函数

Mr.Hope ... 2019-09-23 JavaScript 大约 9 分钟

# 函数的其他知识点

# 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。

const n = 999;

function f1() {
  console.log(n);
}
f1(); // 999
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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() {
  const n = 999;
}

console.log(n);
// Uncaught ReferenceError: n is not defined(
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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() {
  const n = 999;
  function f2() {
    console.log(n); // 999
  }
}
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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() {
  const n = 999;
  function f2() {
    console.log(n);
  }
  return f2;
}

const result = f1();
result(); // 999
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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++;
  };
}

const inc = createIncrementor(5);

inc(); // 5
inc(); // 6
inc(); // 7
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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) {
  const _age;
  function setAge(n) {
    _age = n;
  }
  function getAge() {
    return _age;
  }

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

const p1 = Person("张三");

p1.setAge(25);
p1.getAge(); // 25
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上面代码中,函数Person的内部变量_age,通过闭包getAgesetAge,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。

# 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,您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 (
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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
const f = function f() {};
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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 */
})();
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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 */
  })()
);
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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。

const i = (function () {
  return 10;
})();
true &&
  (function () {
    /* code */
  })();
0,
  (function () {
    /* code */
  })();
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甚至像下面这样写,也是可以的。

!(function () {
  /* code */
})();
~(function () {
  /* code */
})();
-(function () {
  /* code */
})();
+(function () {
  /* code */
})();
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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
const tmp = newData;

processData(tmp);
storeData(tmp);

// 写法二
(function () {
  const tmp = newData;

  processData(tmp);
  storeData(tmp);
})();
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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。

# eval 命令

# 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("const a = 1;");
a; // 1
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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
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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
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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
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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。

let a = 1;
eval("a = 2");

a; // 2
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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("const foo = 123");
  console.log(foo); // ReferenceError: foo is not defined
})();
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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";
  const foo = 1;

  eval("foo = 2");
  console.log(foo); // 2
})();
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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。

# 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

const m = eval;
m("const x = 1");
x; // 1
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上面代码中,变量meval的别名。静态代码分析阶段,引擎分辨不出m('const 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evaleval内部一律是全局作用域。

const a = 1;

function f() {
  const a = 2;
  const e = eval;
  e("console.log(a)");
}

f(); // 1
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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, "...");
window.eval("...")(1, eval)("...")(eval, eval)("...");
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上面这些形式都是eval的别名调用,作用域都是全局作用域。

# 参考链接