函数对象,NFE

我们已经知道,在 JavaScript 中,函数就是值。

JavaScript 中的每个值都有一种类型,那么函数是什么类型呢?

在 JavaScript 中,函数就是对象。

一个容易理解的方式是把函数想象成可被调用的“行为对象(action object)”。我们不仅可以调用它们,还能把它们当作对象来处理:增/删属性,按引用传递等。

属性 “name”

函数对象包含一些便于使用的属性。

比如,一个函数的名字可以通过属性 “name” 来访问:

function sayHi() {
  alert("Hi");
}

alert(sayHi.name); // sayHi

更有趣的是,名称赋值的逻辑很智能。即使函数被创建时没有名字,名称赋值的逻辑也能给它赋予一个正确的名字,然后进行赋值:

let sayHi = function() {
  alert("Hi");
};

alert(sayHi.name); // sayHi(有名字!)

当以默认值的方式完成了赋值时,它也有效:

function f(sayHi = function() {}) {
  alert(sayHi.name); // sayHi(生效了!)
}

f();

规范中把这种特性叫做「上下文命名」。如果函数自己没有提供,那么在赋值中,会根据上下文来推测一个。

对象方法也有名字:

let user = {

  sayHi() {
    // ...
  },

  sayBye: function() {
    // ...
  }

}

alert(user.sayHi.name); // sayHi
alert(user.sayBye.name); // sayBye

这没有什么神奇的。有时会出现无法推测名字的情况。此时,属性 name 会是空,像这样:

// 函数是在数组中创建的
let arr = [function() {}];

alert( arr[0].name ); // <空字符串>
// 引擎无法设置正确的名字,所以没有值

而实际上,大多数函数都是有名字的。

属性 “length”

还有另一个内置属性 “length”,它返回函数入参的个数,比如:

function f1(a) {}
function f2(a, b) {}
function many(a, b, ...more) {}

alert(f1.length); // 1
alert(f2.length); // 2
alert(many.length); // 2

可以看到,余参不参与计数。

属性 length 有时用于对其他函数进行操作的函数的 自我检查(introspection)。在函数中操作其它函数的内省。

比如,下面的代码中函数 ask 接受一个询问答案的参数 question 和可能包含任意数量 handler 的参数 ...handlers

当用户提供了自己的答案后,函数会调用那些 handlers。我们可以传入两种 handlers

  • 一种是无参函数,它仅在用户回答给出积极的答案时被调用。
  • 一种是有参函数,它在两种情况都会被调用,并且返回一个答案。

为了正确地调用 handler,我们需要检查 handler.length 属性。

我们的想法是,我们用一个简单的无参数的 handler 语法来处理积极的回答(最常见的变体),但也要能够提供通用的 handler:

function ask(question, ...handlers) {
  let isYes = confirm(question);

  for(let handler of handlers) {
    if (handler.length == 0) {
      if (isYes) handler();
    } else {
      handler(isYes);
    }
  }

}

// 对于积极的回答,两个 handler 都会被调用
// 对于负面的回答,只有第二个 handler 被调用
ask("Question?", () => alert('You said yes'), result => alert(result));

这种特别的情况就是所谓的 多态性 —— 根据参数的类型,或者根据在我们的具体情景下的 length 来做不同的处理。这种思想在 JavaScript 的库里有应用。

自定义属性

我们也可以添加我们自己的属性。

这里我们添加了 counter 属性,用来跟踪总的调用次数:

function sayHi() {
  alert("Hi");

  // 计算调用次数
  sayHi.counter++;
}
sayHi.counter = 0; // 初始值

sayHi(); // Hi
sayHi(); // Hi

alert( `Called ${sayHi.counter} times` ); // Called 2 times
属性不是变量

被赋值给函数的属性,比如 sayHi.counter = 0不会 在函数内定义一个局部变量 counter。换句话说,属性 counter 和变量 let counter 是毫不相关的两个东西。

我们可以把函数当作对象,在它里面存储属性,但是这对它的执行没有任何影响。变量不是函数属性,反之亦然。它们之间是平行的。

函数属性有时会用来替代闭包。例如,我们可以使用函数属性将 闭包 章节中 counter 函数的例子进行重写:

function makeCounter() {
  // 不需要这个了
  // let count = 0

  function counter() {
    return counter.count++;
  };

  counter.count = 0;

  return counter;
}

let counter = makeCounter();
alert( counter() ); // 0
alert( counter() ); // 1

现在 count 被直接存储在函数里,而不是它外部的词法环境。

那么它和闭包谁好谁赖?

两者最大的不同就是如果 count 的值位于外层(函数)变量中,那么外部的代码无法访问到它,只有嵌套的函数可以修改它。而如果它是绑定到函数的,那么就很容易:

function makeCounter() {

  function counter() {
    return counter.count++;
  };

  counter.count = 0;

  return counter;
}

let counter = makeCounter();

counter.count = 10;
alert( counter() ); // 10

所以,选择哪种实现方式取决于我们的需求是什么。

命名函数表达式

命名函数表达式(NFE,Named Function Expression),指带有名字的函数表达式的术语。

例如,让我们写一个普通的函数表达式:

let sayHi = function(who) {
  alert(`Hello, ${who}`);
};

然后给它加一个名字:

let sayHi = function func(who) {
  alert(`Hello, ${who}`);
};

我们这里得到了什么吗?为它添加一个 "func" 名字的目的是什么?

首先请注意,它仍然是一个函数表达式。在 function 后面加一个名字 "func" 没有使它成为一个函数声明,因为它仍然是作为赋值表达式中的一部分被创建的。

添加这个名字当然也没有打破任何东西。

函数依然可以通过 sayHi() 来调用:

let sayHi = function func(who) {
  alert(`Hello, ${who}`);
};

sayHi("John"); // Hello, John

关于名字 func 有两个特殊的地方,这就是添加它的原因:

  1. 它允许函数在内部引用自己。
  2. 它在函数外是不可见的。

例如,下面的函数 sayHi 会在没有入参 who 时,以 "Guest" 为入参调用自己:

let sayHi = function func(who) {
  if (who) {
    alert(`Hello, ${who}`);
  } else {
    func("Guest"); // 使用 func 再次调用函数自身
  }
};

sayHi(); // Hello, Guest

// 但这不工作:
func(); // Error, func is not defined(在函数外不可见)

我们为什么使用 func 呢?为什么不直接使用 sayHi 进行嵌套调用?

当然,在大多数情况下我们可以这样做:

let sayHi = function(who) {
  if (who) {
    alert(`Hello, ${who}`);
  } else {
    sayHi("Guest");
  }
};

上面这段代码的问题在于 sayHi 的值可能会被函数外部的代码改变。如果该函数被赋值给另外一个变量(译注:也就是原变量被修改),那么函数就会开始报错:

let sayHi = function(who) {
  if (who) {
    alert(`Hello, ${who}`);
  } else {
    sayHi("Guest"); // Error: sayHi is not a function
  }
};

let welcome = sayHi;
sayHi = null;

welcome(); // Error,嵌套调用 sayHi 不再有效!

发生这种情况是因为该函数从它的外部词法环境获取 sayHi。没有局部的 sayHi 了,所以使用外部变量。而当调用时,外部的 sayHinull

我们给函数表达式添加的可选的名字,正是用来解决这类问题的。

让我们使用它来修复我们的代码:

let sayHi = function func(who) {
  if (who) {
    alert(`Hello, ${who}`);
  } else {
    func("Guest"); // 现在一切正常
  }
};

let welcome = sayHi;
sayHi = null;

welcome(); // Hello, Guest(嵌套调用有效)

现在它可以正常运行了,因为名字 func 是函数局部域的。它不是从外部获取的(而且它对外部也是不可见的)。规范确保它只会引用当前函数。

外部代码仍然有该函数的 sayHiwelcome 变量。而且 func 是一个“内部函数名”,可用于函数在自身内部进行自调用。

函数声明没有这个东西

这里所讲的“内部名”特性只针对函数表达式,而不是函数声明。对于函数声明,没有用来添加“内部”名的语法。

有时,当我们需要一个可靠的内部名时,这就成为了你把函数声明重写成函数表达式的理由了。

总结

函数就是对象。

我们介绍了它们的一些属性:

  • name — 函数的名字。通常取自函数定义,但如果函数定义时没设定函数名,JavaScript 会尝试通过函数的上下文猜一个函数名(例如把赋值的变量名取为函数名)。
  • length — 函数定义时的入参的个数。Rest 参数不参与计数。

如果函数是通过函数表达式的形式被声明的(不是在主代码流里),并且附带了名字,那么它被称为命名函数表达式(Named Function Expression)。这个名字可以用于在该函数内部进行自调用,例如递归调用等。

此外,函数可以带有额外的属性。很多知名的 JavaScript 库都充分利用了这个功能。

它们创建一个“主”函数,然后给它附加很多其它“辅助”函数。例如,jQuery 库创建了一个名为 $ 的函数。lodash 库创建一个 _ 函数,然后为其添加了 _.add_.keyBy 以及其它属性(欲了解详情,参见 docs)。实际上,它们这么做是为了减少对全局空间的污染,这样一个库就只会有一个全局变量。这样就降低了命名冲突的可能性。

所以,一个函数本身可以完成一项有用的工作,还可以在自身的属性中附带许多其他功能。

任务

重要程度: 5

修改 makeCounter() 代码,使得 counter 可以进行减一和设置值的操作:

  • counter() 应该返回下一个数字(与之前的逻辑相同)。
  • counter.set(value) 应该将 count 设置为 value
  • counter.decrease(value) 应该把 count 减 1。

查看沙箱中的代码获取完整使用示例。

P.S. 你可以使用闭包或者函数属性来保持当前的计数,或者两种都写。

打开带有测试的沙箱。

该解决方案在局部变量中使用 count,而进行加法操作的方法是直接写在 counter 中的。它们共享同一个外部词法环境,并且可以访问当前的 count

function makeCounter() {
  let count = 0;

  function counter() {
    return count++;
  }

  counter.set = value => count = value;

  counter.decrease = () => count--;

  return counter;
}

使用沙箱打开解决方案。

重要程度: 2

写一个函数 sum,它有这样的功能:

sum(1)(2) == 3; // 1 + 2
sum(1)(2)(3) == 6; // 1 + 2 + 3
sum(5)(-1)(2) == 6
sum(6)(-1)(-2)(-3) == 0
sum(0)(1)(2)(3)(4)(5) == 15

P.S. 提示:你可能需要创建自定义对象来为你的函数提供基本类型转换。

  1. 为了使整个程序无论如何都能正常工作,sum 的结果必须是函数。
  2. 这个函数必须将两次调用之间的当前值保存在内存中。
  3. 根据这个题目,当函数被用于 == 比较时必须转换成数字。函数是对象,所以转换规则会按照 对象 — 原始值转换 章节所讲的进行,我们可以提供自己的方法来返回数字。

代码如下:

function sum(a) {

  let currentSum = a;

  function f(b) {
    currentSum += b;
    return f;
  }

  f.toString = function() {
    return currentSum;
  };

  return f;
}

alert( sum(1)(2) ); // 3
alert( sum(5)(-1)(2) ); // 6
alert( sum(6)(-1)(-2)(-3) ); // 0
alert( sum(0)(1)(2)(3)(4)(5) ); // 15

请注意 sum 函数只工作一次,它返回了函数 f

然后,接下来的每一次子调用,f 都会把自己的参数加到求和 currentSum 上,然后 f 自身。

f 的最后一行没有递归。

递归是这样子的:

function f(b) {
  currentSum += b;
  return f(); // <-- 递归调用
}

在我们的例子中,只是返回了函数,并没有调用它:

function f(b) {
  currentSum += b;
  return f; // <-- 没有调用自己,只是返回了自己
}

这个 f 会被用于下一次调用,然后再次返回自己,按照需要重复。然后,当它被用做数字或字符串时 —— toString 返回 currentSum。我们也可以使用 Symbol.toPrimitive 或者 valueOf 来实现转换。

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