JavaScript 系列博客（三）

前言

本篇介绍 JavaScript 中的函数知识。

函数的三种声明方法

function 命令

可以类比为 python 中的 def 关键词。

function 命令声明的代码区块，就是一个函数。命令后面是函数名，函数名后面的圆括号里面是要传入的形参名。函数体放在大括号里面。

function fn(name) {
    console.log(name);
}

使用 function 命名了一个 fn 函数，以后可以通过调用 fn 来运行该函数。这叫做函数的声明（Function Declaration）。

函数表达式

除了使用 function 命令声明函数外，可以采用变量赋值的写法。（匿名函数）

var fn = function(name) {
    console.log(name);
};

这种写法将一个匿名函数赋值给变量。这时，这个匿名函数又称之为函数表达式（Function Expression），因为赋值语句的等号右侧只能放表达式。

采用函数表达式声明函数时，function 命令后面不带有函数名。如果加上函数名，该函数名只能在函数体内访问，在函数体外部无效。

var fn = function x(name) {
    console.log(typeof x);
};
x
// ReferenceError: x is not defined
fn();
// function

声明函数时，在函数表达式后加了函数名 x，这个 x 只可以在函数内部使用，指代函数表达式本身。这种写法有两个用处：一可以在函数体内部调用自身；二方便debug（debug 显示函数调用栈时，会显示函数名）。需要注意的是，函数表达式需要在语句的结尾加上分号，表示语句结束。而函数的声明在结尾的大括号后面不用加分号。

Function 构造函数

第三种声明函数的方法是通过构造函数，可以理解为 python 中的函数类，通过传入参数并且返回结果就可以创建一个函数。

构造函数接收三个参数，最后一个为 add函数的‘’函数体‘’，其他参数为add 函数的参数。可以为构造函数传递任意数量的参数，不过只有最后一个参数被当做函数体，如果只有一个参数，该参数就是函数体。

Function 构造函数也可以不用 new 命令，结果一样。这种声明函数的方式不直观，使用概率很少。

函数的调用

和 python 一样，调用一个函数通过圆括号，圆括号中是要传入的实参。

函数体内部的 return 语句，表示返回。JavaScript 引擎遇到 return 时，就直接返回 return 后面表达式的值（和 python 一样），所以 return 后面的代码是无意义的，如果没有 return 那么就会返回 undefined（python 中返回 None）。

函数作用域

作用域的定义

作用域指的是变量存在的范围。在 ES5中，JavaScript 只有两种作用域：一种是全局作用域，变量在整个程序中一直存在，任意位置可以访问到；另一种是函数作用域，也称之为局部作用域，变量只有在函数内部才能访问到。ES6新增了块级作用域，等价于局部作用域一样，就是新增了一种产生局部作用域的方式。通过大括号产生块级作用域。

在函数外部声明的变量就是全局变量，可以在任意位置读取。

在函数内部定义的变量，外部无法读取，只有在函数内部可以访问到。并且函数内部定义的同名变量，会在函数内覆盖全局变量。

注意：对于 var 命令来说，局部变量只可以在函数内部声明，在其他区块中声明，一律都是全局变量。ES6中声明变量的命令改为 let，在区块中声明变量产生块级作用域。

函数内部的变量提升

与全局作用域一样，函数作用域也会产生‘’变量提升‘’现象。var 命令生命的变量，不管在什么位置，变量声明都会被提升到函数体的头部。

function foo(x) {
    if (x > 100) {
        var tmp = x - 100;
    }
}

// 等同于
function foo(x) {
    var tmp;
    if (x > 100) {
        tmp = x - 100;
    }
}

函数本身的作用域

函数和其他值（数值、字符串、布尔值等）地位相同。凡是可以使用值得地方，就可以使用函数。比如，可以把函数赋值给变量和对象的属性，也可以当做参数传入其他函数，或者作为函数的结果返回。函数是一个可以执行的值，此外没有特殊之处。

函数也有自己的作用域，函数的作用域称为局部作用域。与变量一样，就是其生命时所在的作用域，与其运行时所在的作用域无关（闭包、装饰器）。通俗地讲就是在定义函数的时候，作用域已经就确定好了，那么在访问变量的时候就开始从本作用域开始查找，而与函数的调用位置无关。

var x = function () {
    var a = 1;
    console.log(a);
};
function y() {
    var a = 2;
    x();
}
y(); // 1

函数 x 是在函数 f 的外部生命的，所以它的作用域绑定外层，内部变量 a 不会到函数 f 体内取值，所以输出1，而不是2。

总之，函数执行时所在的作用域，是定义时的作用域，而不是调用时所在的作用域。

函数参数

调用函数时，有时候需要外部传入的实参，传入不同的实参会得到不同的结果，这种外部数据就叫参数。

参数的省略

在 JavaScript 中函数参数不是必需的，就算传入的参数和形参的个数不相等也不会报错。调用时无论提供多少个参数（或者不提供参数），JavaScript 都不会报错。省略的参数的值变为 undefined。需要注意的是，函数的 length 属性值与实际传入的参数个数无关，只反映函数预期传入的参数个数。

但是，JavaScript 中的参数都是位置参数，所以没有办法只省略靠前的参数，而保留靠后的参数。如果一定要省略靠前的参数，只有显示的传入 undefined。

传递方式

函数参数如果是原始类型的值（数值、字符串、布尔值），传递方式是传值传递（pass by value）。这意味着，在函数体内修改参数值，不会影响到函数外部（局部变量的修改不会影响到全局变量：对于基本数据类型）。

但是，如果函数参数是复合类型的值（数组、对象、其他函数），因为传值方式为地址传递（pass by reference）。也就是说，传入函数的原始值的地址，因此在函数内部修改参数，将会影响到原始值。

注意：如果函数内部修改的不是参数对象的某个属性，而是直接替换掉整个参数，这时不会影响到原始值。

var obj = [1, 2, 3];

function f(o) {
    o = [2, 3, 4];
}
f(obj);

obj // [1, 2, 3]

上面代码，在函数 f 内部，参数对象 obj 被整个替换成另一个值。这时不会影响到原始值。这是因为，形式参数（o）的值实际上是参数 obj 的地址，重新对o 赋值导致 o 指向另一个地址，保存在原地址上的数据不会被改变。

同名参数

如果有同名的参数，则取最后出现的那个值。

function f(a, a) {
    console.log(a);
}

f(1, 2) // 2

上面代码中，函数 f 有两个参数，且参数名都是 a。取值的时候，以后面的 a 为准，即使后面的a 没有值或被省略，也是以其为准。

function f(a, a) {
    console.log(a);
}
f(1) // undefined

调用函数 f 时，没有提供第二个参数，a 的取值就变成了 undefined。这时，如果要获得第一个 a 的值，可以使用 arguments 对象（类比linux 中的arg）。

function f(a, a) {
    console.log(arguments[0]);
}

f(1) // 1

arguments 对象

定义

由于 JavaScript 允许函数有不定数目的参数，所以需要一种机制，可以在函数体内部读取所有参数。这就是 arguments 对象的由来。

arguments 对象包含了函数运行时的所有参数，arguments[0]就是第一个参数，以此类推。注意：该对象只有在函数体内部才可以使用。

正常模式下，arguments 对象可以在运行时修改。

var f = function(a, b) {
    arguments[0] = 3;
    arguments[1] = 3;
    return a + b;
}
f(1, 1) // 5

上面代码中，调用 f 时传入的参数，在函数体内被修改了，那么结果也会修改。

严格模式下，arguments 对象是一个只读对象，修改它是无效的，但不会报错。

var f = function(a, b) {
    'use strict'; // 开启严格模式
    arguments[0] = 3; // 无效
    arguments[1] = 2; // 无效
    return a + b;
}

f(1, 1) // 2

开启严格模式后，虽然修改参数不报错，但是是无效的。

通过 arguments 对象的 length 属性，可以判断函数调用时到底带几个参数。

function f() {
    return arguments.length;
}
f(1, 2, 3) // 3
f(1) // 1

与数组的关系

需要注意的是，虽然 arguments 很像数组，但它是一个对象。数组专有的方法（比如 slice 和 forEach），不能再 arguments 对象上直接使用。

如果要让 arguments 对象使用数组方法，真正的解决方法是将 arguments 转为真正的数组。下面是两种常用的转换方法：slice 方法和逐一填入新数组。

var args = Array.prototype.slice.call(arguments);

// var args = [];
for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
    args.push(arguments[i]);
}

callee 属性

arguments 对象带有一个 callee 属性，返回它所对应的原函数。

var f = function() {
    console.log(arguments.callee === f);
}
f(); // true

可以通过 arguments.callee，达到调用自身的目的。这个属性在严格模式里面是禁用的，不建议使用。

函数闭包

闭包是所有编程语言的难点，在 python 中闭包的多应用于装饰器中。在 JavaScript 中闭包多用于创建作用域，或者解决变量污染的问题。

理解闭包，首先需要理解变量作用域。在 ES5中，JavaScript 只有两种作用域：全局作用于和函数作用域。函数内部可以直接读取全局变量。

var n = 999;

function f1() {
    console.log(n);
}
f1(); // 999,n是全局变量，可以被访问到

但是函数外部无法读物函数内部声明的变量。

function f1() {
    var n = 999;
}
console.log(n);
// Uncaught ReferenceError: n is not defined

因为变量作用域的关系，在外部需要访问到局部变量在正常情况下是做不到的，这就可以通过闭包来实现。下来来看一个经典例子：循环绑定事件产生的变量污染

<div class="box">
    0000001
</div>
<div class="box">
    0000002
</div>
<div class="box">
    0000003
</div>
<script>
    var divs = document.querySelectorAll(".box");
    // 存在污染的写法
    for (var i =0; i < divs.length; i++) {
        divs.onclick = function () {
            console.log('xxx', i)
        }
    }
    // 运行结果显示4
</script>

会产生变量污染的原因是作用域，因为 var 并不产生作用域，所以在 for循环中的变量就是全局变量，只要 for循环结束那么 i 的值就确定了，除非在极限情况下，你的手速比 cpu 还要快，那么可能会看到小于4的值。这样的问题可以通过函数的闭包来解决。产生新的作用域用来保存 i 的值。

for (var i = 0; i < divs.length; i++) {
    (function () {
        var index = i;
        divs[index].onclick = function () {
            console.log('xxx', index);
        }
    })()
}
// 另一种版本
for (var i = 0; i < divs.length; i++) {
    function(i) {
        divs[i].onclick = function () {
            console.log('yyy', i)
        }
    }(i)
}

利用闭包原理产生新的作用域用来保存变量 i 的值，这样就解决了变量污染的问题，还有利用ES6的声明变量关键词 let，也会产生新的作用域（块级作用域）也可以解决变量污染的问题。

在 JavaScript 中，嵌套函数中的子函数中可以访问到外部函数中的局部变量，但是外部函数访问不到子函数中的局部变量，这是 JavaScript 中特有的‘’链式作用域‘’结构（python 也一样），子对象会一级一级的向上寻找所有父对象的变量。所以，父对象的所有变量，对子对象都是可见的，反之则不成立。可以简单地把闭包理解为‘’定义在一个函数内部的函数‘’，闭包最大的特点就是它可以‘’记住‘’诞生的环境，在本质上闭包就是将函数内部和函数外连接起来的一座桥梁。

必报的最大用处有两个，一个是可以读取函数内部的变量，另一个就是让这些变量始终保持在内存中，即闭包可以使得它诞生的环境一直存在。下面的例子：

function createIncrementor(start) {
    return function () {
        return start++;
    };
}

var inc = createIncrementor(5);

inc(); // 5
inc(); // 6
inc(): // 7

上面代码中，start 是函数 createIncrementor 的内部变量。通过闭包，start 的状态被保存，每一次调用都是在上一次调用的基础上进行计算。从中可以看出，闭包 inc 使得函数 createIncrementor 的内部环境一直存在。所以闭包可以看做是函数内部作用域的一个接口。为什么会这样呢？原因就在于 inc 始终在内存中，而 inc 的存在依赖于 createIncrementor，因此也一直存在于内存中，不会再外层函数调用结束后 start 变量被垃圾回收机制回收。

闭包的另外一个用处是封装对象的私有属性和私有方法。（这部分还不太懂，还需要琢磨）

function Person(name) {
  var _age;
  function setAge(n) {
    _age = n;
  }
  function getAge() {
    return _age;
  }

  return {
    name: name,
    getAge: getAge,
    setAge: setAge
  };
}

var p1 = Person('张三');
p1.setAge(25);
p1.getAge() // 25

上面代码中，函数 Person 的内部变量_age，通过闭包 getAge 和 setAge，变成了返回对象p1的私有变量。

注意：外城函数每次运行，都会产生一个新的闭包，而这个闭包又会保留外城函数的内部变量，所以内存消耗很大。