JavaScript函數詳解_基礎知識

簡介

在許多傳統語言（C/C /Java/C#等）中，函數都是作為一個二等公民存在，你只能用語言的關鍵字宣告一個函數然後呼叫它，如果需要把函數當作參數傳給另一個函數，或賦值給一個本地變量，又或是作為返回值，就需要透過函數指針(function pointer)、代理(delegate)等特殊的方式周折一番。
而在JavaScript世界中函數卻是一等公民，它不僅擁有一切傳統函數的使用方式（聲明和調用），而且可以做到像簡單值一樣賦值、傳參、返回，這樣的函數也稱之為第一級函數（First-class Function）。不僅如此，JavaScript中的函數還扮演了類別的建構子的作用，同時又是一個Function類別的實例(instance)。這樣的多重身分讓JavaScript的函數變得非常重要。
 
一、JavaScript函數入門級

JavaScript函數像一般語言一樣也是遵循先宣告後使用的原則，函數名稱只能包含字母、數字、底線或$，且不能以數字開頭。函數常見的宣告方式有以下兩種：

複製程式碼 程式碼如下:

 // 直接宣告函數myfunc
 function myfunc(/* arguments */) {
 }
  
 // 把匿名函數賦值給本地變數myfunc
 var myfunc = function(/* arguments */) {
 }

注意，上面兩種函數宣告方式存在細微的差別：第一種方式在宣告時就是一個命名的函數，無論是宣告在呼叫之前、呼叫之後，甚至是不會執行到的位置（例如return語句之後或是永遠不會為真的分支裡），都在整個作用域可訪問；第二種方式是通過把匿名函數賦值給變量的方式，嚴格意義上說這不是一個函數的聲明（function declaration ）而是一個函數表達式（function expression），在賦值之前這個函數不能被任何程式碼存取到，也就是說這個賦值必須在呼叫之前完成，否則呼叫時會出現錯誤："TypeError: undefined is not a function "。例如：

複製程式碼 程式碼如下:

 myfunc1(); // 能夠正常調用，因為myfunc1採用直接聲明的方式
  
 function myfunc1() {
 }
  
 myfunc2(); // 出錯 TypeError: undefined is not a function
  
 var myfunc2 = function() {
 };

 
函數的基本呼叫方式與傳統語言相同以一對括號呼叫: myfunc()。 JavaScript的函數也支援直接或間接的遞歸(recursive)調用，例如經典的斐波那契函數用JavaScript可以這樣實作：

複製程式碼 程式碼如下:

 function fib(n) {
   if (n == 1 || n == 2) {
     return 1;
   } else {
     return fib(n - 2) fib(n - 1);
   }
 }

在JavaScript的函數可以處理變長參數，在函數內部都擁有一個名為arguments的局部變量，它是一個類別數組（array-liked）的對象，裡麵包含了所有呼叫時傳入的參數，有length屬性表示參數的個數。例如：

複製程式碼 程式碼如下:

 function test() {
   alert(arguments.length);
 }
  
 test(1); // 1
 test(1, 'a'); // 2
 test(true, [], {}); // 3 利用arguments可以實作類似C語言printf的功能，也可以用來實作方法的多態。

二、JavaScript函數進階

2.1 匿名函數與巢狀函數
 
在JavaScript可以宣告一個沒有名稱的函數，稱為匿名函數（Anonymouse Function）。同時JavaScript也允許在函數內部宣告函數，稱為巢狀函數（Nested Function），巢狀函數的作用域為整個父函數。
 
在前面函數宣告的部分就看到了匿名函數和巢狀函數的一種用法，由於匿名函數沒有名稱，不會引入新的變數污染上下文環境，而且會帶來新的變數作用域，因此匿名函數常被用來防止全域環境污染。
 
JavaScript運行時有一個特殊的全域環境（global object），這個物件上面存放全域的函數和變量，實際開發中常會使用若干第三方的函式庫或多個js文件，若不小心在全域物件引入重複的變數或函數聲明，則會造成程式碼執行混亂。例如先後引入兩個js文件，分別定義了自己的函數log作為內部使用，則第二引入的函數會覆蓋第一個的定義且不會拋出任何錯誤，在後續的執行中調用log函數可能會造成錯誤。這時候使用一個匿名函數將整個js內的邏輯包裝起來，就可以避免這種錯誤，這種方法已經被絕大多數開源js庫使用。

複製程式碼 程式碼如下:

 (function() { // 匿名函數
  
 function log(msg) {
     console.log(msg);
 }
  
 // 其他代碼
  
 }()); // 立即執行

以上程式碼就是一個簡單的範例，log函數的作用域被限制在這個匿名函數之內，而匿名函數則因為被外面一對小括號()包括起來，形成一個函數表達式，表達式的數值是函數，緊接著一對小括號表示立即執行這個函數，讓原有的程式碼正常執行一次。不過，這種方式宣告的函數、透過var宣告的變數等等都是內部的，不能被任何匿名函數以外的程式碼存取。如果你需要對外暴露一些函數作為介面的話有以下幾種方法：

複製程式碼 程式碼如下:

 var mylib = (function(global) {
  
 function log(msg) {
   console.log(msg);
 }
  
 log1 = log;  // 法一：利用沒有var的變數宣告的預設行為，在log1成為全域變數（不建議）
  
 global.log2 = log;  // 法二：直接在全域物件上新增log2屬性，賦值為log函數（建議）
  
 return {  // 法三：透過匿名函數返回值得到一系列介面函數集合對象，賦值給全域變數mylib（推薦）
    log: log
 };
  
 }(window));

2.2 高階函數（High-order Function）

如果函數作為參數或傳回值時，就稱為高階函數，JavaScript中的函數都可以作為高階函數來使用，這也是第一類函數的特徵。下面我們就分別分析一下這兩種使用方法。

複製程式碼 程式碼如下:

 function negative(n) {
   return -n; // 取n的相反值
 }
  
 function square(n) {
   return n*n; // n的平方
 }
  
 function process(nums, callback) {
   var result = [];
  
   for(var i = 0, length = nums.length; i      result[i] = callback(nums[i]); // 將陣列nums中的所有元素傳遞給callback處理，並將傳回值儲存為結果
   }
  
   return result;
 }
  
 var nums = [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4];
 var n_neg = process(nums, negative);
 // n_neg = [3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4];
 var n_square = process(nums, square);
 // n_square = [9, 4, 1, 0, 1, 4, 9, 16];

以上程式碼展示了把函數作為參數傳入另一個函數process調用的範例，在process函數的實作中，把callback當作一個黑盒子看待，負責把參數傳給它，然後取得返回值，在調用之前並不清楚callback的具體實作。只有當執行到20行和22行時，callback才分別代表negative或square，分別對每個元素進行相反值或平方值的運算。

複製程式碼 程式碼如下:

 function generator() {
   var i = 0;
   return function() {
     return i ;
   };
 }
  
 var gen1 = generator(); // 得到一個自然數產生器
 var gen2 = generator(); // 得到另一個自然數產生器
 var r1 = gen1(); // r1 = 0
 var r2 = gen1(); // r2 = 1
 var r3 = gen2(); // r3 = 0
 var r4 = gen2(); // r4 = 1

上面的程式碼展示了把函數當作傳回值的範例，generator是一個自然數產生器函數，回傳值是一個自然數產生函數。每次呼叫generator時都會把一個匿名函數當作結果傳回，這個匿名函數在被實際呼叫時依序傳回每個自然數。在generator裡的變數i在每次呼叫這個匿名函數時都會自增1，這其實就是一個閉包。下面我們來介紹一下閉包.
 
 
2.3 閉包（Closure）
閉包(Closure)並不是一個新鮮的概念，很多函數式語言中都使用了閉包。在JavaScript中，當你在嵌入式函數中使用外部函數作用域內的變數時，就是使用了閉包。用一個常用的類比來解釋閉包和類別（Class）的關係：類別是帶函數的數據，而閉包是帶有數據的函數。
閉包中使用的變數有一個特性，就是它們不在父函數返回時釋放，而是隨著閉包生命週期的結束而結束。例如像上一節中generator的例子，gen1和gen2分別使用了互相獨立的變數i（在gen1的i自增1的時候，gen2的i並不受影響，反之亦然），只要gen1或gen2這兩個變數沒有被JavaScript引擎垃圾回收，他們各自的變數i就不會被釋放。在JavaScript程式設計中，不知不覺就會使用到閉包，閉包的這個特性在帶來易用的同時，也容易帶來類似記憶體外洩的問題。例如：

複製程式碼 程式碼如下:

 var elem = document.getElementById('test');
 elem.addEventListener('click', function() {
   alert('You clicked ' elem.tagName);
 });

這段程式碼的作用是點擊一個結點時顯示它的標籤名稱，它把一個匿名函數註冊為一個DOM結點的click事件處理函數，函數內引用了一個DOM物件elem，就形成了閉包。這就會產生一個循環引用，即：DOM->閉包->DOM->閉包...DOM物件在閉包釋放之前不會被釋放；而閉包作為DOM物件的事件處理函數存在，所以在DOM物件釋放前閉包不會釋放，即使DOM物件在DOM tree中刪除，由於這個循環引用的存在，DOM物件和閉包都不會被釋放。可以用下面的方法可以避免這種記憶體外洩：

複製程式碼 程式碼如下:

 var elem = document.getElementById('test');
 elem.addEventListener('click', function() {
   alert('You clicked ' this.tagName); // 不再直接引用elem變數
 });

上面這段程式碼中用this代替elem（在DOM事件處理函數中this指針指向DOM元素本身），讓JS運行時不再認為這個函數中使用了父類的變量，因此不再形成閉包。
閉包也會帶來許多類似的記憶體外洩問題，只有在寫程式碼的時候著重註意一下閉包，盡量避免這類問題的產生。
 
2.4 類別建構子
JavaScript的函數同時作為類別的建構函數，因此只要聲明一個函數就可以使用new關鍵字建立類別的實例。

複製程式碼 程式碼如下:

 function Person(name) {
   this.name = name;
   this.toString = function() {
     return 'Hello, ' this.name '!';
   };
 }
  
 var p = new Person('Ghostheaven');
alert(p); // Hello, Ghostheaven! 在上述實例中Person函數作為類別的建構函式使用，此時this指向新建立的實例對象，可以為實例增加屬性和方法，關於詳細的物件導向的JavaScript編程可以參考這篇文章。這裡我想說的是，JavaScript函數作為類別建構函數使用時的回傳值問題。

複製程式碼 程式碼如下:

 function MyClass(name) {
   this.name = name;
   return name;  // 建構子的回傳值?
 }
  
 var obj1 = new MyClass('foo');
 var obj2 = MyClass('foo');
 var obj3 = new MyClass({});
 var obj4 = MyClass({});

上面的建構子比較特別，有回傳語句，那麼obj1~obj4分別指向什麼物件呢？實際結果是這樣的：

複製程式碼 程式碼如下:

obj1 = MyClass物件
obj2 = 'foo'
obj3 = {}
obj4 = {}

具體原因這篇文章有解釋，本文不再贅述，由於帶回傳值的建構子會產生奇怪的結果，因此不要在建構函式中呼叫有回傳值的回傳語句（空return可以）。

三、JavaScript函數妖怪級

歡迎來到妖怪級函數授課區，在這裡會交給你如何淡定自如地面對老怪。 。 。
 
3.1 Function類
在JavaScript運行時中有一個內建的類別叫做Function，用function關鍵字宣告一個函數其實是創建Function類別物件的一種簡寫形式，所有的函數都擁有Function類別所有的方法，例如call、apply、bind等等，可以透過instanceof關鍵字來驗證這個說法。
既然Function是一個類，那麼它的建構子就是Function（它本身也是Function類別的物件），應該可以透過new關鍵字來產生一個函數物件。第一個妖怪來了，就是如何用Function類別建構一個函式。 Function的語法如下：

複製程式碼 程式碼如下:

new Function ([arg1[, arg2[, ... argN]],] functionBody)

其中arg1, arg2, ... argN是字串，代表參數名稱，functionBody也是字串，表示函式體，前面的參數名稱是可多可少的，Function的建構子會把最後一個參數當做函數體，前面的都當做參數處理。

複製程式碼 程式碼如下:

 var func1 = new Function('name', 'return "Hello, " name "!";');
 func1('Ghostheaven'); // Hello, Ghostheaven!

以上方法就透過Function建構了一個函數，這個函數跟其他用function關鍵字宣告的函數一模一樣。
看到這兒，很多人可能會問為什麼需要這樣一個妖怪呢？ “存在的即是合理的”，Function類有它獨特的用途，你可以利用它動態地生成各種函數邏輯，或者代替eval函數的功能，而且能保持當前環境不會被污染*。
 
 
3.2 自更新函數（Self-update Function）
在許多語言中，函數一旦聲明過就無法再宣告同名函數，否則會產生語法錯誤，而在JavaScript中的函數不僅可以重複聲明，而且還可以自己更新自己。自己吃自己的妖怪來了！

複製程式碼 程式碼如下:

 function selfUpdate() {
   window.selfUpdate = function() {
     alert('second run!');
   };
  
   alert('first run!');
 }
  
 selfUpdate(); // first run!
 selfUpdate(); // second run! 這個函數可以用來只執行一次的邏輯，在第一次執行之後就整個替換成一段新的邏輯。

小結

JavaScript的函數灰常強大，在漂亮地解決很多問題的同時，也帶來很多負面問題。妖怪等級的函數使用方法通常是一些鮮為人知的用法，除非特別必要不要輕易使用，否則會造成程式碼閱讀困難，影響團隊開發效率。
 
* 在新的ECMAScript中引入了嚴格模式，在嚴格模式下eval函數受到了很大的限制，也能夠保證環境不會被污染

小夥伴們看明白了沒，非常實用吧，如有遺漏的地方，還請大神們指點下，共同進步