ECMAScript 6 学习笔记(六):函数的扩展

函数参数的默认值

ES6 之前,想要为函数指定默认值只能采用如下的办法:

function f(a, b) {
  a = a || 0; // 方法1
  b = typeof b == "undefined" ? 0 : b; // 方法2
  return a + b;
}

ES6 允许为函数的参数设置默认值,即直接写在参数定义的后面。

function log(x, y = 'World') {
  console.log(x, y);
}

log('Hello') // Hello World
log('Hello', 'China') // Hello China
log('Hello', '') // Hello

参数默认值可以与解构赋值的默认值,结合起来使用。

function foo({x, y = 0}) {
  console.log(x, y);
}

foo({}) // undefined 0
foo({x: 1}) // 1 0
foo({x: 1, y: 2}) // 1 2
foo() // TypeError: Cannot read property 'x' of undefined

上面代码没有使用函数参数的默认值,如果函数 foo 调用时没提供参数,变量 x 和 y 就不会生成,从而报错。通过提供函数参数的默认值,就可以避免这种情况:

function foo({x = 0, y = 0} = {}) {
  console.log(x, y);
}

foo() // 0 0
foo({}) // 0 0
foo({x: 1}) // 1 0
foo({x: 1, y: 2}) // 1 2

但是要注意,使用解构赋值默认值时要注意默认值的位置:

function foo({x, y} = {x: 0, y: 0}) {
  console.log(x, y);
}

foo() // 0 0
foo({}) // undefined undefined
foo({x: 1}) // 1 undefined
foo({x: 1, y: 2}) // 1 2

如上所示,第一种情况下,当函数没有指定参数时,默认值是空对象“{}”,参数为“{}”时,默认值就是“{x = 0, y = 0}”;而第二种情况,函数没有指定参数时,默认值是对象“{x = 0, y = 0}”,参数为“{}”时,默认值是“{x, y}”,相当于没有指定默认值,因此会出现 undefined。

除此之外,还需注意,尽量把有默认值的参数作为函数的尾参数,因为如果非尾部的参数设置默认值,这个参数是没法省略的:

function f(x = 1, y) {
  return [x, y];
}

f() // [1, undefined]
f(2) // [2, undefined])
f(, 1) // 报错
f(undefined, 1) // [1, 1]

函数的 length 属性

指定了默认值以后,函数的 length 属性,将返回没有指定默认值的参数个数,即函数至少需要传入的参数个数。因此某个参数指定默认值以后,预期传入的参数个数就不包括这个参数了。

(function (a) {}).length // 1
(function (a = 5) {}).length // 0
(function (a = 0, b, c) {}).length // 0

作用域

一旦设置了参数的默认值,函数进行声明初始化时,参数会形成一个单独的作用域(context)。等到初始化结束,这个作用域就会消失。这种语法行为,在不设置参数默认值时,是不会出现的。

var x = 1;

function f(x, y = x) {
  console.log(y);
}

f(2) // 2

如果变量 x 本身没有定义,则指向外层的全局变量 x。函数调用时,函数体内部的局部变量 x 影响不到默认值变量 x。如果此时,全局变量 x 不存在,就会报错。

let x = 1;

function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // 1

rest 参数

ES6 引入 rest 参数(形式为…变量名),用于获取函数的多余参数,这样就不需要使用arguments对象了。rest 参数搭配的变量是一个数组,该变量将多余的参数放入数组中。需要注意的是,rest 参数之后不能再有其他参数(即只能是最后一个参数),否则会报错。同时,函数的 length 属性,不包括 rest 参数。

function add(...values) {
  let sum = 0;
  for (var val of values) {
    sum += val;
  }
  return sum;
}

add(2, 5, 3) // 10

一个例子:

// arguments变量的写法
function sortNumbers() {
  return Array.prototype.slice.call(arguments).sort();
}

// rest参数的写法
const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort();

严格模式

从 ES5 开始,函数内部可以设定为严格模式。ES2016 做了一点修改,规定只要函数参数使用了默认值、解构赋值、或者扩展运算符,那么函数内部就不能显式设定为严格模式,否则会报错。这样规定的原因是,函数内部的严格模式,同时适用于函数体和函数参数。但是,函数执行的时候,先执行函数参数,然后再执行函数体。这样就有一个不合理的地方,只有从函数体之中,才能知道参数是否应该以严格模式执行,但是参数却应该先于函数体执行。

两种方法可以规避这种限制。第一种是设定全局性的严格模式,这是合法的。第二种是把函数包在一个无参数的立即执行函数里面。

const doSomething = (function () {
  'use strict';
  return function(value = 42) {
    return value;
  };
}());

name 属性

函数的 name 属性,返回该函数的函数名。ES6 对这个属性的行为做出了一些修改。如果将一个匿名函数赋值给一个变量,ES5 的 name 属性,会返回空字符串,而 ES6 的 name 属性会返回实际的函数名。

var f = function () {};

// ES5
f.name // ""

// ES6
f.name // "f"

Function 构造函数返回的函数实例,name 属性的值为 anonymous。bind 返回的函数,name 属性值会加上 bound 前缀。

(new Function).name // "anonymous"

(function(){}).bind({}).name // "bound "

箭头函数

var f = v => v;
// 等同于
var f = function (v) { return v };

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;
};

如果箭头函数的代码块部分多于一条语句,就要使用大括号将它们括起来,并且使用 return 语句返回。由于大括号被解释为代码块,所以如果箭头函数直接返回一个对象,必须在对象外面加上括号,否则会报错。

var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; }

let getTempItem = id => { id: id, name: "Temp" };   // 报错
let getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" }); // 不报错

如果箭头函数只有一行语句,且不需要返回值,可以采用下面的写法。

let fn = () => void doesNotReturn();

箭头函数可以与变量解构结合使用。

const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;
// 等同于
function full(person) {
  return person.first + ' ' + person.last;
}

注意点

  • 函数体内的 this 对象,就是定义时所在的对象,而不是使用时所在的对象。
  • 不可以当作构造函数,也就是说,不可以使用new命令,否则会抛出一个错误。
  • 不可以使用 arguments 对象,该对象在函数体内不存在。如果要用,可以用 rest 参数代替。
  • 不可以使用yield命令,因此箭头函数不能用作 Generator 函数。

箭头函数可以让 setTimeout 里面的 this,绑定定义时所在的作用域,而不是指向运行时所在的作用域。

function Timer() {
  this.s1 = 0;
  this.s2 = 0;
  // 箭头函数
  setInterval(() => this.s1++, 1000);
  // 普通函数
  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

箭头函数的这种特性很有利于封装回调函数。

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);
  }
};

this 指向的固定化,并不是因为箭头函数内部有绑定 this 的机制,实际原因是箭头函数根本没有自己的 this,导致内部的 this 就是外层代码块的 this。正是因为它没有 this,所以也就不能用作构造函数。所以,箭头函数转成 ES5 的代码如下。

// ES6
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

// ES5
function foo() {
  var _this = this;

  setTimeout(function () {
    console.log('id:', _this.id);
  }, 100);
}

除了this,以下三个变量在箭头函数之中也是不存在的,指向外层函数的对应变量:arguments、super、new.target。

不适用场合

第一个场合是定义函数的方法,且该方法内部包括 this。

const cat = {
  lives: 9,
  jumps: () => {
    this.lives--; // 这里的 this 指向全局对象
  }
}

第二个场合是需要动态 this 的时候,也不应使用箭头函数。

var button = document.getElementById('press');
button.addEventListener('click', () => {
  this.classList.toggle('on'); // 这里的 this 指向全局对象
});

双冒号运算符

箭头函数可以绑定 this 对象,大大减少了显式绑定 this 对象的写法(call、apply、bind)。但是,箭头函数并不适用于所有场合,所以现在有一个提案,提出了“函数绑定”(function bind)运算符,用来取代call、apply、bind调用。函数绑定运算符是并排的两个冒号(::),双冒号左边是一个对象,右边是一个函数。该运算符会自动将左边的对象,作为上下文环境(即this对象),绑定到右边的函数上面。

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);
}

如果双冒号左边为空,右边是一个对象的方法,则等于将该方法绑定在该对象上面。

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);

如果双冒号运算符的运算结果,还是一个对象,就可以采用链式写法。

import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib";

getPlayers()
::map(x => x.character())
::takeWhile(x => x.strength > 100)
::forEach(x => console.log(x));

尾调用优化

尾调用(Tail Call)是函数式编程的一个重要概念,指某个函数的最后一步是调用另一个函数。“尾调用优化”(Tail call optimization),即只保留内层函数的调用帧。如果所有函数都是尾调用,那么完全可以做到每次执行时,调用帧只有一项,这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。

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);

对于尾递归来说,由于只存在一个调用帧,所以永远不会发生“栈溢出”错误。下面是一个阶乘函数的普通写法和尾递归写法:

function factorial(n) {
  if (n === 1) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}

factorial(5) // 空间复杂度 O(n)
function factorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5, 1) // 空间复杂度 O(1)

递归函数的改写

尾递归的实现,往往需要改写递归函数,确保最后一步只调用自身。做到这一点的方法,就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数。

注意:ES6 的尾调用优化只在严格模式下开启,正常模式是无效的。这是因为在正常模式下,函数内部有两个变量,可以跟踪函数的调用栈。

  • func.arguments:返回调用时函数的参数。
  • func.caller:返回调用当前函数的那个函数。

方法一是在尾递归函数之外,再提供一个正常形式的函数:

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

函数式编程有一个概念,叫做柯里化(Currying),意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。这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

第二种方法是采用 ES6 的函数默认值:

function factorial(n, total = 1) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5) // 120

尾递归优化的实现

递归之所以需要优化,原因是调用栈太多,造成溢出,那么只要减少调用栈,就不会溢出。怎么做可以减少调用栈呢?就是采用“循环”换掉“递归”。

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)
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