《JavaScript 闯关记》之函数

摘要：把上面的函数声明改为等价的函数表达式，就会在执行期间导致错误。换句话说，引用的是函数据以执行的环境对象当在网页的全局作用域中调用函数时，对象引用的就是。这两个方法的用途都是在特定的作用域中调用函数，实际上等于设置函数体内对象的值。

函数是一段代码，它只定义一次，但可以被执行或调用任意次。在 JavaScript 里，函数即对象，程序可以随意操控它们。比如，可以把函数赋值给变量，或者作为参数传递给其他函数，也可以给它们设置属性，甚至调用它们的方法。如果函数挂载在一个对象上，作为对象的一个属性，就称它为对象的方法。如果函数嵌套在其他函数中定义，这样它们就可以访问它们被定义时所处的作用域中的任何变量。

在 JavaScript 中，函数实际上是对象，每个函数都是 Function 构造函数的实例，因此函数名实际上也是一个指向函数对象的指针，不会与某个函数绑定。函数通常有以下3中定义方式。例如：

// 写法一：函数声明（推荐写法）
function sum (num1, num2) {
    return num1 + num2;
}

// 写法二：函数表达式（推荐写法）
var sum = function(num1, num2){
    return num1 + num2;
};

// 写法三：Function 构造函数（不推荐写法）
var sum = new Function("num1", "num2", "return num1 + num2"); 

由于函数名仅仅是指向函数的指针，因此函数名与包含对象指针的其他变量没有什么不同。换句话说，一个函数可能会有多个名字。例如：

function sum(num1, num2){
    return num1 + num2;
}
console.log(sum(10,10));        // 20

var anotherSum = sum;
console.log(anotherSum(10,10)); // 20

sum = null;
console.log(anotherSum(10,10)); // 20

将函数名想象为指针，也有助于理解为什么 JavaScript 中没有函数重载的概念。

function addSomeNumber(num){
    return num + 100;
}

function addSomeNumber(num) {
    return num + 200;
}

var result = addSomeNumber(100);    // 300

显然，这个例子中声明了两个同名函数，而结果则是后面的函数覆盖了前面的函数。以上代码实际上与下面的代码没有什么区别。

var addSomeNumber = function (num){
    return num + 100;
};

addSomeNumber = function (num) {
    return num + 200;
};

var result = addSomeNumber(100);    // 300

通过重写代码之后可以很容易明白，在创建第二个函数时，实际上覆盖了引用第一个函数的变量 addSomeNumber。

解析器在向执行环境中加载数据时，对「函数声明」和「函数表达式」并非一视同仁。解析器会率先读取函数声明，并使其在执行任何代码之前可用（可以访问）；至于函数表达式，则必须等到解析器执行到它所在的代码行，才会真正被解释执行。例如：

console.log(sum(10,10)); // 20
function sum(num1, num2){
    return num1 + num2;
}

以上代码完全可以正常运行。因为在代码开始执行之前，解析器就已经通过一个名为函数声明提升（function declaration hoisting）的过程，读取并将函数声明添加到执行环境中。对代码求值时，JavaScript 引擎在第一遍会声明函数并将它们放到源代码树的顶部。所以，即使声明函数的代码在调用它的代码后面，JavaScript 引擎也能把函数声明提升到顶部。把上面的「函数声明」改为等价的「函数表达式」，就会在执行期间导致错误。例如：

console.log(sum(10,10)); // Uncaught TypeError: sum is not a function
var sum = function(num1, num2){
    return num1 + num2;
};

除了上述区别之外，「函数声明」与「函数表达式」的语法是等价的。

因为 JavaScript 中的函数名本身就是变量，所以函数也可以作为值来使用。也就是说，不仅可以像传递参数一样把一个函数传递给另一个函数，而且可以将一个函数作为另一个函数的结果返回。来看一看下面的函数。

function callSomeFunction(someFunction, someArgument){
    return someFunction(someArgument);
}

这个函数接受两个参数。第一个参数应该是一个函数，第二个参数应该是要传递给该函数的一个值。然后，就可以像下面的例子一样传递函数了。

function add10(num){
    return num + 10;
}

var result1 = callSomeFunction(add10, 10);
console.log(result1);   // 20

function getGreeting(name){
    return "Hello, " + name;
}

var result2 = callSomeFunction(getGreeting, "Nicholas");
console.log(result2);   // "Hello, Nicholas"

这里的 callSomeFunction() 函数是通用的，即无论第一个参数中传递进来的是什么函数，它都会返回执行第一个参数后的结果。要访问函数的指针而不执行函数的话，必须去掉函数名后面的那对圆括号。因此上面例子中传递给 callSomeFunction() 的是 add10 和 getGreeting，而不是执行它们之后的结果。

当然，还可以从一个函数中返回另一个函数，而且这也是极为有用的一种技术。例如，假设有一个对象数组，我们想要根据某个对象属性对数组进行排序。而传递给数组 sort() 方法的比较函数要接收两个参数，即要比较的值。可是，我们需要一种方式来指明按照哪个属性来排序。要解决这个问题，可以定义一个函数，它接收一个属性名，然后根据这个属性名来创建一个比较函数，下面就是这个函数的定义。

function createComparisonFunction(propertyName) {
    return function(object1, object2){
        var value1 = object1[propertyName];
        var value2 = object2[propertyName];
        if (value1 < value2){
            return -1;
        } else if (value1 > value2){
            return 1;
        } else {
            return 0;
        }
    };
}

这个函数定义看起来有点复杂，但实际上无非就是在一个函数中嵌套了另一个函数，而且内部函数前面加了一个 return 操作符。在内部函数接收到 propertyName 参数后，它会使用方括号表示法来取得给定属性的值。取得了想要的属性值之后，定义比较函数就非常简单了。上面这个函数可以像在下面例子中这样使用。

var data = [{name: "Zachary", age: 28}, {name: "Nicholas", age: 29}];

data.sort(createComparisonFunction("name"));
console.log(data[0].name);  // Nicholas

data.sort(createComparisonFunction("age"));
console.log(data[0].name);  // Zachary

这里，我们创建了一个包含两个对象的数组 data。其中，每个对象都包含一个 name 属性和一个 age 属性。在默认情况下，sort() 方法会调用每个对象的 toString() 方法以确定它们的次序；但得到的结果往往并不符合人类的思维习惯。因此，我们调用 createComparisonFunction("name") 方法创建了一个比较函数，以便按照每个对象的 name 属性值进行排序。而结果排在前面的第一项是 name 为 "Nicholas"，age 是 29 的对象。然后，我们又使用了 createComparisonFunction("age") 返回的比较函数，这次是按照对象的age属性排序。得到的结果是 name 值为 "Zachary"，age 值是 28 的对象排在了第一位。

在函数内部，有两个特殊的对象：arguments 和 this。其中，arguments 是一个类数组对象，包含着传入函数中的所有参数。虽然 arguments 的主要用途是保存函数参数，但这个对象还有一个名叫 callee 的属性，该属性是一个指针，指向拥有这个 arguments 对象的函数。请看下面这个非常经典的阶乘函数。

function factorial(num){
if (num <= 1) {
        return 1;
    } else {
        return num * factorial(num-1)
    }
}

定义阶乘函数一般都要用到递归算法，如上面的代码所示，在函数有名字，而且名字以后也不会变的情况下，这样定义没有问题。但问题是这个函数的执行与函数名 factorial 紧紧耦合在了一起。为了消除这种紧密耦合的现象，可以像下面这样使用 arguments.callee。

function factorial(num){
    if (num <=1) {
        return 1;
    } else {
        return num * arguments.callee(num-1)
    }
}

在这个重写后的 factorial() 函数的函数体内，没有再引用函数名 factorial。这样，无论引用函数时使用的是什么名字，都可以保证正常完成递归调用。例如：

var trueFactorial = factorial;

factorial = function(){
    return 0;
};

console.log(trueFactorial(5));  // 120
console.log(factorial(5));      // 0

在此，变量 trueFactorial 获得了 factorial 的值，实际上是在另一个位置上保存了一个函数的指针。然后，我们又将一个简单地返回 0 的函数赋值给 factorial 变量。如果像原来的 factorial() 那样不使用 arguments.callee，调用 trueFactorial() 就会返回 0。可是，在解除了函数体内的代码与函数名的耦合状态之后，trueFactorial() 仍然能够正常地计算阶乘；至于 factorial()，它现在只是一个返回 0 的函数。

函数内部的另一个特殊对象是 this，其行为与 Java 和 C# 中的 this 大致类似。换句话说，this 引用的是函数据以执行的环境对象（当在网页的全局作用域中调用函数时，this 对象引用的就是 window）。来看下面的例子。

window.color = "red";
var o = { color: "blue" };

function sayColor(){
    console.log(this.color);
}
sayColor();     // "red"

o.sayColor = sayColor;
o.sayColor();   // "blue"

上面这个函数 sayColor() 是在全局作用域中定义的，它引用了 this 对象。由于在调用函数之前，this 的值并不确定，因此 this 可能会在代码执行过程中引用不同的对象。当在全局作用域中调用 sayColor() 时，this 引用的是全局对象 window；换句话说，对 this.color 求值会转换成对 window.color 求值，于是结果就返回了 "red"。而当把这个函数赋给对象 o 并调用 o.sayColor() 时，this 引用的是对象 o，因此对 this.color 求值会转换成对 o.color 求值，结果就返回了 "blue"。

请大家一定要牢记，函数的名字仅仅是一个包含指针的变量而已。因此，即使是在不同的环境中执行，全局的 sayColor() 函数与 o.sayColor() 指向的仍然是同一个函数。

ECMAScript 5也规范化了另一个函数对象的属性 caller。这个属性中保存着「调用当前函数的函数的引用」，如果是在全局作用域中调用当前函数，它的值为 null。例如：

function outer(){
    inner();
}

function inner(){
    console.log(arguments.callee.caller);
} 

outer();

以上代码会导致警告框中显示 outer() 函数的源代码。因为 outer() 调用了 inter()，所以 arguments.callee.caller 就指向 outer()。

在严格模式下，访问 arguments.callee属性，或为函数的 caller 属性赋值，都会导致错误。

JavaScript 中的函数是对象，因此函数也有属性和方法。每个函数都包含两个属性：length 和 prototype。其中，length 属性表示函数希望接收的命名参数的个数，如下面的例子所示。

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

function sum(num1, num2){
    return num1 + num2;
}

function sayHi(){
    console.log("hi");
}

console.log(sayName.length);      // 1
console.log(sum.length);          // 2
console.log(sayHi.length);        // 0

对于 JavaScript 中的引用类型而言，prototype 是保存它们所有实例方法的真正所在。换句话说，诸如 toString() 和 valueOf() 等方法实际上都保存在 prototype 名下，只不过是通过各自对象的实例访问罢了。在创建自定义引用类型以及实现继承时，prototype 属性的作用是极为重要的。在 ECMAScript 5中，prototype 属性是不可枚举的，因此使用 for-in 无法发现。

每个函数都包含两个非继承而来的方法：apply() 和 call()。这两个方法的用途都是在特定的作用域中调用函数，实际上等于设置函数体内 this 对象的值。首先，apply() 方法接收两个参数：一个是在其中运行函数的作用域，另一个是参数数组。其中，第二个参数可以是 Array 的实例，也可以是 arguments 对象。例如：

function sum(num1, num2){
    return num1 + num2;
}

function callSum1(num1, num2){
    return sum.apply(this, arguments);  // 传入 arguments 对象
}

function callSum2(num1, num2){
    return sum.apply(this, [num1, num2]);  // 传入数组
}

console.log(callSum1(10,10));   // 20
console.log(callSum2(10,10));   // 20

在上面这个例子中，callSum1() 在执行 sum() 函数时传入了 this（因为是在全局作用域中调用的，所以传入的就是 window 对象）和 arguments 对象。而 callSum2 同样也调用了 sum() 函数，但它传入的则是 this 和一个参数数组。这两个函数都会正常执行并返回正确的结果。

call() 方法与 apply() 方法的作用相同，它们的区别仅在于接收参数的方式不同。对于 call() 方法而言，第一个参数是 this 值没有变化，变化的是其余参数都直接传递给函数。换句话说，在使用 call() 方法时，传递给函数的参数必须逐个列举出来，如下面的例子所示。

function sum(num1, num2){
    return num1 + num2;
}

function callSum(num1, num2){
    return sum.call(this, num1, num2);
}

console.log(callSum(10,10));   // 20

在使用 call() 方法的情况下，callSum() 必须明确地传入每一个参数。结果与使用 apply() 没有什么不同。至于是使用 apply() 还是 call()，完全取决于你采取哪种给函数传递参数的方式最方便。如果你打算直接传入 arguments 对象，或者包含函数中先接收到的也是一个数组，那么使用 apply() 肯定更方便；否则，选择 call() 可能更合适。（在不给函数传递参数的情况下，使用哪个方法都无所谓。）
事实上，传递参数并非 apply() 和 call() 真正的用武之地；它们真正强大的地方是能够扩充函数赖以运行的作用域。下面来看一个例子。

window.color = "red";
var o = { color: "blue" };

function sayColor(){
    console.log(this.color);
}
sayColor();                // red

sayColor.call(this);       // red
sayColor.call(window);     // red
sayColor.call(o);          // blue

这个例子是在前面说明 this 对象的示例基础上修改而成的。这一次，sayColor() 也是作为全局函数定义的，而且当在全局作用域中调用它时，它确实会显示 "red"，因为对 this.color 的求值会转换成对 window.color 的求值。而 sayColor.call(this) 和 sayColor.call(window)，则是两种显式地在全局作用域中调用函数的方式，结果当然都会显示 "red"。但是，当运行 sayColor.call(o) 时，函数的执行环境就不一样了，因为此时函数体内的 this 对象指向了 o，于是结果显示的是 "blue"。

使用 call() 或 apply() 来扩充作用域的最大好处，就是对象不需要与方法有任何耦合关系。在前面例子的第一个版本中，我们是先将 sayColor() 函数放到了对象 o 中，然后再通过 o 来调用它的；而在这里重写的例子中，就不需要先前那个多余的步骤了。

// 挑战一，合并任意个数的字符串
var concat = function(){
    // 待实现方法体
}
console.log(concat("st","on","e"));  // stone

// 挑战二，输出指定位置的斐波那契数列
var fioacciSequece = function(count){
    // 待实现方法体
}
console.log(fioacciSequece(12));  // 0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89

// 挑战三，三维数组或 n 维数组去重，使用 arguments 重写
var arr = [2,3,4,[2,3,[2,3,4,2],5],3,5,[2,3,[2,3,4,2],2],4,3,6,2];
var unique = function(arr){
    // 待实现方法体
}
console.log(unique(arr)); // [2,3,4,5,6]

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