JavaScript函數詳解

在很多傳統語言（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，如果需要把函數作為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（宣告與呼叫），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：

 程式碼如下:

 // 直接声明函数myfunc 
 function myfunc(/* arguments */) { 
 } 
   
 // 把匿名函数赋值给本地变量myfunc 
 var myfunc = function(/* arguments */) { 
 }

注意，上面兩種函數宣告方式有細微的差別：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），都在整個作用域可存取；第二種方式是透過把匿名函數賦值給變數的方式，嚴格意義上說這不是函數的宣告（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：

程式碼如下:

 myfunc1(); // 能够正常调用，因为myfunc1采用直接声明的方式 
   
 function myfunc1() { 
 } 
   
 myfunc2(); // 出错 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用一對括號呼叫: 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：

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，裡麵包含了所有調用時傳入的參數，有length屬性表示參數的個數。例如：

程式碼如下：

 function test() { 
   alert(arguments.length); 
 } 
   
 test(1); // 1 
 test(1, 'a'); // 2 
 test(true, [], {}); // 3 利用arguments可以实现类似C语言printf的功能，也可以用来实现方法的多态。

#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。
 
在前函數宣告的部分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情境環境，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運行時中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。

程式碼如下：

 (function() { // 匿名函数 
   
 function log(msg) { 
     console.log(msg); 
 } 
   
 // 其他代码 
   
 }()); // 立即执行

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，表達式的值是一個函數，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：

 程式碼如下:

 var mylib = (function(global) { 
   
 function log(msg) { 
   console.log(msg); 
 } 
   
 log1 = log;  // 法一：利用没有var的变量声明的默认行为，在log1成为全局变量（不推荐） 
   
 global.log2 = log;  // 法二：直接在全局对象上添加log2属性，赋值为log函数（推荐） 
   
 return {  // 法三：通过匿名函数返回值得到一系列接口函数集合对象，赋值给全局变量mylib（推荐） 
    log: log
 }; 
   
 }(window));

#2.2 高階函數（High -order Function）

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

 代码如下:

 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 < length; i++) { 
     result[i] = callback(nums[i]); // 对数组nums中的所有元素传递给callback进行处理，将返回值作为结果保存 
   } 
   
   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];

以上代码展示了把函数作为参数传入另一个函数process调用的示例，在process函数的实现中，把callback作为一个黑盒子看待，负责把参数传给它，然后获取返回值，在调用之前并不清楚callback的具体实现。只有当执行到20行和22行时，callback才被分别代表negative或square，分别对每个元素进行取相反值或平方值的操作。

 代码如下:

 function generator() { 
   var i = 0; 
   return function() { 
     return i++; 
   }; 
 } 
   
 var gen1 = generator(); // 得到一个自然数生成器 
 var gen2 = generator(); // 得到另一个自然数生成器 
 var r1 = gen1(); // r1 = 0 
 var r2 = gen1(); // r2 = 1 
 var r3 = gen2(); // r3 = 0 
 var r4 = gen2(); // r4 = 1

上面的代码展示了把函数作为返回值的示例，generator是一个自然数生成器函数，返回值是一个自然数生成函数。每次调用generator时都会把一个匿名函数作为结果返回，这个匿名函数在被实际调用时依次返回每个自然数。在generator里的变量i在每次调用这个匿名函数时都会自增1，这其实就是一个闭包。下面我们来介绍一下闭包.
 
2.3 闭包（Closure）
闭包(Closure)并不是一个新鲜的概念，很多函数式语言中都使用了闭包。在JavaScript中，当你在内嵌函数中使用外部函数作用域内的变量时，就是使用了闭包。用一个常用的类比来解释闭包和类（Class）的关系：类是带函数的数据，闭包是带数据的函数。
闭包中使用的变量有一个特性，就是它们不在父函数返回时释放，而是随着闭包生命周期的结束而结束。比如像上一节中generator的例子，gen1和gen2分别使用了相互独立的变量i（在gen1的i自增1的时候，gen2的i并不受影响，反之亦然），只要gen1或gen2这两个变量没有被JavaScript引擎垃圾回收，他们各自的变量i就不会被释放。在JavaScript编程中，不知不觉就会使用到闭包，闭包的这个特性在带来易用的同时，也容易带来类似内存泄露的问题。例如：

 代码如下:

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

这段代码的作用是点击一个结点时显示它的标签名称，它把一个匿名函数注册为一个DOM结点的click事件处理函数，函数内引用了一个DOM对象elem，就形成了闭包。这就会产生一个循环引用，即：DOM->闭包->DOM->闭包...DOM对象在闭包释放之前不会被释放；而闭包作为DOM对象的事件处理函数存在，所以在DOM对象释放前闭包不会释放，即使DOM对象在DOM tree中删除，由于这个循环引用的存在，DOM对象和闭包都不会被释放。可以用下面的方法可以避免这种内存泄露：

代码如下:

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

上面这段代码中用this代替elem（在DOM事件处理函数中this指针指向DOM元素本身），让JS运行时不再认为这个函数中使用了父类的变量，因此不再形成闭包。
闭包还会带来很多类似的内存泄露问题，只有在写代码的时候着重注意一下闭包，尽量避免此类的问题产生。
 
2.4 类构造函数
JavaScript的函数同时作为类的构造函数，因此只要声明一个函数就可以使用new关键字创建类的实例。

 代码如下:

function Person(name) { 
   this.name = name; 
   this.toString = function() { 
     return 'Hello, ' + this.name + '!'; 
   }; 
 } 
   
 var p = new Person('Ghostheaven');

 alert(p); // Hello, Ghostheaven! 在以上实例中Person函数作为类的构造函数使用，此时this指向新创建的实例对象，可以为实例增加属性和方法，关于详细的面向对象的JavaScript编程可以参考这篇文章。这里我想要说的是，JavaScript函数作为类构造函数使用时的返回值问题。

代码如下:

 function MyClass(name) { 
   this.name = name; 
   return name;  // 构造函数的返回值? 
 } 
   
 var obj1 = new MyClass('foo'); 
 var obj2 = MyClass('foo'); 
 var obj3 = new MyClass({}); 
 var obj4 = MyClass({});

上面的构造函数比较特别，有返回语句，那么obj1~obj4分别指向什么对象呢？实际结果是这样的：

复制代码 代码如下:

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

具体原因这篇文章有解释，本文不再赘述，由于带返回值的构造函数会产生奇怪的结果，因此不要在构造函数中调用有返回值的返回语句（空return可以）。

三、JavaScript函数妖怪级

欢迎来到妖怪级函数授课区，在这里会交给你如何淡定自如地面对老怪。。。
 
3.1 Function类
在JavaScript运行时中有一个内建的类叫做Function，用function关键字声明一个函数其实是创建Function类对象的一种简写形式，所有的函数都拥有Function类所有的方法，例如call、apply、bind等等，可以通过instanceof关键字来验证这个说法。
既然Function是一个类，那么它的构造函数就是Function（它本身也是Function类的对象），应该可以通过new关键字来生成一个函数对象。第一个妖怪来了，那就是如何用Function类构造一个函数。Function的语法如下：

代码如下:

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

其中arg1, arg2, ... argN是字符串，代表参数名称，functionBody也是字符串，表示函数体，前面的参数名称是可多可少的，Function的构造函数会把最后一个参数当做函数体，前面的都当做参数处理。

 代码如下:

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

以上方法就通过Function构造了一个函数，这个函数跟其他用function关键字声明的函数一模一样。
看到这儿，很多人可能会问为什么需要这样一个妖怪呢？“存在的即是合理的”，Function类有它独特的用途，你可以利用它动态地生成各种函数逻辑，或者代替eval函数的功能，而且能保持当前环境不会被污染*。
 
 
3.2 自更新函数（Self-update Function）
在很多语言中，函数一旦声明过就不能再次声明同名函数，否则会产生语法错误，而在JavaScript中的函数不仅可以重复声明，而且还可以自己更新自己。自己吃自己的妖怪来了！

 代码如下:

 function selfUpdate() { 
   window.selfUpdate = function() { 
     alert('second run!'); 
   }; 
   
   alert('first run!'); 
 } 
   
 selfUpdate(); // first run! 
 selfUpdate(); // second run! 这种函数可以用于只运行一次的逻辑，在第一次运行之后就整个替换成一段新的逻辑。

小结

JavaScript的函数灰常强大，在漂亮地解决很多问题的同时，也带来很多负面问题。妖怪级别的函数使用方法通常是一些鲜为人知的用法，除非特别必要不要轻易使用，否则会造成代码阅读困难，影响团队开发效率。
 
* 在新的ECMAScript中引入了严格模式，在严格模式下eval函数受到了很大的限制，也能够保证环境不被污染

以上是JavaScript函數詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！