JavaScript函数的使用

前言

程序中的foo、bar、baz

在学习编程的过程中,你可能会经常看到foo、bar、baz这些名词:

  • 它们通常被用来作为函数、变量、文件的名词
  • 目前已经编程了计算机编程的术语一部分;
  • 但是它们本身并没有特别的用途和意义
  • 常被称之为 伪变量(metasyntactic variable)

那么它们有什么由来吗?

  • 事实上,foo、bar这些名词最早从什么时候、地方流行起来的一直是由争论的;
  • 一种说法是通过Digital(迪吉多,数字设备公司,成立于1957年的美国电脑公司)的手册说明流行起来的;
  • 一种说法是说源自于电子学中的反转foo信号;
  • 也有一种说法是foo因为出现在了一个漫画中,漫画中foo代表“好运”,与中文的福读音类似;

总之,foo、bar、baz已经是编程领域非常常用的名词。

  • 我个人也比较习惯在写一些变量、函数名词时使用这些词汇,大家做一个了解;

一、认识函数

1.函数的定义

  • 函数其实就是某段代码的封装,这段代码帮助我们完成某一个功能;

  • 默认情况下JavaScript引擎或者浏览器会给我们提供一些已经实现好的函数;

  • 我们也可以编写属于自己的函数

在开发程序时,使用函数可以提高编写的效率以及代码的重用;

2.函数的声明

JavaScript 有三种声明函数的方法。

2.1 function 命令

function命令声明的代码区块,就是一个函数。

function print(s) {
  console.log(s);
}

上面的代码命名了一个print函数,以后使用print()这种形式,就可以调用相应的代码。这叫做函数的声明(Function Declaration)

2.2 函数表达式

除了用function命令声明函数,还可以采用变量赋值的写法。

var print = function (s) {
  console.log(s);
};

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,该函数名只在函数体内部有效,在函数体外部无效。

var print = function x(){
  console.log(typeof x);
};

x
// ReferenceError: x is not defined

print()
// function

这种写法的用处有两个,一是可以在函数体内部调用自身,二是方便除错(除错工具显示函数调用栈时,将显示函数名,而不再显示这里是一个匿名函数)。因此,下面的形式声明函数也非常常见。

var f = function f() {};

2.3 Function 构造函数

第三种声明函数的方式是Function构造函数。

var add = new Function(
  'x',
  'y',
  'return x + y'
);

// 等同于
function add(x, y) {
  return x + y;
}

你可以传递任意数量的参数给Function构造函数,只有最后一个参数会被当做函数体,如果只有一个参数,该参数就是函数体。

var foo = new Function(
  'return "hello world";'
);

// 等同于
function foo() {
  return 'hello world';
}

Function构造函数可以不使用new命令,返回结果完全一样。

总的来说,这种声明函数的方式非常不直观,几乎无人使用。

3.函数的重复声明

如果同一个函数被多次声明,后面的声明就会覆盖前面的声明。

function f() {
  console.log(1);
}
f() // 2

function f() {
  console.log(2);
}
f() // 2

4.函数的调用

调用函数时,要使用圆括号运算符。圆括号之中,可以加入函数的参数。

function add(x, y) {
  return x + y;
}

add(1, 1) // 2

上面代码中,函数名后面紧跟一对圆括号,就会调用这个函数。

5.return语句

函数体内部的return语句,表示返回。JavaScript 引擎遇到return语句,就直接返回return后面的那个表达式的值,后面即使还有语句,也不会得到执行。也就是说,return语句所带的那个表达式,就是函数的返回值。return语句不是必需的,如果没有的话,该函数就不返回任何值,或者说返回undefined

function foo() {
    console.log(123);
}
var result1 = foo();
console.log(result1);//undefined

6.递归

函数可以调用自身,这就是递归(recursion)。下面就是通过递归,计算斐波那契数列的代码。

function fib(num) {
  if (num === 0) return 0;
  if (num === 1) return 1;
  return fib(num - 2) + fib(num - 1);
}

fib(6) // 8

二、函数的特性

1.头等公民

JavaScript 语言将函数看作一种,与其它值(数值、字符串、布尔值等等)地位相同。

凡是可以使用值的地方,就能使用函数。比如,可以把函数赋值给变量和对象的属性,也可以当作参数传入其他函数,或者作为函数的结果返回。函数只是一个可以执行的值,此外并无特殊之处。

由于函数与其他数据类型地位平等,所以在 JavaScript 语言中又称函数为第一等公民

通常我们对将函数作为头等公民的编程方式,称之为函数式编程

function add(x, y) {
  return x + y;
}

// 将函数赋值给一个变量
var operator = add;

// 将函数作为参数和返回值
function a(op){
  return op;
}
a(add)(1, 1)
// 2

2.函数名的提升

JavaScript 引擎将函数名视同变量名,所以采用function命令声明函数时,整个函数会像变量声明一样,被提升到代码头部。所以,下面的代码不会报错。

f();

function f() {}

表面上,上面代码好像在声明之前就调用了函数f。但是实际上,由于“变量提升”,函数f被提升到了代码头部,也就是在调用之前已经声明了。

不过这种特性只针对function命令的声明方式有效,函数表达式没有这个特性

foo();
// TypeError: undefined is not a function

var foo = function foo() {}

上面的代码等同于下面的形式

var f;
f();
f = function () {};

上面代码第二行,调用f的时候,f只是被声明了,还没有被赋值,等于undefined,所以会报错。

注意,如果像下面例子那样,采用function命令和var赋值语句声明同一个函数,由于存在函数提升,最后会采用var赋值语句的定义。

var f = function () {
  console.log('1');
}

function f() {
  console.log('2');
}

f() // 1

三、函数的属性和方法

1.name属性

函数的name属性返回函数的名字。

function f1() {}
f1.name // "f1"

如果是通过变量赋值定义的函数,那么name属性返回变量名。

var f2 = function () {};
f2.name // "f2"

如果变量的值是一个具名函数,那么name属性返回function关键字之后的那个函数名。

var f3 = function myName() {};
f3.name // 'myName'

name属性始终显示函数第一个赋值的变量名

var f1 = function f2() {}

function printFnName(fn) {
    console.log(fn.name);
}
printFnName();//f2

2.length 属性

函数的length属性返回函数预期传入的参数个数,即函数定义之中的参数个数。

function f(a, b) {}
f.length // 2

上面代码定义了空函数f,它的length属性就是定义时的参数个数。不管调用时输入了多少个参数,length属性始终等于2。

length属性提供了一种机制,判断定义时和调用时参数的差异,以便实现面向对象编程的“方法重载”(overload)。

3.toString()

函数的toString()方法返回一个字符串,内容是函数的源码。

function f() {
  a();
  b();
  c();
}

f.toString()
// function f() {
//  a();
//  b();
//  c();
// }

对于那些原生的函数,toString()方法返回function (){[native code]}

Math.sqrt.toString()
// "function sqrt() { [native code] }"

函数内部的注释也可以返回。

function f() {/*
  这是一个
  多行注释
*/}

f.toString()
// "function f(){/*
//   这是一个
//   多行注释
// */}"

利用这一点,可以变相实现多行字符串。

var multiline = function (fn) {
  var arr = fn.toString().split('\n');
  return arr.slice(1, arr.length - 1).join('\n');
};

function f() {/*
  这是一个
  多行注释
*/}

multiline(f);
// " 这是一个
//   多行注释"

四、函数的参数

1.概述

函数运行的时候,有时需要提供外部数据,不同的外部数据会得到不同的结果,这种外部数据就叫参数。

function foo(x, y) {
    return x + y;
}
foo(1, 2);
  • 形参(参数 parameter):定义 函数时,小括号中的参数,是用来接收参数用的,在函数内部 作为变量使用
  • 实参(参数 argument):调用 函数时,小括号中的参数,是用来把数据传递到 函数内部 用的

2.参数的省略

函数参数不是必需的,JavaScript 允许省略参数。

function f(a, b) {
  return a;
}

f(1, 2, 3) // 1
f(1) // 1
f() // undefined

f.length // 2

需要注意的是,函数的length属性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,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,只有显式传入undefined

function f(a, b) {
  return a;
}

f( , 1) // SyntaxError: Unexpected token ,(…)
f(undefined, 1) // undefined

3.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),传递方式是值传递(passes by value)。

var p = 2;

function f(p) {
  p = 3;
}
f(p);

p // 2

如果函数参数是复合类型的值(数组、对象、其他函数),传递方式是引用传递(pass by reference)。

var obj = { p: 1 };

function f(o) {
  o.p = 2;
}
f(obj);

obj.p // 2

4.arguments 对象

4.1 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。

在ES6的箭头函数中,已经将这个参数移除。用新增的可变参数写法替代了arguments

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,arguments[1]就是第二个参数,以此类推。这个对象只有在函数体内部,才可以使用。

var f = function (one) {
  console.log(arguments[0]);
  console.log(arguments[1]);
  console.log(arguments[2]);
}

f(1, 2, 3)
// 1
// 2
// 3

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] = 2;
  return a + b;
}

f(1, 1) // 5

严格模式下,arguments对象与函数参数不具有联动关系,不会影响到实际的函数参数。

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

f(1, 1) // 2

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
f() // 0

4.2 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sliceforEach),不能在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。下面是三种常用的转换方法:slice方法和逐一填入新数组。

// 方式一
var args = Array.prototype.slice.call(arguments);

// 方式二
var args = [];
for (var i = 0; i < arguments.length; i++) {
  args.push(arguments[i]);
}

// 方式三
var args = Array.from(arguments);

4.3 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,达到调用函数自身的目的。这个属性在严格模式里面是禁用的,因此不建议使用

5.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

调用函数f()的时候,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。

function f(a, a) {
  console.log(arguments[0]);//1
  console.log(a);//undefined
}

f(1) // 1

五、函数作用域

1.定义

作用域(scope)指的是变量存在的范围。在 ES5 的规范中,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,所有地方都可以读取;另一种是函数作用域,变量只在函数内部存在。

对于顶层函数来说,函数外部声明的变量就是全局变量(global variable),它可以在函数内部读取。

var v = 1;

function f() {
  console.log(v);
}

f()
// 1

在函数内部定义的变量,外部无法读取,称为“局部变量”(local variable)。

function f(){
    var v = 1;
}

v // ReferenceError: v is not defined

函数内部定义的变量,会在该作用域内覆盖同名全局变量。

var v = 1;

function f(){
  var v = 2;
  console.log(v);
}

f() // 2
v // 1

对于var命令来说,局部变量只能在函数内部声明,在其他区块中声明,一律都是全局变量。

var x = 1;
if (x = 1) {
    var a = 10;
}
console.log(a);//undefined

2.函数变量的提升

与全局作用域一样,函数作用域内部也会产生“变量提升”现象。var命令声明的变量,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;
  };
}

3.函数本身的作用域

函数本身也是一个值,也有自己的作用域。它的作用域与变量一样,就是其声明时所在的作用域,与其运行时所在的作用域无关。

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

function f() {
  var a = 2;
  x();
}

f() // 1

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。

函数体内部声明的函数,作用域绑定函数体内部。

function foo() {
  var x = 1;
  function bar() {
    console.log(x);
  }
  return bar;
}

var x = 2;
var f = foo();
f() // 1

上面代码中,函数foo内部声明了一个函数barbar的作用域绑定foo。当我们在foo外部取出bar执行时,变量x指向的是foo内部的x,而不是foo外部的x。正是这种机制,构成了下文要讲解的“闭包”现象。

六、函数的其他知识点

1.立即调用的函数表达式(IIFE)

根据 JavaScript 的语法,圆括号()跟在函数名之后,表示调用该函数。比如,print()就表示调用print函数。

有时,我们需要在定义函数之后,立即调用该函数。这时,你不能在函数的定义之后加上圆括号,这会产生语法错误。

function(){ /* code */ }();
// SyntaxError: Unexpected token (

产生这个错误的原因是,function这个关键字既可以当作语句,也可以当作表达式。

// 语句
function f() {}

// 表达式
var f = function f() {}

当作表达式时,函数可以定义后直接加圆括号调用。

var f = function f(){ return 1}();
f // 1

为了避免解析的歧义,JavaScript 规定,如果function关键字出现在行首,一律解释成语句。因此,引擎看到行首是function关键字之后,认为这一段都是函数的定义,不应该以圆括号结尾,所以就报错了。

函数定义后立即调用的解决方法,就是不要让function出现在行首,让引擎将其理解成一个表达式。最简单的处理,就是将其放在一个圆括号里面。

(function(){ /* code */ }());
// 或者
(function(){ /* code */ })();

上面两种写法都是以圆括号开头,引擎就会认为后面跟的是一个表达式,而不是函数定义语句,所以就避免了错误。

举一反三,任何让解释器以表达式来处理函数定义的方法,都能产生同样的效果,比如下面三种写法。

var i = function(){ return 10; }();
true && function(){ /* code */ }();
0, function(){ /* code */ }();

甚至可以这样写

!function () { /* code */ }();
~function () { /* code */ }();
-function () { /* code */ }();
+function () { /* code */ }();

通常情况下,只对匿名函数使用这种“立即执行的函数表达式”。

作用

  • 不必为函数命名,避免了污染全局变量
  • IIFE 内部形成了一个单独的作用域,可以封装一些外部无法读取的私有变量。
// 写法一
var tmp = newData;
processData(tmp);
storeData(tmp);

// 写法二
(function () {
  var tmp = newData;
  processData(tmp);
  storeData(tmp);
}());

上面代码中,写法二比写法一更好,因为完全避免了污染全局变量。

2.闭包

闭包(closure)是 JavaScript 语言的一个难点,也是它的特色,很多高级应用都要依靠闭包实现。

这里将闭包放到 javascript高级 进行讲解,详情请看:

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