《JavaScript 闖關記》之函數

函數是一段程式碼，它只定義一次，但可以被執行或呼叫任意次。在 JavaScript 裡，函數即對象，程式可以隨意操控它們。例如，可以把函數賦值給變量，或是作為參數傳遞給其他函數，也可以為它們設定屬性，甚至呼叫它們的方法。如果函數掛載在一個物件上，作為物件的屬性，就稱它為物件的方法。如果函數巢狀在其他函數中定義，這樣它們就可以存取它們被定義時所處的作用域中的任何變數。

函數定義

在 JavaScript 中，函數實際上是對象，每個函數都是 Function 構造函數的實例，因此函數名稱實際上也是一個指向函數對象的指針，不會與某個函數綁定。函數通常有以下3定義方式。例如：

// 写法一：函数声明（推荐写法） 
function sum (num1, num2) { 
    return num1 + num2; 
} 
 
// 写法二：函数表达式（推荐写法） 
var sum = function(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
}; 
 
// 写法三：Function 构造函数（不推荐写法） 
var sum = new Function("num1", "num2", "return num1 + num2");

由於函數名稱只是指向函數的指針，因此函數名稱與包含物件指標的其他變數沒有什麼不同。換句話說，一個函數可能會有多個名字。例如：

function sum(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
} 
console.log(sum(10,10));        // 20 
 
var anotherSum = sum; 
console.log(anotherSum(10,10)); // 20 
 
sum = null; 
console.log(anotherSum(10,10)); // 20

沒有重載

將函數名稱想像為指針，也有助於理解為什麼 JavaScript 中沒有函數重載的概念。

function addSomeNumber(num){ 
    return num + 100; 
} 
 
function addSomeNumber(num) { 
    return num + 200; 
} 
 
var result = addSomeNumber(100);    // 300

顯然，這個例子中宣告了兩個同名函數，而結果則是後面的函數覆蓋了前面的函數。以上程式碼其實與下面的程式碼沒有什麼不同。

var addSomeNumber = function (num){ 
    return num + 100; 
}; 
 
addSomeNumber = function (num) { 
    return num + 200; 
}; 
 
var result = addSomeNumber(100);    // 300

透過重寫程式碼之後可以很容易明白，在建立第二個函數時，實際上覆寫了引用第一個函數的變數 addSomeNumber。

函數宣告與函數表達式

解析器在向執行環境中載入資料時，對「函數宣告」與「函數表達式」並非一視同仁。解析器會率先讀取函數聲明，並使其在執行任何程式碼之前可用(可以存取);至於函數表達式，則必須等到解析器執行到它所在的程式碼行，才會真正被解釋執行。例如：

console.log(sum(10,10)); // 20 
function sum(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
}

以上程式碼完全可以正常運作。因為在程式碼開始執行之前，解析器就已經透過一個名為函數宣告提升(function declaration hoisting)的過程，讀取並將函數宣告加入執行環境。將程式碼求值時，JavaScript 引擎在第一遍會宣告函數並將它們放到原始碼樹的頂部。所以，即使宣告函數的程式碼在呼叫它的程式碼後面，JavaScript 引擎也能把函數宣告提升到頂部。把上面的「函數宣告」改為等價的「函數表達式」，就會在執行期間導致錯誤。例如：

console.log(sum(10,10)); // Uncaught TypeError: sum is not a function 
var sum = function(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
};

除了上述差異之外，「函數宣告」與「函數表達式」的語法是等價的。

作為值的函數

因為 JavaScript 中的函數名稱本身就是變量，所以函數也可以當作值來使用。也就是說，不僅可以像傳遞參數一樣把一個函數傳遞給另一個函數，而且可以將一個函數作為另一個函數的結果傳回。來看看下面的函數。

function callSomeFunction(someFunction, someArgument){ 
    return someFunction(someArgument); 
}

這個函數接受兩個參數。第一個參數應該是一個函數，第二個參數應該是要傳遞給該函數的一個值。然後，就可以像下面的範例一樣傳遞函數了。

function add10(num){ 
    return num + 10; 
} 
 
var result1 = callSomeFunction(add10, 10); 
console.log(result1);   // 20 
 
function getGreeting(name){ 
    return "Hello, " + name; 
} 
 
var result2 = callSomeFunction(getGreeting, "Nicholas"); 
console.log(result2);   // "Hello, Nicholas"

這裡的 callSomeFunction() 函數是通用的，即無論第一個參數中傳遞進來的是什麼函數，它都會傳回執行第一個參數後的結果。要存取函數的指標而不執行函數的話，必須去掉函數名稱後面的那對圓括號。因此上面例子中傳遞給 callSomeFunction() 的是 add10 和getGreeting，而不是執行它們之後的結果。

當然，還可以從一個函數中返回另一個函數，而且這也是極為有用的一種技術。例如，假設有一個物件數組，我們想要根據某個物件屬性對數組進行排序。而傳遞給陣列 sort() 方法的比較函數要接收兩個參數，也就是要比較的值。可是，我們需要一種方式來指明按照哪個屬性來排序。要解決這個問題，可以定義一個函數，它接收一個屬性名，然後根據這個屬性名來建立一個比較函數，以下就是這個函數的定義。

function createComparisonFunction(propertyName) { 
    return function(object1, object2){ 
        var value1 = object1[propertyName]; 
        var value2 = object2[propertyName]; 
        if (value1 < value2){ 
            return -1; 
        } else if (value1 > value2){ 
            return 1; 
        } else { 
            return 0; 
        } 
    }; 
}

這個函數定義看起來有點複雜，但實際上無非就是在一個函數中嵌套了另一個函數，而且內部函數前面加了一個 return 運算子。在內部函數接收 propertyName 參數後，它會使用方括號表示法來取得給定屬性的值。取得了想要的屬性值之後，定義比較函數就非常簡單了。上面這個函數可以像在下面範例中這樣使用。

var data = [{name: "Zachary", age: 28}, {name: "Nicholas", age: 29}]; 
 
data.sort(createComparisonFunction("name")); 
console.log(data[0].name);  // Nicholas 
 
data.sort(createComparisonFunction("age")); 
console.log(data[0].name);  // Zachary

这里，我们创建了一个包含两个对象的数组 data。其中，每个对象都包含一个 name 属性和一个 age 属性。在默认情况下，sort() 方法会调用每个对象的 toString() 方法以确定它们的次序;但得到的结果往往并不符合人类的思维习惯。因此，我们调用 createComparisonFunction("name") 方法创建了一个比较函数，以便按照每个对象的 name 属性值进行排序。而结果排在前面的第一项是 name 为 "Nicholas"，age 是 29 的对象。然后，我们又使用了 createComparisonFunction("age") 返回的比较函数，这次是按照对象的age属性排序。得到的结果是 name 值为 "Zachary"，age 值是 28 的对象排在了第一位。

函数的形参和实参

在函数内部，有两个特殊的对象：arguments 和 this。其中，arguments 是一个类数组对象，包含着传入函数中的所有参数。虽然arguments 的主要用途是保存函数参数，但这个对象还有一个名叫 callee 的属性，该属性是一个指针，指向拥有这个 arguments对象的函数。请看下面这个非常经典的阶乘函数。

function factorial(num){ 
if (num <= 1) { 
        return 1; 
    } else { 
        return num * factorial(num-1) 
    } 
}

定义阶乘函数一般都要用到递归算法，如上面的代码所示，在函数有名字，而且名字以后也不会变的情况下，这样定义没有问题。但问题是这个函数的执行与函数名 factorial 紧紧耦合在了一起。为了消除这种紧密耦合的现象，可以像下面这样使用arguments.callee。

function factorial(num){ 
    if (num <=1) { 
        return 1; 
    } else { 
        return num * arguments.callee(num-1) 
    } 
}

在这个重写后的 factorial() 函数的函数体内，没有再引用函数名 factorial。这样，无论引用函数时使用的是什么名字，都可以保证正常完成递归调用。例如：

var trueFactorial = factorial; 
 
factorial = function(){ 
    return 0; 
}; 
 
console.log(trueFactorial(5));  // 120 
console.log(factorial(5));      // 0

在此，变量 trueFactorial 获得了 factorial 的值，实际上是在另一个位置上保存了一个函数的指针。然后，我们又将一个简单地返回 0 的函数赋值给 factorial 变量。如果像原来的 factorial() 那样不使用 arguments.callee，调用 trueFactorial() 就会返回 0。可是，在解除了函数体内的代码与函数名的耦合状态之后，trueFactorial() 仍然能够正常地计算阶乘;至于factorial()，它现在只是一个返回 0 的函数。

函数内部的另一个特殊对象是 this，其行为与 Java 和 C# 中的 this 大致类似。换句话说，this 引用的是函数据以执行的环境对象(当在网页的全局作用域中调用函数时，this 对象引用的就是 window)。来看下面的例子。

window.color = "red"; 
var o = { color: "blue" }; 
 
function sayColor(){ 
    console.log(this.color); 
} 
sayColor();     // "red" 
 
o.sayColor = sayColor; 
o.sayColor();   // "blue"

上面这个函数 sayColor() 是在全局作用域中定义的，它引用了 this 对象。由于在调用函数之前，this 的值并不确定，因此this 可能会在代码执行过程中引用不同的对象。当在全局作用域中调用 sayColor() 时，this 引用的是全局对象 window;换句话说，对 this.color 求值会转换成对 window.color 求值，于是结果就返回了 "red"。而当把这个函数赋给对象 o 并调用o.sayColor() 时，this 引用的是对象 o，因此对 this.color 求值会转换成对 o.color 求值，结果就返回了 "blue"。

请大家一定要牢记，函数的名字仅仅是一个包含指针的变量而已。因此，即使是在不同的环境中执行，全局的 sayColor() 函数与o.sayColor() 指向的仍然是同一个函数。

ECMAScript 5也规范化了另一个函数对象的属性 caller。这个属性中保存着「调用当前函数的函数的引用」，如果是在全局作用域中调用当前函数，它的值为 null。例如：

function outer(){ 
    inner(); 
} 
 
function inner(){ 
    console.log(arguments.callee.caller); 
}  
 
outer();

以上代码会导致警告框中显示 outer() 函数的源代码。因为 outer() 调用了 inter()，所以 arguments.callee.caller 就指向outer()。

在严格模式下，访问 arguments.callee属性，或为函数的 caller 属性赋值，都会导致错误。

函数的属性和方法

JavaScript 中的函数是对象，因此函数也有属性和方法。每个函数都包含两个属性：length 和 prototype。其中，length 属性表示函数希望接收的命名参数的个数，如下面的例子所示。

function sayName(name){ 
    console.log(name); 
} 
 
function sum(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
} 
 
function sayHi(){ 
    console.log("hi"); 
} 
 
console.log(sayName.length);      // 1 
console.log(sum.length);          // 2 
console.log(sayHi.length);        // 0

对于 JavaScript 中的引用类型而言，prototype 是保存它们所有实例方法的真正所在。换句话说，诸如 toString() 和 valueOf()等方法实际上都保存在 prototype 名下，只不过是通过各自对象的实例访问罢了。在创建自定义引用类型以及实现继承时，prototype 属性的作用是极为重要的。在 ECMAScript 5中，prototype 属性是不可枚举的，因此使用 for-in 无法发现。

每个函数都包含两个非继承而来的方法：apply() 和 call()。这两个方法的用途都是在特定的作用域中调用函数，实际上等于设置函数体内 this 对象的值。首先，apply() 方法接收两个参数：一个是在其中运行函数的作用域，另一个是参数数组。其中，第二个参数可以是 Array 的实例，也可以是 arguments 对象。例如：

function sum(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
} 
 
function callSum1(num1, num2){ 
    return sum.apply(this, arguments);  // 传入 arguments 对象 
} 
 
function callSum2(num1, num2){ 
    return sum.apply(this, [num1, num2]);  // 传入数组 
} 
 
console.log(callSum1(10,10));   // 20 
console.log(callSum2(10,10));   // 20

在上面这个例子中，callSum1() 在执行 sum() 函数时传入了 this(因为是在全局作用域中调用的，所以传入的就是 window 对象)和 arguments 对象。而 callSum2 同样也调用了 sum() 函数，但它传入的则是 this 和一个参数数组。这两个函数都会正常执行并返回正确的结果。

call() 方法与 apply() 方法的作用相同，它们的区别仅在于接收参数的方式不同。对于 call() 方法而言，第一个参数是 this 值没有变化，变化的是其余参数都直接传递给函数。换句话说，在使用 call() 方法时，传递给函数的参数必须逐个列举出来，如下面的例子所示。

function sum(num1, num2){ 
    return num1 + num2; 
} 
 
function callSum(num1, num2){ 
    return sum.call(this, num1, num2); 
} 
 
console.log(callSum(10,10));   // 20

在使用 call() 方法的情况下，callSum() 必须明确地传入每一个参数。结果与使用 apply() 没有什么不同。至于是使用 apply()还是 call()，完全取决于你采取哪种给函数传递参数的方式最方便。如果你打算直接传入 arguments 对象，或者包含函数中先接收到的也是一个数组，那么使用 apply() 肯定更方便;否则，选择 call() 可能更合适。(在不给函数传递参数的情况下，使用哪个方法都无所谓。)

事实上，传递参数并非 apply() 和 call() 真正的用武之地;它们真正强大的地方是能够扩充函数赖以运行的作用域。下面来看一个例子。

window.color = "red"; 
var o = { color: "blue" }; 
 
function sayColor(){ 
    console.log(this.color); 
} 
sayColor();                // red 
 
sayColor.call(this);       // red 
sayColor.call(window);     // red 
sayColor.call(o);          // blue

这个例子是在前面说明 this 对象的示例基础上修改而成的。这一次，sayColor() 也是作为全局函数定义的，而且当在全局作用域中调用它时，它确实会显示 "red"，因为对 this.color 的求值会转换成对 window.color 的求值。而 sayColor.call(this) 和sayColor.call(window)，则是两种显式地在全局作用域中调用函数的方式，结果当然都会显示 "red"。但是，当运行sayColor.call(o) 时，函数的执行环境就不一样了，因为此时函数体内的 this 对象指向了 o，于是结果显示的是 "blue"。

使用 call() 或 apply() 来扩充作用域的最大好处，就是对象不需要与方法有任何耦合关系。在前面例子的第一个版本中，我们是先将 sayColor() 函数放到了对象 o 中，然后再通过 o 来调用它的;而在这里重写的例子中，就不需要先前那个多余的步骤了。

关卡

// 挑战一，合并任意个数的字符串 
var concat = function(){ 
    // 待实现方法体 
} 
console.log(concat('st','on','e'));  // stone 
// 挑战二，输出指定位置的斐波那契数列 
var fioacciSequece = function(count){ 
    // 待实现方法体 
} 
console.log(fioacciSequece(12));  // 0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89 
// 挑战三，三维数组或 n 维数组去重，使用 arguments 重写 
var arr = [2,3,4,[2,3,[2,3,4,2],5],3,5,[2,3,[2,3,4,2],2],4,3,6,2]; 
var unique = function(arr){ 
    // 待实现方法体 
} 
console.log(unique(arr)); // [2,3,4,5,6]