## 函数参数的默认值 在ES6之前,不能直接为函数的参数指定默认值,只能采用变通的方法。 ~~~ function log(x, y) { y = y || 'World'; console.log(x, y); } log('Hello') // Hello World log('Hello', 'China') // Hello China log('Hello', '') // Hello World ~~~ 上面代码检查函数log的参数y有没有赋值,如果没有,则指定默认值为World。这种写法的缺点在于,如果参数y赋值了,但是对应的布尔值为false,则该赋值不起作用。就像上面代码的最后一行,参数y等于空字符,结果被改为默认值。 为了避免这个问题,通常需要先判断一下参数y是否被赋值,如果没有,再等于默认值。这有两种写法。 ~~~ // 写法一 if (typeof y === 'undefined') { y = 'World'; } // 写法二 if (arguments.length === 1) { y = 'World'; } ~~~ ES6允许为函数的参数设置默认值,即直接写在参数定义的后面。 ~~~ function log(x, y = 'World') { console.log(x, y); } log('Hello') // Hello World log('Hello', 'China') // Hello China log('Hello', '') // Hello ~~~ 可以看到,ES6的写法比ES5简洁许多,而且非常自然。下面是另一个例子。 ~~~ function Point(x = 0, y = 0) { this.x = x; this.y = y; } var p = new Point(); // p = { x:0, y:0 } ~~~ 除了简洁,ES6的写法还有两个好处:首先,阅读代码的人,可以立刻意识到哪些参数是可以省略的,不用查看函数体或文档;其次,有利于将来的代码优化,即使未来的版本彻底拿到这个参数,也不会导致以前的代码无法运行。 默认值的写法非常灵活,下面是一个为对象属性设置默认值的例子。 ~~~ fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} }){ console.log(method); } ~~~ 上面代码中,传入函数fetch的第二个参数是一个对象,调用的时候可以为它的三个属性设置默认值。 甚至还可以设置双重默认值。 ~~~ fetch(url, { method = 'GET' } = {}){ console.log(method); } ~~~ 上面代码中,调用函数fetch时,如果不含第二个参数,则默认值为一个空对象;如果包含第二个参数,则它的method属性默认值为GET。 定义了默认值的参数,必须是函数的尾部参数,其后不能再有其他无默认值的参数。这是因为有了默认值以后,该参数可以省略,只有位于尾部,才可能判断出到底省略了哪些参数。 ~~~ // 以下两种写法都是错的 function f(x = 5, y) { } function f(x, y = 5, z) { } ~~~ 如果传入undefined,将触发该参数等于默认值,null则没有这个效果。 ~~~ function foo(x = 5, y = 6){ console.log(x,y); } foo(undefined, null) // 5 null ~~~ 上面代码中,x参数对应undefined,结果触发了默认值,y参数等于null,就没有触发默认值。 指定了默认值以后,函数的length属性,将返回没有指定默认值的参数个数。也就是说,指定了默认值后,length属性将失真。 ~~~ (function(a){}).length // 1 (function(a = 5){}).length // 0 (function(a, b, c = 5){}).length // 2 ~~~ 上面代码中,length属性的返回值,等于函数的参数个数减去指定了默认值的参数个数。 利用参数默认值,可以指定某一个参数不得省略,如果省略就抛出一个错误。 ~~~ function throwIfMissing() { throw new Error('Missing parameter'); } function foo(mustBeProvided = throwIfMissing()) { return mustBeProvided; } foo() // Error: Missing parameter ~~~ 上面代码的foo函数,如果调用的时候没有参数,就会调用默认值throwIfMissing函数,从而抛出一个错误。 从上面代码还可以看到,参数mustBeProvided的默认值等于throwIfMissing函数的运行结果(即函数名之后有一对圆括号),这表明参数的默认值不是在定义时执行,而是在运行时执行(即如果参数已经赋值,默认值中的函数就不会运行),这与python语言不一样。 另一个需要注意的地方是,参数默认值所处的作用域,不是全局作用域,而是函数作用域。 ~~~ var x = 1; function foo(x, y = x) { console.log(y); } foo(2) // 2 ~~~ 上面代码中,参数y的默认值等于x,由于处在函数作用域,所以x等于参数x,而不是全局变量x。 参数变量是默认声明的,所以不能用let或const再次声明。 ~~~ function foo(x = 5) { let x = 1; // error const x = 2; // error } ~~~ 上面代码中,参数变量x是默认声明的,在函数体中,不能用let或const再次声明,否则会报错。 参数默认值可以与解构赋值,联合起来使用。 ~~~ function foo({x, y = 5}) { console.log(x, y); } foo({}) // undefined, 5 foo({x: 1}) // 1, 5 foo({x: 1, y: 2}) // 1, 2 ~~~ 上面代码中,foo函数的参数是一个对象,变量x和y用于解构赋值,y有默认值5。 ## rest参数 ES6引入rest参数(形式为“...变量名”),用于获取函数的多余参数,这样就不需要使用arguments对象了。rest参数搭配的变量是一个数组,该变量将多余的参数放入数组中。 ~~~ function add(...values) { let sum = 0; for (var val of values) { sum += val; } return sum; } add(2, 5, 3) // 10 ~~~ 上面代码的add函数是一个求和函数,利用rest参数,可以向该函数传入任意数目的参数。 下面是一个rest参数代替arguments变量的例子。 ~~~ // arguments变量的写法 const sortNumbers = () => Array.prototype.slice.call(arguments).sort(); // rest参数的写法 const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort(); ~~~ 上面代码的两种写法,比较后可以发现,rest参数的写法更自然也更简洁。 rest参数中的变量代表一个数组,所以数组特有的方法都可以用于这个变量。下面是一个利用rest参数改写数组push方法的例子。 ~~~ function push(array, ...items) { items.forEach(function(item) { array.push(item); console.log(item); }); } var a = []; push(a, 1, 2, 3) ~~~ 注意,rest参数之后不能再有其他参数(即只能是最后一个参数),否则会报错。 ~~~ // 报错 function f(a, ...b, c) { // ... } ~~~ 函数的length属性,不包括rest参数。 ~~~ (function(a) {}).length // 1 (function(...a) {}).length // 0 (function(a, ...b) {}).length // 1 ~~~ ## 扩展运算符 扩展运算符(spread)是三个点(...)。它好比rest参数的逆运算,将一个数组转为用逗号分隔的参数序列。该运算符主要用于函数调用。 ~~~ function push(array, ...items) { array.push(...items); } function add(x, y) { return x + y; } var numbers = [4, 38]; add(...numbers) // 42 ~~~ 上面代码中,`array.push(...items)`和`add(...numbers)`这两行,都是函数的调用,它们的都使用了扩展运算符。该运算符将一个数组,变为参数序列。 下面是Date函数的参数使用扩展运算符的例子。 ~~~ const date = new Date(...[2015, 1, 1]); ~~~ 由于扩展运算符可以展开数组,所以不再需要apply方法,将数组转为函数的参数了。 ~~~ // ES5的写法 function f (x, y, z){} var args = [0, 1, 2]; f.apply(null, args); // ES6的写法 function f (x, y, z){} var args = [0, 1, 2]; f(...args); ~~~ 扩展运算符与正常的函数参数可以结合使用,非常灵活。 ~~~ function f(v, w, x, y, z) { } var args = [0, 1]; f(-1, ...args, 2, ...[3]); ~~~ 下面是扩展运算符取代apply方法的一个实际的例子,应用Math.max方法,简化求出一个数组最大元素的写法。 ~~~ // ES5的写法 Math.max.apply(null, [14, 3, 77]) // ES6的写法 Math.max(...[14, 3, 77]) // 等同于 Math.max(14, 3, 77); ~~~ 上面代码表示,由于JavaScript不提供求数组最大元素的函数,所以只能套用Math.max函数,将数组转为一个参数序列,然后求最大值。有了扩展运算符以后,就可以直接用Math.max了。 另一个例子是通过push函数,将一个数组添加到另一个数组的尾部。 ~~~ // ES5的写法 var arr1 = [0, 1, 2]; var arr2 = [3, 4, 5]; Array.prototype.push.apply(arr1, arr2); // ES6的写法 var arr1 = [0, 1, 2]; var arr2 = [3, 4, 5]; arr1.push(...arr2); ~~~ 上面代码的ES5写法中,push方法的参数不能是数组,所以只好通过apply方法变通使用push方法。有了扩展运算符,就可以直接将数组传入push方法。 扩展运算符还可以用于数组的赋值。 ~~~ var a = [1]; var b = [2, 3, 4]; var c = [6, 7]; var d = [0, ...a, ...b, 5, ...c]; d // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] ~~~ 上面代码其实也提供了,将一个数组拷贝进另一个数组的便捷方法。 ~~~ const arr2 = [...arr1]; ~~~ 扩展运算符也可以与解构赋值结合起来,用于生成数组。 ~~~ const [first, ...rest] = [1, 2, 3, 4, 5]; first // 1 rest // [2, 3, 4, 5] const [first, ...rest] = []; first // undefined rest // []: const [first, ...rest] = ["foo"]; first // "foo" rest // [] const [first, ...rest] = ["foo", "bar"]; first // "foo" rest // ["bar"] const [first, ...rest] = ["foo", "bar", "baz"]; first // "foo" rest // ["bar","baz"] ~~~ 如果将扩展运算符用于数组赋值,只能放在参数的最后一位,否则会报错。 ~~~ const [...butLast, last] = [1, 2, 3, 4, 5]; // 报错 const [first, ...middle, last] = [1, 2, 3, 4, 5]; // 报错 ~~~ JavaScript的函数只能返回一个值,如果需要返回多个值,只能返回数组或对象。扩展运算符提供了解决这个问题的一种变通方法。 ~~~ var dateFields = readDateFields(database); var d = new Date(...dateFields); ~~~ 上面代码从数据库取出一行数据,通过扩展运算符,直接将其传入构造函数Date。 扩展运算符还可以将字符串转为真正的数组。 ~~~ [..."hello"] // [ "h", "e", "l", "l", "o" ] ~~~ 任何类似数组的对象,都可以用扩展运算符转为真正的数组。 ~~~ var nodeList = document.querySelectorAll('div'); var array = [...nodeList]; ~~~ 上面代码中,querySelectorAll方法返回的是一个nodeList对象,扩展运算符可以将其转为真正的数组。 扩展运算符内部调用的是数据结构的Iterator接口,因此只要具有Iterator接口的对象,都可以使用扩展运算符,比如Map结构。 ~~~ let map = new Map([ [1, 'one'], [2, 'two'], [3, 'three'], ]); let arr = [...map.keys()]; // [1, 2, 3] ~~~ Generator函数运行后,返回一个遍历器对象,因此也可以使用扩展运算符。 ~~~ var go = function*(){ yield 1; yield 2; yield 3; }; [...go()] // [1, 2, 3] ~~~ 上面代码中,变量go是一个Generator函数,执行后返回的是一个遍历器,对这个遍历器执行扩展运算符,就会将内部遍历得到的值,转为一个数组。 ## 箭头函数 ES6允许使用“箭头”(=>)定义函数。 ~~~ var f = v => v; ~~~ 上面的箭头函数等同于: ~~~ var f = function(v) { return v; }; ~~~ 如果箭头函数不需要参数或需要多个参数,就使用一个圆括号代表参数部分。 ~~~ var f = () => 5; // 等同于 var f = function (){ return 5 }; var sum = (num1, num2) => num1 + num2; // 等同于 var sum = function(num1, num2) { return num1 + num2; }; ~~~ 如果箭头函数的代码块部分多于一条语句,就要使用大括号将它们括起来,并且使用return语句返回。 ~~~ var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; } ~~~ 由于大括号被解释为代码块,所以如果箭头函数直接返回一个对象,必须在对象外面加上括号。 ~~~ var getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" }); ~~~ 箭头函数可以与变量解构结合使用。 ~~~ const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last; // 等同于 function full( person ){ return person.first + ‘ ‘ + person.name; } ~~~ 箭头函数使得表达更加简洁。 ~~~ const isEven = n => n % 2 == 0; const square = n => n * n; ~~~ 上面代码只用了两行,就定义了两个简单的工具函数。如果不用箭头函数,可能就要占用多行,而且还不如现在这样写醒目。 箭头函数的一个用处是简化回调函数。 ~~~ // 正常函数写法 [1,2,3].map(function (x) { return x * x; }); // 箭头函数写法 [1,2,3].map(x => x * x); ~~~ 另一个例子是 ~~~ // 正常函数写法 var result = values.sort(function(a, b) { return a - b; }); // 箭头函数写法 var result = values.sort((a, b) => a - b); ~~~ 下面是rest参数与箭头函数结合的例子。 ~~~ const numbers = (...nums) => nums; numbers(1, 2, 3, 4, 5) // [1,2,3,4,5] const headAndTail = (head, ...tail) => [head, tail]; headAndTail(1, 2, 3, 4, 5) // [1,[2,3,4,5]] ~~~ 箭头函数有几个使用注意点。 * 函数体内的this对象,绑定定义时所在的对象,而不是使用时所在的对象。 * 不可以当作构造函数,也就是说,不可以使用new命令,否则会抛出一个错误。 * 不可以使用arguments对象,该对象在函数体内不存在。 上面三点中,第一点尤其值得注意。this对象的指向是可变的,但是在箭头函数中,它是固定的。下面的代码是一个例子,将this对象绑定定义时所在的对象。 ~~~ var handler = { id: "123456", init: function() { document.addEventListener("click", event => this.doSomething(event.type), false); }, doSomething: function(type) { console.log("Handling " + type + " for " + this.id); } }; ~~~ 上面代码的init方法中,使用了箭头函数,这导致this绑定handler对象,否则回调函数运行时,this.doSomething这一行会报错,因为此时this指向全局对象。 由于this在箭头函数中被绑定,所以不能用call()、apply()、bind()这些方法去改变this的指向。 长期以来,JavaScript语言的this对象一直是一个令人头痛的问题,在对象方法中使用this,必须非常小心。箭头函数绑定this,很大程度上解决了这个困扰。 箭头函数内部,还可以再使用箭头函数。下面是一个ES5语法的多重嵌套函数。 ~~~ function insert(value) { return {into: function (array) { return {after: function (afterValue) { array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value); return array; }}; }}; } insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3] ~~~ 上面这个函数,可以使用箭头函数改写。 ~~~ let insert = (value) => ({into: (array) => ({after: (afterValue) => { array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value); return array; }})}); insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3] ~~~ 下面是一个部署管道机制(pipeline)的例子,即前一个函数的输出是后一个函数的输入。 ~~~ const pipeline = (...funcs) => val => funcs.reduce((a, b) => b(a), val); const plus1 = a => a + 1; const mult2 = a => a * 2; const addThenMult = pipeline(plus1, mult2); addThenMult(5) // 12 ~~~ 如果觉得上面的写法可读性比较差,也可以采用下面的写法。 ~~~ const plus1 = a => a + 1; const mult2 = a => a * 2; mult2(plus1(5)) // 12 ~~~ 箭头函数还有一个功能,就是可以很方便地改写λ演算。 ~~~ // λ演算的写法 fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v))) // ES6的写法 var fix = f => (x => f(v => x(x)(v))) (x => f(v => x(x)(v))); ~~~ 上面两种写法,几乎是一一对应的。由于λ演算对于计算机科学非常重要,这使得我们可以用ES6作为替代工具,探索计算机科学。 ## 函数绑定 箭头函数可以绑定this对象,大大减少了显式绑定this对象的写法(call、apply、bind)。但是,箭头函数并不适用于所有场合,所以ES7提出了“函数绑定”(function bind)运算符,用来取代call、apply、bind调用。虽然该语法还是ES7的一个提案,但是Babel转码器已经支持。 函数绑定运算符是并排的两个双引号(::),双引号左边是一个对象,右边是一个函数。该运算符会自动将左边的对象,作为上下文环境(即this对象),绑定到右边的函数上面。 ~~~ let log = ::console.log; // 等同于 var log = console.log.bind(console); foo::bar; // 等同于 bar.call(foo); foo::bar(...arguments); i// 等同于 bar.apply(foo, arguments); ~~~ ## 尾调用优化 ### 什么是尾调用? 尾调用(Tail Call)是函数式编程的一个重要概念,本身非常简单,一句话就能说清楚,就是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。 ~~~ function f(x){ return g(x); } ~~~ 上面代码中,函数f的最后一步是调用函数g,这就叫尾调用。 以下三种情况,都不属于尾调用。 ~~~ // 情况一 function f(x){ let y = g(x); return y; } // 情况二 function f(x){ return g(x) + 1; } // 情况三 function f(x){ g(x); } ~~~ 上面代码中,情况一是调用函数g之后,还有别的操作,所以不属于尾调用,即使语义完全一样。情况二也属于调用后还有操作,即使写在一行内。情况三等同于下面的代码。 ~~~ function f(x){ g(x); return undefined; } ~~~ 尾调用不一定出现在函数尾部,只要是最后一步操作即可。 ~~~ function f(x) { if (x > 0) { return m(x) } return n(x); } ~~~ 上面代码中,函数m和n都属于尾调用,因为它们都是函数f的最后一步操作。 ### 尾调用优化 尾调用之所以与其他调用不同,就在于它的特殊的调用位置。 我们知道,函数调用会在内存形成一个“调用记录”,又称“调用帧”(call frame),保存调用位置和内部变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B,那么在A的调用帧上方,还会形成一个B的调用帧。等到B运行结束,将结果返回到A,B的调用帧才会消失。如果函数B内部还调用函数C,那就还有一个C的调用帧,以此类推。所有的调用帧,就形成一个“调用栈”(call stack)。 尾调用由于是函数的最后一步操作,所以不需要保留外层函数的调用帧,因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了,只要直接用内层函数的调用帧,取代外层函数的调用帧就可以了。 ~~~ function f() { let m = 1; let n = 2; return g(m + n); } f(); // 等同于 function f() { return g(3); } f(); // 等同于 g(3); ~~~ 上面代码中,如果函数g不是尾调用,函数f就需要保存内部变量m和n的值、g的调用位置等信息。但由于调用g之后,函数f就结束了,所以执行到最后一步,完全可以删除 f(x) 的调用帧,只保留 g(3) 的调用帧。 这就叫做“尾调用优化”(Tail call optimization),即只保留内层函数的调用帧。如果所有函数都是尾调用,那么完全可以做到每次执行时,调用帧只有一项,这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。 ### 尾递归 函数调用自身,称为递归。如果尾调用自身,就称为尾递归。 递归非常耗费内存,因为需要同时保存成千上百个调用帧,很容易发生“栈溢出”错误(stack overflow)。但对于尾递归来说,由于只存在一个调用帧,所以永远不会发生“栈溢出”错误。 ~~~ function factorial(n) { if (n === 1) return 1; return n * factorial(n - 1); } factorial(5) // 120 ~~~ 上面代码是一个阶乘函数,计算n的阶乘,最多需要保存n个调用记录,复杂度 O(n) 。 如果改写成尾递归,只保留一个调用记录,复杂度 O(1) 。 ~~~ function factorial(n, total) { if (n === 1) return total; return factorial(n - 1, n * total); } factorial(5, 1) // 120 ~~~ 由此可见,“尾调用优化”对递归操作意义重大,所以一些函数式编程语言将其写入了语言规格。ES6也是如此,第一次明确规定,所有 ECMAScript 的实现,都必须部署“尾调用优化”。这就是说,在 ES6 中,只要使用尾递归,就不会发生栈溢出,相对节省内存。 ### 递归函数的改写 尾递归的实现,往往需要改写递归函数,确保最后一步只调用自身。做到这一点的方法,就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数。比如上面的例子,阶乘函数 factorial 需要用到一个中间变量 total ,那就把这个中间变量改写成函数的参数。这样做的缺点就是不太直观,第一眼很难看出来,为什么计算5的阶乘,需要传入两个参数5和1? 两个方法可以解决这个问题。方法一是在尾递归函数之外,再提供一个正常形式的函数。 ~~~ function tailFactorial(n, total) { if (n === 1) return total; return tailFactorial(n - 1, n * total); } function factorial(n) { return tailFactorial(n, 1); } factorial(5) // 120 ~~~ 上面代码通过一个正常形式的阶乘函数 factorial ,调用尾递归函数 tailFactorial ,看起来就正常多了。 函数式编程有一个概念,叫做柯里化(currying),意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。这里也可以使用柯里化。 ~~~ function currying(fn, n) { return function (m) { return fn.call(this, m, n); }; } function tailFactorial(n, total) { if (n === 1) return total; return tailFactorial(n - 1, n * total); } const factorial = currying(tailFactorial, 1); factorial(5) // 120 ~~~ 上面代码通过柯里化,将尾递归函数 tailFactorial 变为只接受1个参数的 factorial 。 第二种方法就简单多了,就是采用ES6的函数默认值。 ~~~ function factorial(n, total = 1) { if (n === 1) return total; return factorial(n - 1, n * total); } factorial(5) // 120 ~~~ 上面代码中,参数 total 有默认值1,所以调用时不用提供这个值。 总结一下,递归本质上是一种循环操作。纯粹的函数式编程语言没有循环操作命令,所有的循环都用递归实现,这就是为什么尾递归对这些语言极其重要。对于其他支持“尾调用优化”的语言(比如Lua,ES6),只需要知道循环可以用递归代替,而一旦使用递归,就最好使用尾递归。