# 函数的扩展

## 函数参数的默认值

### 基本用法

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。

```javascript
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。

```javascript
if (typeof y === 'undefined') {
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。

```javascript
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。

```javascript
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,即使未来的版本在对外接口中,彻底拿掉这个参数,也不会导致以前的代码无法运行。

参数变量是默认声明的,所以不能用`let`或`const`再次声明。

```javascript
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。

### 与解构赋值默认值结合使用

参数默认值可以与解构赋值的默认值,结合起来使用。

```javascript
function foo({x, y = 5}) {
console.log(x, y);
}

foo({}) // undefined, 5
foo({x: 1}) // 1, 5
foo({x: 1, y: 2}) // 1, 2
foo() // TypeError: Cannot read property 'x' of undefined
```

上面代码使用了对象的解构赋值默认值,而没有使用函数参数的默认值。只有当函数`foo`的参数是一个对象时,变量`x`和`y`才会通过解构赋值而生成。如果函数`foo`调用时参数不是对象,变量`x`和`y`就不会生成,从而报错。如果参数对象没有`y`属性,`y`的默认值5才会生效。

下面是另一个对象的解构赋值默认值的例子。

```javascript
function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} }) {
console.log(method);
}

fetch('http://example.com', {})
// "GET"

fetch('http://example.com')
// 报错
```

上面代码中,如果函数`fetch`的第二个参数是一个对象,就可以为它的三个属性设置默认值。

上面的写法不能省略第二个参数,如果结合函数参数的默认值,就可以省略第二个参数。这时,就出现了双重默认值。

```javascript
function fetch(url, { method = 'GET' } = {}) {
console.log(method);
}

fetch('http://example.com')
// "GET"
```

上面代码中,函数`fetch`没有第二个参数时,函数参数的默认值就会生效,然后才是解构赋值的默认值生效,变量`method`才会取到默认值`GET`。

再请问下面两种写法有什么差别?

```javascript
// 写法一
function m1({x = 0, y = 0} = {}) {
return [x, y];
}

// 写法二
function m2({x, y} = { x: 0, y: 0 }) {
return [x, y];
}
```

上面两种写法都对函数的参数设定了默认值,区别是写法一函数参数的默认值是空对象,但是设置了对象解构赋值的默认值;写法二函数参数的默认值是一个有具体属性的对象,但是没有设置对象解构赋值的默认值。

```javascript
// 函数没有参数的情况
m1() // [0, 0]
m2() // [0, 0]

// x和y都有值的情况
m1({x: 3, y: 8}) // [3, 8]
m2({x: 3, y: 8}) // [3, 8]

// x有值,y无值的情况
m1({x: 3}) // [3, 0]
m2({x: 3}) // [3, undefined]

// x和y都无值的情况
m1({}) // [0, 0];
m2({}) // [undefined, undefined]

m1({z: 3}) // [0, 0]
m2({z: 3}) // [undefined, undefined]
```

### 参数默认值的位置

通常情况下,定义了默认值的参数,应该是函数的尾参数。因为这样比较容易看出来,到底省略了哪些参数。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。

```javascript
// 例一
function f(x = 1, y) {
return [x, y];
}

f() // [1, undefined]
f(2) // [2, undefined])
f(, 1) // 报错
f(undefined, 1) // [1, 1]

// 例二
function f(x, y = 5, z) {
return [x, y, z];
}

f() // [undefined, 5, undefined]
f(1) // [1, 5, undefined]
f(1, ,2) // 报错
f(1, undefined, 2) // [1, 5, 2]
```

上面代码中,有默认值的参数都不是尾参数。这时,无法只省略该参数,而不省略它后面的参数,除非显式输入`undefined`。

如果传入`undefined`,将触发该参数等于默认值,`null`则没有这个效果。

```javascript
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。

### 函数的length属性

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。

```javascript
(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。比如,上面最后一个函数,定义了3个参数,其中有一个参数`c`指定了默认值,因此`length`属性等于`3`减去`1`,最后得到`2`。

这是因为`length`属性的含义是,该函数预期传入的参数个数。某个参数指定默认值以后,预期传入的参数个数就不包括这个参数了。同理,rest参数也不会计入`length`属性。

```javascript
(function(...args) {}).length // 0
```

如果设置了默认值的参数不是尾参数,那么`length`属性也不再计入后面的参数了。

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

### 作用域

一个需要注意的地方是,如果参数默认值是一个变量,则该变量所处的作用域,与其他变量的作用域规则是一样的,即先是当前函数的作用域,然后才是全局作用域。

```javascript
var x = 1;

function f(x, y = x) {
console.log(y);
}

f(2) // 2
```

上面代码中,参数`y`的默认值等于`x`。调用时,由于函数作用域内部的变量`x`已经生成,所以`y`等于参数`x`,而不是全局变量`x`。

如果调用时,函数作用域内部的变量`x`没有生成,结果就会不一样。

```javascript
let x = 1;

function f(y = x) {
let x = 2;
console.log(y);
}

f() // 1
```

上面代码中,函数调用时,`y`的默认值变量`x`尚未在函数内部生成,所以`x`指向全局变量。

如果此时,全局变量`x`不存在,就会报错。

```javascript
function f(y = x) {
let x = 2;
console.log(y);
}

f() // ReferenceError: x is not defined
```

下面这样写,也会报错。

```javascript
var x = 1;

function foo(x = x) {
// ...
}

foo() // ReferenceError: x is not defined
```

上面代码中,函数`foo`的参数`x`的默认值也是`x`。这时,默认值`x`的作用域是函数作用域,而不是全局作用域。由于在函数作用域中,存在变量`x`,但是默认值在`x`赋值之前先执行了,所以这时属于暂时性死区(参见《let和const命令》一章),任何对`x`的操作都会报错。

如果参数的默认值是一个函数,该函数的作用域是其声明时所在的作用域。请看下面的例子。

```javascript
let foo = 'outer';

function bar(func = x => foo) {
let foo = 'inner';
console.log(func()); // outer
}

bar();
```

上面代码中,函数`bar`的参数`func`的默认值是一个匿名函数,返回值为变量`foo`。这个匿名函数声明时,`bar`函数的作用域还没有形成,所以匿名函数里面的`foo`指向外层作用域的`foo`,输出`outer`。

如果写成下面这样,就会报错。

```javascript
function bar(func = () => foo) {
let foo = 'inner';
console.log(func());
}

bar() // ReferenceError: foo is not defined
```

上面代码中,匿名函数里面的`foo`指向函数外层,但是函数外层并没有声明`foo`,所以就报错了。

下面是一个更复杂的例子。

```javascript
var x = 1;
function foo(x, y = function() { x = 2; }) {
var x = 3;
y();
console.log(x);
}

foo() // 3
```

上面代码中,函数`foo`的参数`y`的默认值是一个匿名函数。函数`foo`调用时,它的参数`x`的值为`undefined`,所以`y`函数内部的`x`一开始是`undefined`,后来被重新赋值`2`。但是,函数`foo`内部重新声明了一个`x`,值为`3`,这两个`x`是不一样的,互相不产生影响,因此最后输出`3`。

如果将`var x = 3`的`var`去除,两个`x`就是一样的,最后输出的就是`2`。

```javascript
var x = 1;
function foo(x, y = function() { x = 2; }) {
x = 3;
y();
console.log(x);
}

foo() // 2
```

### 应用

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。

```javascript
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。

另外,可以将参数默认值设为`undefined`,表明这个参数是可以省略的。

```javascript
function foo(optional = undefined) { ··· }
```

## 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。

```javascript
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。

```javascript
// 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();
```

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。

```javascript
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。

```javascript
// 报错
function f(a, ...b, c) {
// ...
}
```

函数的length属性,不包括rest参数。

```javascript
(function(a) {}).length // 1
(function(...a) {}).length // 0
(function(a, ...b) {}).length // 1
```

## 扩展运算符

### 含义

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。

```javascript
console.log(...[1, 2, 3])
// 1 2 3

console.log(1, ...[2, 3, 4], 5)
// 1 2 3 4 5

[...document.querySelectorAll('div')]
// [
,
,
]
```

该运算符主要用于函数调用。

```javascript
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。

扩展运算符与正常的函数参数可以结合使用,非常灵活。

```javascript
function f(v, w, x, y, z) { }
var args = [0, 1];
f(-1, ...args, 2, ...[3]);
```

### 替代数组的apply方法

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。

```javascript
// 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);
```

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。

```javascript
// 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。

```javascript
// 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。

下面是另外一个例子。

```javascript
// ES5
new (Date.bind.apply(Date, [null, 2015, 1, 1]))
// ES6
new Date(...[2015, 1, 1]);
```

### 扩展运算符的应用

**(1)合并数组**

扩展运算符提供了数组合并的新写法。

```javascript
// ES5
[1, 2].concat(more)
// ES6
[1, 2, ...more]

var arr1 = ['a', 'b'];
var arr2 = ['c'];
var arr3 = ['d', 'e'];

// ES5的合并数组
arr1.concat(arr2, arr3);
// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]

// ES6的合并数组
[...arr1, ...arr2, ...arr3]
// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]
```

**(2)与解构赋值结合**

扩展运算符可以与解构赋值结合起来,用于生成数组。

```javascript
// ES5
a = list[0], rest = list.slice(1)
// ES6
[a, ...rest] = list
```

下面是另外一些例子。

```javascript
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 // []
```

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。

```javascript
const [...butLast, last] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 报错

const [first, ...middle, last] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 报错
```

**(3)函数的返回值**

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。

```javascript
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`。

**(4)字符串**

扩展运算符还可以将字符串转为真正的数组。

```javascript
[...'hello']
// [ "h", "e", "l", "l", "o" ]
```

上面的写法,有一个重要的好处,那就是能够正确识别32位的Unicode字符。

```javascript
'x\uD83D\uDE80y'.length // 4
[...'x\uD83D\uDE80y'].length // 3
```

上面代码的第一种写法,JavaScript会将32位Unicode字符,识别为2个字符,采用扩展运算符就没有这个问题。因此,正确返回字符串长度的函数,可以像下面这样写。

```javascript
function length(str) {
return [...str].length;
}

length('x\uD83D\uDE80y') // 3
```

凡是涉及到操作32位Unicode字符的函数,都有这个问题。因此,最好都用扩展运算符改写。

```javascript
let str = 'x\uD83D\uDE80y';

str.split('').reverse().join('')
// 'y\uDE80\uD83Dx'

[...str].reverse().join('')
// 'y\uD83D\uDE80x'
```

上面代码中,如果不用扩展运算符,字符串的`reverse`操作就不正确。

**(5)实现了Iterator接口的对象**

任何Iterator接口的对象,都可以用扩展运算符转为真正的数组。

```javascript
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。它不是数组,而是一个类似数组的对象。这时,扩展运算符可以将其转为真正的数组,原因就在于`NodeList`对象实现了Iterator接口。

对于那些没有部署Iterator接口的类似数组的对象,扩展运算符就无法将其转为真正的数组。

```javascript
let arrayLike = {
'0': 'a',
'1': 'b',
'2': 'c',
length: 3
};

// TypeError: Cannot spread non-iterable object.
let arr = [...arrayLike];
```

上面代码中,`arrayLike`是一个类似数组的对象,但是没有部署Iterator接口,扩展运算符就会报错。这时,可以改为使用`Array.from`方法将`arrayLike`转为真正的数组。

**(6)Map和Set结构,Generator函数**

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。

```javascript
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。

```javascript
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象,对这个遍历器对象执行扩展运算符,就会将内部遍历得到的值,转为一个数组。

如果对没有`iterator`接口的对象,使用扩展运算符,将会报错。

```javascript
var obj = {a: 1, b: 2};
let arr = [...obj]; // TypeError: Cannot spread non-iterable object
```

## 严格模式

从ES5开始,函数内部可以设定为严格模式。

```javascript
function doSomething(a, b) {
'use strict';
// code
}
```

《ECMAScript 2016标准》做了一点修改,规定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。

```javascript
// 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
};

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

这样规定的原因是,函数内部的严格模式,同时适用于函数体代码和函数参数代码。但是,函数执行的时候,先执行函数参数代码,然后再执行函数体代码。这样就有一个不合理的地方,只有从函数体代码之中,才能知道参数代码是否应该以严格模式执行,但是参数代码却应该先于函数体代码执行。

```javascript
// 报错
function doSomething(value = 070) {
'use strict';
return value;
}
```

上面代码中,参数`value`的默认值是八进制数`070`,但是严格模式下不能用前缀`0`表示八进制,所以应该报错。但是实际上,JavaScript引擎会先成功执行`value = 070`,然后进入函数体内部,发现需要用严格模式执行,这时才会报错。

虽然可以先解析函数体代码,再执行参数代码,但是这样无疑就增加了复杂性。因此,标准索性禁止了这种用法,只要参数使用了默认值、解构赋值、或者扩展运算符,就不能显式指定严格模式。

两种方法可以规避这种限制。第一种是设定全局性的严格模式,这是合法的。

```javascript
'use strict';

function doSomething(a, b = a) {
// code
}
```

第二种是把函数包在一个无参数的立即执行函数里面。

```javascript
const doSomething = (function () {
'use strict';
return function(value = 42) {
return value;
};
}());
```

## name属性

函数的`name`属性,返回该函数的函数名。

```javascript
function foo() {}
foo.name // "foo"
```

这个属性早就被浏览器广泛支持,但是直到ES6,才将其写入了标准。

需要注意的是,ES6对这个属性的行为做出了一些修改。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。

```javascript
var func1 = function () {};

// ES5
func1.name // ""

// ES6
func1.name // "func1"
```

上面代码中,变量`func1`等于一个匿名函数,ES5和ES6的`name`属性返回的值不一样。

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。

```javascript
const bar = function baz() {};

// ES5
bar.name // "baz"

// ES6
bar.name // "baz"
```

`Function`构造函数返回的函数实例,`name`属性的值为“anonymous”。

```javascript
(new Function).name // "anonymous"
```

`bind`返回的函数,`name`属性值会加上“bound ”前缀。

```javascript
function foo() {};
foo.bind({}).name // "bound foo"

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

## 箭头函数

### 基本用法

ES6允许使用“箭头”(`=>`)定义函数。

```javascript
var f = v => v;
```

上面的箭头函数等同于:

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
var getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" });
```

箭头函数可以与变量解构结合使用。

```javascript
const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;

// 等同于
function full(person) {
return person.first + ' ' + person.last;
}
```

箭头函数使得表达更加简洁。

```javascript
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。

```javascript
// 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

```javascript
// 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。

```javascript
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]]
```

### 使用注意点

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。

```javascript
function foo() {
setTimeout(() => {
console.log('id:', this.id);
}, 100);
}

var id = 21;

foo.call({ id: 42 });
// id: 42
```

上面代码中,`setTimeout`的参数是一个箭头函数,这个箭头函数的定义生效是在`foo`函数生成时,而它的真正执行要等到100毫秒后。如果是普通函数,执行时`this`应该指向全局对象`window`,这时应该输出`21`。但是,箭头函数导致`this`总是指向函数定义生效时所在的对象(本例是`{id: 42}`),所以输出的是`42`。

箭头函数可以让`setTimeout`里面的`this`,绑定定义时所在的作用域,而不是指向运行时所在的作用域。下面是另一个例子。

```javascript
function Timer() {
this.s1 = 0;
this.s2 = 0;
// 箭头函数
setInterval(() => this.s1++, 1000);
// 普通函数
setInterval(function () {
this.s2++;
}, 1000);
}

var timer = new Timer();

setTimeout(() => console.log('s1: ', timer.s1), 3100);
setTimeout(() => console.log('s2: ', timer.s2), 3100);
// s1: 3
// s2: 0
```

上面代码中,`Timer`函数内部设置了两个定时器,分别使用了箭头函数和普通函数。前者的`this`绑定定义时所在的作用域(即`Timer`函数),后者的`this`指向运行时所在的作用域(即全局对象)。所以,3100毫秒之后,`timer.s1`被更新了3次,而`timer.s2`一次都没更新。

箭头函数可以让`this`指向固定化,这种特性很有利于封装回调函数。下面是一个例子,DOM事件的回调函数封装在一个对象里面。

```javascript
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,这导致这个箭头函数里面的`this`,总是指向`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`document`对象。

`this`指向的固定化,并不是因为箭头函数内部有绑定`this`的机制,实际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。

所以,箭头函数转成ES5的代码如下。

```javascript
// ES6
function foo() {
setTimeout(() => {
console.log('id:', this.id);
}, 100);
}

// ES5
function foo() {
var _this = this;

setTimeout(function () {
console.log('id:', _this.id);
}, 100);
}
```

上面代码中,转换后的ES5版本清楚地说明了,箭头函数里面根本没有自己的`this`,而是引用外层的`this`。

请问下面的代码之中有几个`this`?

```javascript
function foo() {
return () => {
return () => {
return () => {
console.log('id:', this.id);
};
};
};
}

var f = foo.call({id: 1});

var t1 = f.call({id: 2})()(); // id: 1
var t2 = f().call({id: 3})(); // id: 1
var t3 = f()().call({id: 4}); // id: 1
```

上面代码之中,只有一个`this`,就是函数`foo`的`this`,所以`t1`、`t2`、`t3`都输出同样的结果。因为所有的内层函数都是箭头函数,都没有自己的`this`,它们的`this`其实都是最外层`foo`函数的`this`。

除了`this`,以下三个变量在箭头函数之中也是不存在的,指向外层函数的对应变量:`arguments`、`super`、`new.target`。

```javascript
function foo() {
setTimeout(() => {
console.log('args:', arguments);
}, 100);
}

foo(2, 4, 6, 8)
// args: [2, 4, 6, 8]
```

上面代码中,箭头函数内部的变量`arguments`,其实是函数`foo`的`arguments`变量。

另外,由于箭头函数没有自己的`this`,所以当然也就不能用`call()`、`apply()`、`bind()`这些方法去改变`this`的指向。

```javascript
(function() {
return [
(() => this.x).bind({ x: 'inner' })()
];
}).call({ x: 'outer' });
// ['outer']
```

上面代码中,箭头函数没有自己的`this`,所以`bind`方法无效,内部的`this`指向外部的`this`。

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。

### 嵌套的箭头函数

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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
// 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。

## 绑定 this

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](https://github.com/zenparsing/es-function-bind),但是Babel转码器已经支持。

函数绑定运算符是并排的两个双冒号(::),双冒号左边是一个对象,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。

```javascript
foo::bar;
// 等同于
bar.bind(foo);

foo::bar(...arguments);
// 等同于
bar.apply(foo, arguments);

const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;
function hasOwn(obj, key) {
return obj::hasOwnProperty(key);
}
```

如果双冒号左边为空,右边是一个对象的方法,则等于将该方法绑定在该对象上面。

```javascript
var method = obj::obj.foo;
// 等同于
var method = ::obj.foo;

let log = ::console.log;
// 等同于
var log = console.log.bind(console);
```

由于双冒号运算符返回的还是原对象,因此可以采用链式写法。

```javascript
// 例一
import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib";

getPlayers()
::map(x => x.character())
::takeWhile(x => x.strength > 100)
::forEach(x => console.log(x));

// 例二
let { find, html } = jake;

document.querySelectorAll("div.myClass")
::find("p")
::html("hahaha");
```

## 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。

```javascript
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。

```javascript
// 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,还有赋值操作,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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
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。

注意,只有不再用到外层函数的内部变量,内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧,否则就无法进行“尾调用优化”。

```javascript
function addOne(a){
var one = 1;
function inner(b){
return b + one;
}
return inner(a);
}
```

上面的函数不会进行尾调用优化,因为内层函数`inner`用到了外层函数`addOne`的内部变量`one`。

### 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。

```javascript
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) 。

```javascript
function factorial(n, total) {
if (n === 1) return total;
return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5, 1) // 120
```

还有一个比较著名的例子,就是计算fibonacci 数列,也能充分说明尾递归优化的重要性

如果是非尾递归的fibonacci 递归方法

```javascript
function Fibonacci (n) {
if ( n <= 1 ) {return 1};

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

Fibonacci(10); // 89
// Fibonacci(100)
// Fibonacci(500)
// 堆栈溢出了
```

如果我们使用尾递归优化过的fibonacci 递归算法

```javascript
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
```

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。

```javascript
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。

```javascript
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。

```javascript
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。

### 严格模式

ES6的尾调用优化只在严格模式下开启,正常模式是无效的。

这是因为在正常模式下,函数内部有两个变量,可以跟踪函数的调用栈。

- `func.arguments`:返回调用时函数的参数。
- `func.caller`:返回调用当前函数的那个函数。

尾调用优化发生时,函数的调用栈会改写,因此上面两个变量就会失真。严格模式禁用这两个变量,所以尾调用模式仅在严格模式下生效。

```javascript
function restricted() {
"use strict";
restricted.caller; // 报错
restricted.arguments; // 报错
}
restricted();
```

### 尾递归优化的实现

尾递归优化只在严格模式下生效,那么正常模式下,或者那些不支持该功能的环境中,有没有办法也使用尾递归优化呢?回答是可以的,就是自己实现尾递归优化。

它的原理非常简单。尾递归之所以需要优化,原因是调用栈太多,造成溢出,那么只要减少调用栈,就不会溢出。怎么做可以减少调用栈呢?就是采用“循环”换掉“递归”。

下面是一个正常的递归函数。

```javascript
function sum(x, y) {
if (y > 0) {
return sum(x + 1, y - 1);
} else {
return x;
}
}

sum(1, 100000)
// Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)
```

上面代码中,`sum`是一个递归函数,参数`x`是需要累加的值,参数`y`控制递归次数。一旦指定`sum`递归100000次,就会报错,提示超出调用栈的最大次数。

蹦床函数(trampoline)可以将递归执行转为循环执行。

```javascript
function trampoline(f) {
while (f && f instanceof Function) {
f = f();
}
return f;
}
```

上面就是蹦床函数的一个实现,它接受一个函数`f`作为参数。只要`f`执行后返回一个函数,就继续执行。注意,这里是返回一个函数,然后执行该函数,而不是函数里面调用函数,这样就避免了递归执行,从而就消除了调用栈过大的问题。

然后,要做的就是将原来的递归函数,改写为每一步返回另一个函数。

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

上面代码中,`sum`函数的每次执行,都会返回自身的另一个版本。

现在,使用蹦床函数执行`sum`,就不会发生调用栈溢出。

```javascript
trampoline(sum(1, 100000))
// 100001
```

蹦床函数并不是真正的尾递归优化,下面的实现才是。

```javascript
function tco(f) {
var value;
var active = false;
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
```

上面代码中,`tco`函数是尾递归优化的实现,它的奥妙就在于状态变量`active`。默认情况下,这个变量是不激活的。一旦进入尾递归优化的过程,这个变量就激活了。然后,每一轮递归`sum`返回的都是`undefined`,所以就避免了递归执行;而`accumulated`数组存放每一轮`sum`执行的参数,总是有值的,这就保证了`accumulator`函数内部的`while`循环总是会执行。这样就很巧妙地将“递归”改成了“循环”,而后一轮的参数会取代前一轮的参数,保证了调用栈只有一层。

## 函数参数的尾逗号

ECMAScript 2017将[允许](https://github.com/jeffmo/es-trailing-function-commas)函数的最后一个参数有尾逗号(trailing comma)。

此前,函数定义和调用时,都不允许最后一个参数后面出现逗号。

```javascript
function clownsEverywhere(
param1,
param2
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
'foo',
'bar'
);
```

上面代码中,如果在`param2`或`bar`后面加一个逗号,就会报错。

这样的话,如果以后修改代码,想为函数`clownsEverywhere`添加第三个参数,就势必要在第二个参数后面添加一个逗号。这对版本管理系统来说,就会显示,添加逗号的那一行也发生了变动。这看上去有点冗余,因此新的语法允许定义和调用时,尾部直接有一个逗号。

```javascript
function clownsEverywhere(
param1,
param2,
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
'foo',
'bar',
);
```

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