《JavaScript 闯关记》之函数
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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