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「JavaScript 教程」数据类型-函数

函数是一段可以反复调用的代码块。函数还能接受输入的参数,不同的参数会返回不同的值。

1、概述

1.1、函数的声明

JavaScript 有三种声明函数的方法。

(1)function 命令

function命令声明的代码区块,就是一个函数。Function命令后面是函数名,函数名后面是一对圆括号,里面是传入函数的参数。函数体放在大括号里面。

function print(s) { con(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)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) { con(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(){ con(typeof x); }; x// ReferenceError: x is not defined print()// function

上面代码在函数表达式中,加入了函数名x。这个x只在函数体内部可用,指代函数表达式本身,其他地方都不可用。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() {};

需要注意的是,函数的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。总的来说,这两种声明函数的方式,差别很细微,可以近似认为是等价的。

(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; }

上面代码中,Function构造函数接受三个参数,除了最后一个参数是add函数的“函数体”,其他参数都是add函数的参数。

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。

1.2、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() { con(1); } f() // 2 function f() { con(2); } f() // 2

上面代码中,后一次的函数声明覆盖了前面一次。而且,由于函数名的提升(参见下文),前一次声明在任何时候都是无效的,这一点要特别注意。

1.3、圆括号运算符,return 语句和递归

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。

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。

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

上面代码中,fib函数内部又调用了fib,计算得到斐波那契数列的第6个元素是8。

1.4、第一等公民

JavaScript 语言将函数看作一种值,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。

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


1.5、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。但是,如果采用赋值语句定义函数,JavaScript 就会报错。

f();var f = function (){}; // TypeError: undefined is not a function

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。因此,如果同时采用function命令和赋值语句声明同一个函数,最后总是采用赋值语句的定义。

var f = function () { con('1'); }function f() { con('2'); } f() // 1


2、函数的属性和方法

2.1、name 属性

函数的name属性返回函数的名字。

function f1() {} // "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"

但是,上面这种情况,只有在变量的值是一个匿名函数时才是如此。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() {}; // 'myName'

上面代码中,返回函数表达式的名字。注意,真正的函数名还是f3,而myName这个名字只在函数体内部可用。

name属性的一个用处,就是获取参数函数的名字。

var myFunc = function () {}; function test(f) { con); } test(myFunc) // myFunc

上面代码中,函数test内部通过name属性,就可以知道传入的参数是什么函数。

2.2、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)。

2.3、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();// }

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 = ().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"


3、函数作用域

3.1、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。ES6 又新增了块级作用域,本教程不涉及。

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() { con(v); } f()// 1

上面的代码表明,函数f内部可以读取全局变量v。

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

上面代码中,变量v在函数内部定义,所以是一个局部变量,函数之外就无法读取。

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; con(v); } f() // 2v // 1

上面代码中,变量v同时在函数的外部和内部有定义。结果,在函数内部定义,局部变量v覆盖了全局变量v。

注意,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。

if (true) { var x = 5; }con(x); // 5

上面代码中,变量x在条件判断区块之中声明,结果就是一个全局变量,可以在区块之外读取。

3.2、函数内部的变量提升

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; }; }

3.3、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 () { con(a); };function f() { var a = 2; x(); } f() // 1

上面代码中,函数x是在函数f的外部声明的,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。

很容易犯错的一点是,如果函数A调用函数B,却没考虑到函数B不会引用函数A的内部变量。

var x = function () { con(a); };function y(f) { var a = 2; f(); } y(x)// ReferenceError: a is not defined

上面代码将函数x作为参数,传入函数y。但是,函数x是在函数y体外声明的,作用域绑定外层,因此找不到函数y的内部变量a,导致报错。

同样的,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() { con(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bar,bar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。

4、参数

4.1、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 square(x) { return x * x; } square(2) // 4 square(3) // 9

上式的x就是square函数的参数。每次运行的时候,需要提供这个值,否则得不到结果。

4.2、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) // f() // undefined f.length // 2

上面代码的函数f定义了两个参数,但是运行时无论提供多少个参数(或者不提供参数),JavaScript 都不会报错。省略的参数的值就变为undefined。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

上面代码中,如果省略第一个参数,就会报错。

4.3、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),传递方式是传值传递(passes 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。

var p = 2;function f(p) { p = 3; } f(p); p // 2

上面代码中,变量p是一个原始类型的值,传入函数f的方式是传值传递。因此,在函数内部,p的值是原始值的拷贝,无论怎么修改,都不会影响到原始值。

但是,如果函数参数是复合类型的值(数组、对象、其他函数),传递方式是传址传递(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。

var obj = { p: 1 };function f(o) { o.p = 2; } f(obj); obj.p // 2

上面代码中,传入函数f的是参数对象obj的地址。因此,在函数内部修改obj的属性p,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]

上面代码中,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,保存在原地址上的值当然不受影响。

4.4、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) { con(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) { con(a); } f(1) // undefined

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) { con(arguments[0]); } f(1) // 1


4.5、arguments 对象

(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。

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) { con(arguments[0]); con(arguments[1]); con(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

上面代码中,函数f调用时传入的参数,在函数内部被修改成3和2。

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

上面代码中,函数体内是严格模式,这时修改arguments对象就是无效的。

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 argumen; } f(1, 2, 3) // 3f(1) // 1f() // 0

(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slice和forEach),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。下面是两种常用的转换方法:slice方法和逐一填入新数组。

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

(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 () { con === f); } f() // true

可以通过argumen,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、函数的其他知识点

5.1、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。

理解闭包,首先必须理解变量作用域。前面提到,JavaScript 有两种作用域:全局作用域和函数作用域。函数内部可以直接读取全局变量。

var n = 999;function f1() { con(n); } f1() // 999

上面代码中,函数f1可以读取全局变量n。

但是,函数外部无法读取函数内部声明的变量。

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

上面代码中,函数f1内部声明的变量n,函数外是无法读取的。

如果出于种种原因,需要得到函数内的局部变量。正常情况下,这是办不到的,只有通过变通方法才能实现。那就是在函数的内部,再定义一个函数。

function f1() { var n = 999; function f2() {   con(n); // 999 } }

上面代码中,函数f2就在函数f1内部,这时f1内部的所有局部变量,对f2都是可见的。但是反过来就不行,f2内部的局部变量,对f1就是不可见的。这就是 JavaScript 语言特有的"链式作用域"结构(chain scope),子对象会一级一级地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。

既然f2可以读取f1的局部变量,那么只要把f2作为返回值,我们不就可以在f1外部读取它的内部变量了吗!

function f1() { var n = 999; function f2() { con(n); } return f2; }var result = f1(); result(); // 999

上面代码中,函数f1的返回值就是函数f2,由于f2可以读取f1的内部变量,所以就可以在外部获得f1的内部变量了。

闭包就是函数f2,即能够读取其他函数内部变量的函数。由于在 JavaScript 语言中,只有函数内部的子函数才能读取内部变量,因此可以把闭包简单理解成“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,比如f2记住了它诞生的环境f1,所以从f2可以得到f1的内部变量。在本质上,闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。

闭包的最大用处有两个,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环境一直存在。请看下面的例子,闭包使得内部变量记住上一次调用时的运算结果。

function createIncrementor(start) { return function () { return start++; }; }var inc = createIncrementor(5); inc() // 5inc() // 6inc() // 7

上面代码中,start是函数createIncrementor的内部变量。通过闭包,start的状态被保留了,每一次调用都是在上一次调用的基础上进行计算。从中可以看到,闭包inc使得函数createIncrementor的内部环境,一直存在。所以,闭包可以看作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,因此也始终在内存中,不会在调用结束后,被垃圾回收机制回收。

闭包的另一个用处,是封装对象的私有属性和私有方法。

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'); (25); () // 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,外层函数每次运行,都会生成一个新的闭包,而这个闭包又会保留外层函数的内部变量,所以内存消耗很大。因此不能滥用闭包,否则会造成网页的性能问题。

5.2、立即调用的函数表达式(IIFE)

在 Javascript 中,圆括号()是一种运算符,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这个关键字即可以当作语句,也可以当作表达式。

// 语句 function f() {} // 表达式 var f = function f() {}

为了避免解析上的歧义,JavaScript 引擎规定,如果function关键字出现在行首,一律解释成语句。因此,JavaScript 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。

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示式,而不是函数定义语句,所以就避免了错误。这就叫做“立即调用的函数表达式”(Immediately-Invoked Function Expression),简称 IIFE。

注意,上面两种写法最后的分号都是必须的。如果省略分号,遇到连着两个 IIFE,可能就会报错。

// 报错(function(){ /* code */ }()) (function(){ /* code */ }())

上面代码的两行之间没有分号,JavaScript 会将它们连在一起解释,将第二行解释为第一行的参数。

推而广之,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 */ }();

甚至像下面这样写,也是可以的。

!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”。它的目的有两个:一是不必为函数命名,避免了污染全局变量;二是 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。

6、eval 命令

6.1、基本用法

eval命令接受一个字符串作为参数,并将这个字符串当作语句执行。

eval('var a = 1;'); a // 1

上面代码将字符串当作语句运行,生成了变量a。

如果参数字符串无法当作语句运行,那么就会报错。

eval('3x') // Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token

放在eval中的字符串,应该有独自存在的意义,不能用来与eval以外的命令配合使用。举例来说,下面的代码将会报错。

eval('return;'); // Uncaught SyntaxError: Illegal return statement

上面代码会报错,因为return不能单独使用,必须在函数中使用。

如果eval的参数不是字符串,那么会原样返回。

eval(123) // 123

eval没有自己的作用域,都在当前作用域内执行,因此可能会修改当前作用域的变量的值,造成安全问题。

var a = 1;eval('a = 2'); a // 2

上面代码中,eval命令修改了外部变量a的值。由于这个原因,eval有安全风险。

为了防止这种风险,JavaScript 规定,如果使用严格模式,eval内部声明的变量,不会影响到外部作用域。

(function f() { 'use strict'; eval('var foo = 123'); con(foo); // ReferenceError: foo is not defined })()

上面代码中,函数f内部是严格模式,这时eval内部声明的foo变量,就不会影响到外部。

不过,即使在严格模式下,eval依然可以读写当前作用域的变量。

(function f() { 'use strict'; var foo = 1; eval('foo = 2'); con(foo); // 2 })()

上面代码中,严格模式下,eval内部还是改写了外部变量,可见安全风险依然存在。

总之,eval的本质是在当前作用域之中,注入代码。由于安全风险和不利于 JavaScript 引擎优化执行速度,所以一般不推荐使用。通常情况下,eval最常见的场合是解析 JSON 数据的字符串,不过正确的做法应该是使用原生的JSON.parse方法。

6.2、eval 的别名调用

前面说过eval不利于引擎优化执行速度。更麻烦的是,还有下面这种情况,引擎在静态代码分析的阶段,根本无法分辨执行的是eval。

var m = eval; m('var x = 1'); x // 1

上面代码中,变量m是eval的别名。静态代码分析阶段,引擎分辨不出m('var x = 1')执行的是eval命令。

为了保证eval的别名不影响代码优化,JavaScript 的标准规定,凡是使用别名执行eval,eval内部一律是全局作用域。

var a = 1;function f() { var a = 2; var e = eval; e('con(a)'); } f() // 1

上面代码中,eval是别名调用,所以即使它是在函数中,它的作用域还是全局作用域,因此输出的a为全局变量。这样的话,引擎就能确认e()不会对当前的函数作用域产生影响,优化的时候就可以把这一行排除掉。

eval的别名调用的形式五花八门,只要不是直接调用,都属于别名调用,因为引擎只能分辨eval()这一种形式是直接调用。

eval.call(null, '...'('...') (1, eval)('...') (eval, eval)('...')

上面这些形式都是eval的别名调用,作用域都是全局作用域。


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责任编辑: 鲁达

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