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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、函数的声明

JavaScript 有三种声明函数的方法：

  • function 命令
  • 函数表达式
  • Function 构造函数
// 方法一
// 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
function print(s) {
  console.log(s);
}

// 方法二
// 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。

// 采用变量赋值的写法，将一个匿名函数赋值给变量
var print = function(s) {
  console.log(s);
};

// 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）

// 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

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

// 方法三
// 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。

// 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。
var add = new Function(
  'x',
  'y',
  'return x + y'
);
// 等同于
function add(x, y) {
  return x + y;
}

// Function构造函数可以不使用new命令，返回结果完全一样。
// 这种声明函数的方式非常不直观，几乎无人使用
var foo = new Function(
  'return "hello world";'
);
// 等同于
function foo() {
  return 'hello world';
}

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。

// 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，前一次声明在任何时候都是无效的，这一点要特别注意。
function f() {
  console.log(1);
}
f() // 2

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

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。

  • 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）。
// 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
function add(x, y) {
  return x + y;
}
add(1, 1) // 2

// 通过递归，计算斐波那契数列的代码。
// 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。
function fib(num) {
  if (num === 0) return 0;
  if (num === 1) return 1;
  return fib(num - 2) + fib(num - 1);
}
fib(6) // 8

斐波那契数列（Fibonacci sequence）指的是这样一个数列：数列从第3项开始，每一项都等于前两项之和。

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

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。

  • 如果采用赋值语句定义函数，JavaScript 就会报错。
  • 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
// 表面上，上面代码好像在声明之前就调用了函数f
// 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
f();
function f() {}

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

// 表面上后面声明的函数f，应该覆盖前面的var赋值语句，但是由于存在函数提升，实际上正好反过来。
var f = function () {
  console.log('1');
}
function f() {
  console.log('2');
}
f() // 1

6、函数的 name 属性

函数的name属性返回函数的名字。

  • 如果是通过变量赋值定义的函数，那么name属性返回变量名。
  • 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。
  • name属性的一个用处，就是获取参数函数的名字。
function f1() {}
f1.name // "f1"

// f2.name返回变量名
var f2 = function () {};
f2.name // "f2"

// f3.name返回函数表达式的名字
var f3 = function myName() {};
f3.name // 'myName'

// 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。
var myFunc = function () {};
function test(f) {
  console.log(f.name);
}
test(myFunc) // myFunc

7、函数的 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。

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）。

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

8、函数的 toString() 方法

函数的toString()方法返回一个字符串，内容是函数的源码。

  • 对于原生的函数，toString()方法返回function (){[native code]}。
  • 函数内部的注释也可以返回，利用这一点，可以变相实现多行字符串。。
// 函数f的toString()方法返回了f的源码，包含换行符在内。
function f() {
  a();
  b();
  c();
}
f.toString()
// "function f() {
//   a();
//   b();
//   c();
// }"

// Math.sqrt()是 JavaScript 引擎提供的原生函数，toString()方法就返回原生代码的提示
Math.sqrt.toString() // "function sqrt() { [native code] }"

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


// 函数f内部有一个多行注释，toString()方法拿到f的源码后，去掉首尾两行，就得到了一个多行字符串
var multiline = function (fn) {
  var arr = fn.toString().split('\n');
  return arr.slice(1, -1).join('\n');
};
function f() {/*
  这是一个
  多行注释
*/}

multiline(f);
// "  这是一个
//   多行注释"

9、函数作用域的概念

作用域（scope）指的是变量存在的范围。

  • 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。在函数内部定义的变量，外部无法读取，称为“局部变量”（local variable）。
  • 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，这里不涉及。
  • 函数内部定义的变量，会在该作用域内覆盖同名全局变量。
  • 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。
// 函数f内部可以读取全局变量v
var v = 1;
function f() {
  console.log(v);
}
f() // 1

// 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。
function f(){
  var v = 1;
} 
v // ReferenceError: v is not defined

// 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。
var v = 1;
function f(){
  var v = 2;
  console.log(v);
}
f() // 2
v // 1

// 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
if (true) {
  var x = 5;
}
console.log(x);  // 5

10、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;
  };
}

11、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。

  • 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。
// 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
var a = 1;
var x = function () {
  console.log(a);
};
function f() {
  var a = 2;
  x();
}
f() // 1

// 函数x作为参数，传入函数y
// 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。
var x = function () {
  console.log(a);
};
function y(f) {
  var a = 2;
  f();
}
y(x) // ReferenceError: a is not defined

// 函数foo内部声明了一个函数bar，bar的作用域绑定foo
// 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
function foo() {
  var x = 1;
  function bar() {
    console.log(x);
  }
  return bar;
}

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

12、函数参数

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。

  • 函数参数不是必需的，JavaScript 允许省略参数；
  • 如果有同名的参数，则取最后出现的那个值，如果要获得第一个参数的值，可以使用arguments对象。
// 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。
function square(x) {
  return x * x;
}
square(2) // 4
square(3) // 9


// 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
// 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。
function f(a, b) {
  return a;
}
f(1, 2, 3) // 1
f(1) // 1
f() // undefined
f.length // 2

// 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

// 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) {
  console.log(a);
  console.log(arguments[0])
}
f(1, 2) // 2, 1
f(1) // undefined，1

13、函数参数-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。
  • 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。
  • 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。
// 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
// 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
var p = 2;
function f(p) {
  p = 3;
}
f(p);
p // 2

// 传入函数f的是参数对象obj的地址
// 在函数内部修改obj的属性p，会影响到原始值
var obj = { p: 1 };
function f(o) {
  o.p = 2;
}
f(obj);
obj.p // 2

// 在函数f()内部，参数对象obj被整个替换成另一个值
// 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。
var obj = [1, 2, 3];
function f(o) {
  o = [2, 3, 4];
}
f(obj);
obj // [1, 2, 3]

14、arguments 对象

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。这个对象只有在函数体内部，才可以使用。

  • 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。
  • 正常模式下，arguments对象可以在运行时修改。
  • 严格模式下，arguments对象与函数参数不具有联动关系。也就是说，修改arguments对象不会影响到实际的函数参数。
  • 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。
// arguments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)

// 函数f()调用时传入的参数，在函数内部被修改成3和2。
var f = function(a, b) {
  arguments[0] = 3;
  arguments[1] = 2;
  return a + b;
}
f(1, 1) // 5

// 函数体内是严格模式，这时修改arguments对象，不会影响到真实参数a和b
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

// 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

15、arguments 对象与数组的关系

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：

  • slice方法
  • 逐一填入新数组
function f() {
  var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
  console.log(args)
}
f(1,2) // [1,2]

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

16、arguments 对象的 callee 属性 - 不建议使用

arguments对象带有一个callee属性，返回它所对应的原函数。

  • 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。
ƒ () {
  console.log(arguments.callee)
  console.log(arguments.callee === f);
}
f() 
// ƒ () {
//  console.log(arguments.callee)
//   console.log(arguments.callee === f);
// }
// true

17、函数的闭包 - ♥

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。
  • 但是，正常情况下，函数外部无法读取函数内部声明的变量。
  • 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，再定义一个内部的函数，通过这个内部函数来访问函数的变量，并将内部函数作为返回值返回即可。
  • 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，父对象的所有变量，对子对象都是可见的，反之则不成立。
// 函数f1可以读取全局变量n
var n = 999;
function f1() {
  console.log(n);
}
f1() // 999

// 函数f1内部声明的变量n，函数外是无法读取的。
function f1() {
  var n = 999;
}
console.log(n)//ReferenceError: n is not defined

// 函数f2就在函数f1内部，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
function f1() {
  var n = 999;
  function f2() {
　　console.log(n); // 999
  }
}

// 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！
// 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
function f1() {
  var n = 999;
  function f2() {
    console.log(n);
  }
  return f2;
}
var result = f1();
result(); // 999

闭包是这样一个函数，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在起来的一座桥梁，可以看作是函数内部作用域的一个接口。

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

闭包的另一个用处，是封装对象的私有属性和私有方法。

  • 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。
// 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
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');
p1.setAge(25);
p1.getAge() // 25

18、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。
  • 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。
  • 当作表达式时，函数可以定义后直接加圆括号调用，引擎就把函数定义当作一个值。
function(){ /* code */ }(); // SyntaxError: Function statements require a function name

// 语句
function f() {}

// 表达式
var f = function f() {}

// 函数定义后直接加圆括号调用，没有报错。原因就是function作为表达式，
// 引擎就把函数定义当作一个值。这种情况下，就不会报错。
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。
  • 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。这就叫做“立即调用的函数表达式”（Immediately-Invoked Function Expression），简称 IIFE。
  • 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。
// 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
(function(){ /* code */ }());
// 或者
(function(){ /* code */ })();

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

// 让解释器以表达式来处理函数定义的方法
var i = function(){ return 10; }();
true && function(){ /* code */ }();
0, function(){ /* code */ }();

!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。
// 写法二比写法一更好，因为完全避免了污染全局变量

// 写法一
var tmp = newData;
processData(tmp);
storeData(tmp);

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

19、eval 命令 - 不推荐使用

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。

  • 如果参数字符串无法当作语句运行，那么就会报错；
  • 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；
  • 如果eval的参数不是字符串，那么会原样返回；
  • 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。
// 将字符串当作语句运行，生成了变量a
eval('var a = 1;');
a // 1

// 如果参数字符串无法当作语句运行，那么就会报错
eval('3x') // SyntaxError: Invalid or unexpected token

// 因为return不能单独使用，必须在函数中使用。
eval('return;'); // SyntaxError: Illegal return statement

// 如果eval的参数不是字符串，那么会原样返回。
eval(123)

// eval命令修改了外部变量a的值
var a = 1;
eval('a = 2');
a // 2

为了防止这种安全风险，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。

  • 即使在严格模式下，eval依然可以读写当前作用域的变量。
// 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。
(function f() {
  'use strict';
  eval('var foo = 123');
  console.log(foo);  // ReferenceError: foo is not defined
})()

// 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。
(function f() {
  'use strict';
  var foo = 1;
  eval('foo = 2');
  console.log(foo);  // 2
})()

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。

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