if(flag) {
  fn = function() {
    console.log(‘flag 为true‘);
  }
} else{
  fn = function() {
    console.log(‘flag 为false‘);
  }
}
fn()

//chrome, firefox, ie7-11 均输出 flag 为true

 

其实这个也很好理解，js预解析时，fn和flag均被初始化为undefined，然后代码从上到下逐行执行，首先给flag赋值为true，进入if语句，为fn赋值为 function fn(){console.log(‘flag 为true‘)}

关于函数表达式，还有一种写法，命名函数表达式

var add = function f(a, b) {
  console.log(a + b);
}
add(1,2);     // 3
f(1,2);       // Uncaught ReferenceError: f is not defined

var add = function f(a, b) {
  console.log(f);
}
console.log(add);
add(3, 5);


// ƒ f(a, b) {
//   console.log(f);
// }

由此可见，命名函数f也是指向函数的指针，只在函数作用域内部可用

（3）、Function构造函数

var add = new Function(‘a‘, ‘b‘, ‘return a + b‘);

 

不推荐这种写法，因为这种语句会导致解析两次代码，第一次是解析js代码，第二次解析传入构造函数中的字符串，从而影响性能

 

2、没有重载

在java中，方法具有重载的特性，即一个类中可以定义有相同名字，但参数不同的多个方法，调用时，会根据不同的参数选择不同的方法

public void add(int a, int b) {
  System.out.println(a + b);
}

public void add(int a, int b, int c) {
  System.out.println(a * b * c);
}

// 调用时，会根据传入参数的不同，而选择不同的方法，例如传入两个参数，就会调用第一个add方法

 

而js则没有函数重载的概念

function add(a, b) {
  console.log(a + b);
}

function add(a, b, c) {
  c = c || 2;
  console.log(a * b * c);
}

add(1, 2);   // 4  （直接调用最后一个同名的函数，并没有重载）

 

由于函数名可以理解成一个指向函数对象的指针，因此当出现同名函数时，指针就会指向最后一个出现的同名函数，就不存在重载了（如下图所示）

3、调用匿名函数

对于函数声明和函数表达式，调用函数的方式就是在函数名（或变量名）后加一对圆括号

function fn() {
  console.log(‘hello‘)
}
fn()

// hello

 

既然fn是一个函数指针，指代函数的代码段，那能否直接在代码段后面加一对圆括号呢？

function fn() {
  console.log(‘hello‘)
}()

// Uncaught SyntaxError: Unexpected token )

var fn = function() {
  console.log(‘hello‘)
}()

// hello

 

分别对函数声明和函数表达式执行这一假设，结果出人意料。另外，前面也提到函数声明存在函数声明提升，函数表达式不存在，如果在函数声明前加一个合法的JS标识符呢？

console.log(fn);   // ƒ fn() {console.log(‘hello‘);}
function fn() {
  console.log(‘hello‘);
}

// 在function关键字前面加一个合法的字符，结果就把fn当做一个未定义的变量了
console.log(fn);   // Uncaught ReferenceError: fn is not defined
+function fn() {
  console.log(‘hello‘);
}

 

基于此可以大胆猜测，只要是function关键字开头的代码段，js引擎就会将其声明提前，所以函数声明后加一对圆括号会认为是语法错误。结合函数表达式后面直接加圆括号调用函数成功的情况，做出如下尝试：

+function() {
  console.log(‘hello‘)
}()

-function() {
  console.log(‘hello‘)
}()

*function() {
  console.log(‘hello‘)
}()

/function() {
  console.log(‘hello‘)
}()

%function() {
  console.log(‘hello‘)
}()

// hello
// hello
// hello
// hello
// hello

 

竟然全部成功了，只是这些一元运算符在此处并无实际意义，看起来令人费解。换成空格吧，又会被js引擎给直接跳过，达不到目的，因此可以用括号包裹起来

(function() {
  console.log(‘hello‘);
})();

(function() {
  console.log(‘hello‘);
}());

// hello
// hello

无论怎么包，都可以成功调用匿名函数了，我们也不用再困惑调用匿名函数时，圆括号该怎么加了

 

4、递归调用

递归函数是在一个函数通过名字调用自身的情况下构成的

 

一个经典的例子就是计算阶乘

// 3! = 3*2*1
// 4! = 4*3*2*1 = 4*3!

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

console.log(factorial(5))   // 120
console.log(factorial(4))   // 24

 

如果现在把函数名factorial换成了jieCheng，执行jieCheng(5) 就会报错了，外面改了，里面也得改，如果是递归的层次较深就比较麻烦。事实上，这样的代码也是不够健壮的

这里有两种解决方案：

 

（1）、使用 arguments.callee

arguments.callee 是一个指向正在执行的函数的指针，函数名也是指向函数的指针，因此，可以在函数内部用 arguments.callee 来替代函数名

function fn() {
  console.log(arguments.callee)
}
fn()

// ƒ fn() {
//   console.log(arguments.callee)
// }

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

console.log(factorial(5))   // 120

 

但在严格模式下，不能通过脚本访问 arguments.callee，访问这个属性会导致错误

‘use strict‘

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

console.log(factorial(5))   
// Uncaught TypeError: ‘caller‘, ‘callee‘, and ‘arguments‘ properties may not be accessed on strict mode functions or the arguments objects for calls to them

 

（2）、命名函数表达式

var factorial = function jieCheng(num) {
  if(num <= 1) {
    return 1
  }
  return num * jieCheng(num - 1)
};
console.log(factorial(5))  // 120

var result = factorial;
console.log(result(4));    // 24

 

5、间接调用

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。

function add(a, b) {
  console.log(a + b);
}

function sum1(a, b) {
  add.apply(window, [a, b]);
}

function sum2(a, b) {
  add.apply(this, arguments)
}

sum1(1, 2);    // 3
sum2(3, 5);    // 8

 

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

var color = ‘red‘;
var obj = {
  color: ‘blue‘
};

function getColor() {
  console.log(this.color)
}

getColor.call(this)    // red
getColor.call(obj)     // blue

 

二、预解析机制

第一步：js运行时，会找所有的var和function关键字

　　--、把所有var关键字声明的变量提升到各自作用域的顶部并赋初始值为undefined，简单说就是 “声明提前，赋值留在原地”

　　--、函数声明提升

 

第二步：从上至下逐行解析代码

 

var color = ‘red‘;
var size = 31;

function fn() {
  console.log(color);
  var color = ‘blue‘;
  var size = 29;
}

fn();    // undefined

 

// 第一步：在全局作用域内查找所有使用var和function关键字声明的变量，把 color、size、fn 提升到全局作用域顶端并为其赋初始值；同理，在fn函数作用域内执行此操作

// 第二步：从上至下依次执行代码，调用fn函数时，按序执行代码，函数作用域内的输出语句中color此时仅赋初始值undefined

注意：

（1）、如果函数是通过 “函数声明” 的方式定义的，遇到与函数名相同的变量时，不论函数与变量的位置顺序如何，预解析时函数声明会覆盖掉var声明的变量

console.log(fn)    // ƒ fn() {}

function fn() {}

var fn = 32

 

（2）、如果函数是通过 “函数表达式” 的方式定义的，遇到与函数名相同的变量时，会视同两个var声明的变量，后者会覆盖前者

console.log(fn);         // undefined
var fn = function() {};
var fn = 32;
console.log(fn)          // 32

 

（3）、两个通过 “函数声明” 的方式定义的同名函数，后者会覆盖前者

console.log(fn);     // ƒ fn() {console.log(‘你好 世界‘)}

function fn() {console.log(‘hello world‘)}

function fn() {console.log(‘你好 世界‘)}

 

预解析练习一：

var fn = 32

function fn() {
  alert(‘eeee‘)
}

console.log(fn)          // 32
fn()                     // Uncaught TypeError: fn is not a function
console.log(typeof fn)   // number

// 按照上面的预解析规则，预解析第一步时，fn会被赋值为 function fn() {alert(‘eeee‘)}；第二步从上到下逐步执行时，由于函数fn声明提前，优于var声明的fn执行了，
// 所以fn会被覆盖为一个Number类型的基本数据类型变量，而不是一个函数，其值为32

 

预解析练习二：

console.log(a);        // function a() {console.log(4);}

var a = 1;

console.log(a);       // 1

function a() {
  console.log(2);
}

console.log(a);       // 1

var a = 3;

console.log(a);       // 3

function a() {
  console.log(4);
}

console.log(a);       // 3

a();                  // 报错：不是一个函数

 

预解析步骤：

（1）、找出当前相同作用域下所有使用var和function关键字声明的变量，由于所有变量都是同名变量，按照规则，权值最高的是最后一个声明的同名的function，所以第一行输出 function a() {console.log(4);}

（2）、从上至下逐步执行代码，在第二行为变量a 赋值为1，因此输出了一个1

（3）、执行到第一个函数a，由于没有调用，直接跳过不会输出里面的2，执行到下一行输出1

（4）、继续执行，为a重新赋值为3，因此输出了一个3

（5）、执行到第二个函数a，还是没有调用，直接跳过不会输出里面的4，执行到下一行输出3

（6）、最后一行调用函数a，但由于预解析时率先把a赋值为一个函数代码段，后面依次为a赋值为1和3，因此，a是一个Number类型的基本变量，而不是一个函数了

 

预解析练习三：

var a = 1;
function fn(a) {
  console.log(a);     // 999
  a = 2;
  console.log(a)      // 2
}

fn(999);
console.log(a);       // 1

 

预解析步骤：

（1）、全局作用域内，为a赋值为undefined，把函数fn提升到最前面；fn函数作用域内，函数参数在预解析时也视同局部变量，为其赋初始值 undefined

（2）、执行fn函数，传入实参999，为局部变量a赋值为999并输出；重新为a赋值为2，输出2

（3）、由于全局作用域下的a被赋值为1，而函数作用域内部的a是访问不到的，因此直接输出1

预解析练习四：

var a = 1;
function fn() {
  console.log(a);
  var a = 2;
}

fn();            // undefined
console.log(a);  // 1

var a = 1;
function fn() {
  console.log(a);
  a = 2;
}

fn();            // 1
console.log(a);  // 2

 

对比两段代码，唯一的区别就是fn函数内的变量a的作用域问题，前者属于函数作用域，后者属于全局作用域，所以导致输出结果完全不同