函数的扩展

1.关于函数

在JS中,函数是被设计为执行特定任务的代码块,通过function关键字定义,格式为:function funName (arguments) { code }
在被调用时执行,函数可以接受参数,即在调用时可以给函数传参。

2.ES6的扩展

(1)函数参数默认值
在ES6之前,不支持给函数参数设置默认值,只能采取变通方式的方式,在函数体内给变量赋值之前判断参数是否被赋值:

function demo(x,y){
  y=y||"world";
console.log(x,y);
}
demo("hello");//hello world
demo("hello","hi");//hello hi
demo("hello"," ");//hello world

//如果参数被赋予了对应的布尔值为false的值,则该赋值不起作用 ,可以在赋值之前用typeof检测
function demo1(x,y){
  if (typeof y === 'undefined') {
    y = 'World';
  }
  console.log(x,y);
}
demo1("hello");//hello world
demo1("hello","hi");//hello hi
demo1("hello"," ");//hello 
  • ES6允许对函数的参数设置默认值
function demo(x,y="world"){
  console.log(x,y)
}
demo("hello");//hello world
demo("hello","hi");//hello hi
demo("hello"," ");//hello 
  • 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
  • 使用参数默认值时,函数不能有同名参数。
  • 参数默认值是惰性求值的。
let x = 99;
function foo(p = x + 1) {
  console.log(p);
}
foo() // 100
  • 函数参数默认值还可以与解构赋值结合使用: 双重默认值
function demo({a="",b="b",c=""}={}){
  console.log(b)
}
demo()//b
demo({a:2,b:3,c:4})//3

参数默认值的位置
一般来说,定义了默认值的参数,应该是函数的尾参数
如果非尾部的参数设置默认值,实际上这个参数是没法省略的,即无法只省略该参数而不省略其后面的参数,除非显示的传入undefined

function demo(x=1,y){
  console.log([x,y])
}
demo()//[1,undefinded]
demo(,2)//报错

函数的length属性
函数length属性的含义是该函数预期传入的参数个数。 指定了默认值之后,该参数可以省略不传,所以函数的length属性只会返回没有指定默认值的参数个数,但是如果指定了默认值的参数不是尾参数,那么该参数及其之后的参数都不会计入length属性

(function(a,b,c=1){}).length//2
(function(a,b=1,c){}).length//1
(function(a=1,b,c){}).length//0

作用域
设置了参数默认值,在函数声明初始化的时候,函数的参数会形成一个单独的作用域,该作用域在初始化结束时消失。

let x = 1;
function fn(x,y=x){ 
  console.log(y);
}
function fn1(y=x){
  let x=3;
  console.log(y);
}
fn();// undefined
fn(2);//2  y=x的x指向参数的x    x=2,故y=x=2 
fn1();//1  y=x的x指向外层的全局变量x,故y=x=1

在上面的fn()中,参数y的默认值等于变量x,调用函数fn(2)时,参数形成一个单独的作用域,在这个作用域里面,默认值变量x指向第一个参数x,而不是全局变量x,所以输出是2。若是在函数参数的作用域中未定义变量想,则会向外层作用域找变量x,所以fn1()输出的是1,此时y=x的x指向的是全局变量x

(2)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。

// arguments变量的写法
function sortNumbers() {
  return Array.prototype.slice.call(arguments).sort();
}

// rest参数的写法
const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort();

arguments对象不是数组,而是一个类似数组的对象。所以为了使用数组的方法,必须使用Array.prototype.slice.call先将其转为数组。rest 参数就不存在这个问题,它就是一个真正的数组,数组特有的方法都可以使用。

  • 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
  • 函数的length属性,不包括 rest 参数

(3)严格模式
从ES5开始,函数内就可以设定为严格模式,ES6 对此做了一点修改,即只要函数参数使用了默认值、解构赋值、或者扩展运算符,那么函数内部就不能显式设定为严格模式,否则会报错。

// 报错
function doSomething(a, b = a) {
  'use strict';
  // code
}

// 报错
const doSomething = function ({a, b}) {
  'use strict';
  // code
};

// 报错
const doSomething = (...a) => {
  'use strict';
  // code
};

函数内部的严格模式,同时适用于函数体和函数参数。但是,函数执行的时候,先执行函数参数,然后再执行函数体。这样就有一个不合理的地方,只有从函数体之中,才能知道参数是否应该以严格模式执行,但是参数却应该先于函数体执行。

  • 解决办法
    • 设定全局性的严格模式
    • 把函数包在一个无参数的立即执行函数里面

(4)name属性
函数的name属性,返回该函数的函数名。此属性早就被浏览器支持,但是ES6才将其写入标准,并做了一些修改。

  • 如果将一个具名函数赋值给一个变量,则 ES5 和 ES6 的name属性都返回这个具名函数原本的名字。
  • 如果将一个匿名函数赋值给一个变量,ES5 的name属性,会返回空字符串,而 ES6 的name属性会返回实际的函数名。
var f = function () {};

// ES5
f.name // ""

// ES6
f.name // "f"
  • Function构造函数返回的函数实例,name属性的值为anonymous
  • bind返回的函数,name属性值会加上bound前缀。
function foo() {};
foo.bind({}).name // "bound foo"

(function(){}).bind({}).name // "bound "

(5)箭头函数
ES6允许使用箭头(=>)定义函数,x => x*x 等价于 function (x) { return x * x; }
箭头函数简化了对函数的定义,连{ ... }和return都省略掉了,但是当包含多条语句时就不能省略{ ... }和return,有多个参数的时候也需要把参数用()括起来

  • 注意:当返回的单表达式是一个对象的时候,需要用()把该对象括起来,否则会报错,因为{ }会被解释为代码块
x => { foo: x }//报错
x => ({foo:x})
  • 箭头函数另一作用:简化了回调函数
  • 箭头函数可以与rest参数配合使用
function headAndTail = (head,...tail) => [head,tail]
function fun = (head,second,...tail)=>[head,second,tail];
headAndTail (1,2,3,4,5);//[1,[2,3,4,5]]
fun(1,2,3,4,5)//[1,2,[3,4,5]]

箭头函数有几个使用注意点。

(1)函数体内的this对象,就是定义时所在的对象,而不是使用时所在的对象。

(2)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。

(3)不可以使用arguments对象,该对象在函数体内不存在。如果要用,可以用 rest 参数代替。

(4)不可以使用yield命令,因此箭头函数不能用作 Generator 函数。

上面四点中,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。原因是箭头函数根本没有自己的this,导致内部的this就是外层代码块的this。正是因为它没有this,所以也就不能用作构造函数。

(6)尾调用优化

尾调用

在函数的最后一步调用另一个函数

//尾调用
function f(x) {
    return g(x);
}
//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)//尾调用
  }
  return n(x);//尾调用
}

//以下三种情况并非尾调用
function f(x){
  let y = g(x);
  return y;  // 情况一  调用函数g之后,还有赋值操作
}

function f(x){
  return g(x) + 1;  // 情况二  也属于调用后还有操作,即使写在一行内
}

function f(x){
  g(x); // 情况三
}
//等价于
function f(x){
  g(x);
  return undefined;
}

尾调用优化

函数调用会在内存形成一个“调用记录”(也叫“调用帧”),保存的是函数的调用位置和内部变量等信息。

在函数A内部调用函数B,会在A的调用帧上方形成B的调用帧,以此类推,最后会形成一个“调用栈”。

尾调用是函数的最后一步操作,外层函数的调用位置、内部变量等信息不会再用到,所以可以直接用内层函数的调用帧取代外层函数。

尾调用优化,即只保留内层函数的调用帧,可节省内存。

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);

注意:只有不在用到外层函数的内部变量,才可以用内层函数的调用帧取代外层函数的调用帧。

function addOne(a){
  var one = 1;
  function inner(b){
    return b + one;
  }
  return inner(a);
}
//内层函数inner用到了外层函数的内部变量one,不会进行尾调用优化

目前只有 Safari 浏览器支持尾调用优化,Chrome 和 Firefox 都不支持。

(7)尾递归优化

尾递归,即函数尾调用自身。

递归需要同时保存的调用帧很多,容易发生“栈溢出”,对于尾递归来说,只存在一个调用帧,永远不会“栈溢出”。

尾递归的实现往往需要改写递归函数,把所有用到的内部变量改写成函数参数,确保最后一步能调用自身

示例1: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)
function factorial(n) {
  if (n === 1) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}
factorial(5) // 120

//尾递归实现 只保留一个调用记录,复杂度 O(1) 
function factorialTail(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}
factorialTail(5,1)// 120

//柯里化(currying),即将多参数函数转换成单参数函数
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

//采用ES6函数默认值,轻松实现
function factorial(n,total=1){
    if(n===1) return total;
    return tailFactorial(n-1,n*total)
}
factorial(5)//120

示例2: Fibonacci 数列(1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34,55......)

//普通写法
function Fibonacci (n) {
  if ( n <= 1 ) {return 1};

  return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
}

Fibonacci(10) // 89
Fibonacci(100) // 超时
Fibonacci(500) // 超时

//尾递归优化过的 Fibonacci 数列实现
function Fibonacci2 (n , ac1 = 1 , ac2 = 1) {
  if( n <= 1 ) {return ac2};

  return Fibonacci2 (n - 1, ac2, ac1 + ac2);
}

Fibonacci2(100) // 573147844013817200000
Fibonacci2(1000) // 7.0330367711422765e+208
Fibonacci2(10000) // Infinity

ES6尾调用优化只在严格模式下生效,正常模式下,函数内部的arguments和caller变量可以跟踪函数的调用栈,尾调用优化时,函数调用栈会改写,会导致这两个变量失真,严格模式会禁用这两个变量。

正常模式下实现尾调用优化的方法:用“循环”代替“递归”

示例:累加函数

function sum(x,y){
    if(y>0){
        return sum(x+1,y-1);
    }else{
        return x;
    }
}
sum(1.100000)//报错 超出调用栈的最大次数

蹦床函数,将递归转为循环,接受一个函数f作为参数,f执行后返回一个函数继续执行

function sum(x,y){
    if(y>0){
        return sum.bind(null,x+1,y-1)
    }else{
        return x;
    }
}

真正的尾递归优化实现

//active在尾递归开始时被激活,每一轮sum返回都是undefined,而accumulated中放的是每一轮sum的参数,保证每一轮while循环可执行,后一轮参数取代前一轮参数,调用栈只有一层
function tco(f) {
  var value;
  var active = false;//巧妙之处
  var accumulated = [];

  return function accumulator() {
    accumulated.push(arguments);
    if (!active) {
      active = true;
      while (accumulated.length) {
        value = f.apply(this, accumulated.shift());
      }
      active = false;
      return value;
    }
  };
}

var sum = tco(function(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1)
  }
  else {
    return x
  }
});

sum(1, 100000)//100001

(8)尾逗号、toString()、catch命令参数省略

ES2017 允许函数的最后一个参数有尾逗号

ES2019 对函数实例的toString()方法做出了修改,toString()方法返回函数代码本身,以前会省略注释和空格。

JS 语言的try...catch结构,以前明确要求catch命令后面必须跟参数,接受try代码块抛出的错误对象。ES2019做出了改变,允许catch语句省略参数。

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