JavaScript从零开始——数据类型（5）

果然还是自己熟悉的东西写起来比较轻松，回头看看，数据类型我已经完成了大部分内容的介绍，还剩下数组、函数以及ES 6新加入进来的几种而已了。

那么我们先从函数（Function）开始：

1 概念

函数是一段可以反复调用的代码块。函数还能接受输入的参数，不同的参数会返回不同的值，如下例：

简单说明：上例当中声明了一个名为test的函数，仅接受一个或者零个参数，最终根据参数的不同在控制台生成不同结果的字符串。

2 声明函数

2.1 声明方式

JavaScript 有三种声明函数（Function Declaration）的方法，包括有：

function命令

在本文开始的那个例子，就可以明确的看到function命令的使用方法：

function命令后面是函数名，函数名后面是一对圆括号，里面是传入函数的参数；函数体放在大括号里面——该命令所声明的代码区块，就是一个函数，下面又是一个简单的例子：

声明之后，通过函数名(参数)的形式就可以调用该函数了，如上例中使用print('test')调用。

这是最常用的声明方式。

函数表达式

按照基础的变量声明并赋值的方式，也可以声明一个函数，如：

这种写法将一个匿名函数赋值给变量。这时，这个匿名函数又称函数表达式（Function Expression），因为赋值语句的等号右侧只能放表达式。

采用函数表达式声明函数时，function命令后面不带有函数名。如果加上函数名，该函数名只在函数体内部有效，在函数体外部无效：

上面代码在函数表达式中，加入了函数名x。这个x只在函数体内部可用，指代函数表达式本身，其他地方都不可用。这种写法的用处有两个，一是可以在函数体内部调用自身，二是方便除错（除错工具显示函数调用栈时，将显示函数名，而不再显示这里是一个匿名函数）。因此，下面的形式声明函数也非常常见。

var f = function f() {};

需要注意的是，函数的表达式需要在语句的结尾加上分号，表示语句结束。而函数的声明在结尾的大括号后面不用加分号。总的来说，这两种声明函数的方式，差别很细微，可以近似认为是等价的。

Function构造函数

上面代码中，Function构造函数接受三个参数，除了最后一个参数是add函数的“函数体”，其他参数都是add函数的参数。

可以传递任意数量的参数给Function构造函数，只有最后一个参数会被当做函数体，如果只有一个参数，该参数就是函数体。

有个需要注意的地方是，即使不使用new命令，直接使用如下格式，其结果也是一样的：

let x = Function(
    //...
);

不过，这种声明函数的方式非常不直观，几乎无人使用。

2.2 圆括号、return语句和递归

调用函数时，要使用圆括号运算符。圆括号之中，可以加入函数的参数。

上面代码中，函数名后面紧跟一对圆括号，就会调用这个函数。

函数体内部的return语句，表示返回。JavaScript 引擎遇到return语句，就直接返回return后面的那个表达式的值，后面即使还有语句，也不会得到执行。也就是说，return语句所带的那个表达式，就是函数的返回值。return语句不是必需的，如果没有的话，该函数就不返回任何值，或者说返回undefined。

函数可以调用自身，这就是递归（recursion）。下面就是通过递归，计算斐波那契数列的代码。

上面代码中，fib函数内部又调用了fib，计算得到斐波那契数列的第8个元素是21。

2.3 函数名提升

由于函数本身也是一种数据类型，所以JavaScript将函数名同样视为变量名，采用function命令声明函数时，整个函数会像变量声明一样，被提升到代码头部。所以，下面的代码不会报错，且可以正常执行：

表面上test函数在声明之前已经执行了，但由于变量提升的原因，声明test函数的语句被提升到了最前面优先完成，故此在执行之前已经声明完成。

但是，如果采用赋值语句定义函数，JavaScript 就会报错：

看过之前变量提升章节的话就应该明白，变量提升虽然存在，但是使用赋值语句，其提升的仅仅是变量本身，赋值不会同步上去，实际执行的语句变成了：

let x;
x();
x = function() {
    console.log('test2');
};

故此在执行函数的第二步就会报错了。

同样由于函数名提升的存在，如果同一个函数多次声明，函数体将永远使用最后一个声明的内容，且前面的声明将自始无效：

3 函数的属性和方法

3.1 name属性

函数的name属性会返回函数名，然而不同的情况下返回的函数名可能有不同，比如：

在上例当中，如果变量的值是一个具名函数，那么name属性返回function关键字之后的那个函数名——注意，真正的函数名还是func2，而test2这个名字只在函数体内部可用。

实际应用当中，name属性的一个用处，就是获取参数函数的名字：

3.2 length属性

函数的length属性返回函数预期传入的参数个数，即函数定义之中的参数个数：

如上图，不管调用时输入了多少个参数，函数test的length属性始终等于1。

length属性提供了一种机制，判断定义时和调用时参数的差异，以便实现面向对象编程的“方法重载”（overload）。

但需要注意的是，由于在ES 6版本后，引入了参数默认值的概念，所有具有默认值的参数将无法通过length属性进行统计，如下图：

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。

这导致了ES 6之后的一些新增与参数有关的更新，都会造成这个古老的统计方法的失真。也就是说，一旦在函数参数上使用了ES 6之后的方法，就必须使用其他的手段对参数数量进行统计了，切记！

3.3 toString()方法

函数的toString方法返回一个字符串，内容是函数的源码；但是对于原生的函数（JavaScript预定义的函数）则会返回function 函数名 (){[native code]} ：

该方法的特别之处是，同时可以返回函数内部的注释，如下：

而在最新的ES 2019版本中，编写函数的所有注释（只要在function之后的注释）都会被toString()方法返回，因为该版本的标准中明确要求返回一模一样的原始代码，举例如下：

这里特别再强调一下：在开发时将注释写清楚对于其他人理解代码非常非常重要！

4 函数的作用域

4.1 作用域的定义

作用域（scope）指的是变量存在的范围。在 ES 5 的规范中，JavaScript 只有两种作用域：一种是全局作用域，变量在整个程序中一直存在，所有地方都可以读取；另一种是函数作用域，变量只在函数内部存在。

对于顶层函数来说，函数外部声明的变量就是全局变量（global variable），它可以在函数内部读取。

上面的代码表明，函数f1内部可以读取全局变量v。

在函数内部定义的变量，外部无法读取，称为“局部变量”（local variable）。

上面代码中，变量v2在函数内部定义，所以是一个局部变量，函数之外就无法读取。

函数内部定义的变量，会在该作用域内覆盖同名全局变量。

上面代码中，变量v同时在函数的外部和内部有定义。结果，在函数内部定义，局部变量v覆盖了全局变量v。

注意，对于var命令来说，局部变量只能在函数内部声明，在其他区块中声明，一律都是全局变量，故而建议使用let来替代var，以防止意外的声明全局变量。

上面代码中，变量x在条件判断区块之中使用var声明，结果就是一个全局变量，可以在区块之外读取；而变量y使用let声明，结果只能在条件判断区块内生效，故此无法在区块外读取。

ES 6 又新增了作用域：一旦设置了参数的默认值，函数进行声明初始化时，参数会形成一个单独的作用域（context）。等到初始化结束，这个作用域就会消失。这种语法行为，在不设置参数默认值时，是不会出现的。

上面代码中，函数f4调用时，参数y = x形成一个单独的作用域。这个作用域里面，变量x本身没有定义，所以指向外层的全局变量x。函数调用时，函数体内部的局部变量x影响不到默认值变量x，所以最终输出的结果是y = 10。

此时，如果全局变量不存在，就会报错：

如上图中，f5的参数y默认值为z，但由于并未定义全局变量z，所以报错。

如果参数名和全局变量名相同，也会报错：

参数x = x形成一个单独作用域。实际执行的是let x = x，由于暂时性死区的原因，执行时会报错：变量x未初始化/未定义。

下一节会说到参数的具体用法，这些易错的知识就不再重复了，请务必留意不要踩坑。

4.2 函数体内部的变量提升

前面其实已经知道了使用var声明变量会造成变量提升，这个现象在函数体内部也会出现；留意，如果使用let或者const声明变量则不会有该现象，如下图：

使用var声明的变量tmp，在实际执行时提升到了函数体顶层优先执行；而使用let声明则不会有此现象，故而函数实际执行时报错

请务必留意这个区别。

4.3 函数本身的作用域

函数本身也是一个值，也有自己的作用域。它的作用域与变量一样，就是其声明时所在的作用域，与其运行时所在的作用域无关：

上面代码中，函数b是在函数f7的外部声明的，所以它的作用域绑定外层，内部变量a不会到函数f7体内取值，所以输出2，而不是10。

总之，函数执行时所在的作用域，是定义时的作用域，而不是调用时所在的作用域。

很容易犯错的一点是，如果函数A调用函数B，却没考虑到函数B不会引用函数A的内部变量：

上面代码将函数x作为参数，传入函数y。但是，函数x是在函数y体外声明的，作用域绑定外层，因此找不到函数y的内部变量i，导致报错。

同样的，函数体内部声明的函数，作用域绑定函数体内部。

上面代码中，函数foo内部声明了一个函数bar，bar的作用域绑定foo。当我们在foo外部取出bar执行时，变量x指向的是foo内部的x，而不是foo外部的x。正是这种机制，构成了下文要说明的“闭包”现象。

5 参数

5.1 定义

函数有时候需要在运行时引用外部的数据，根据外部数据的不同，函数执行结果也会不同——这些数据就被称为参数，参数规定需放在函数名后面的括号()内——无论是声明还是调用——比如经常会用到的console.log()，括号内就是需要引用的参数，可以是变量，也可以是符合要求的其他数据，如下：

还有自己定义的函数，举例如下：

可以看到无论是预置函数还是自定义函数，其括号当中都有引用的值，这就是参数了。

在实际使用当中，我们也会看到没有使用参数的函数，比如：

这是因为函数参数不是必需的，JavaScript 允许省略参数；同样已经定义好参数个数的函数也是可以省略的，如下：

上面代码的函数f定义了两个参数，但是运行时无论提供多少个参数（或者不提供参数），JavaScript 都不会报错。省略的参数的值就变为undefined。这里由于省略了参数，故而运算结果会变为NaN，请参考数值类型那一章的内容；

但是，没有办法只省略靠前的参数，而保留靠后的参数。如果一定要省略靠前的参数，只有显式传入undefined。

5.2 同名参数

如果有同名的参数，则取最后出现的那个值。

上面代码中，函数f1有两个参数，且参数名都是a。取值的时候，以后面的a为准，即使后面的a没有值或被省略，也是以其为准。

调用函数f1的时候，没有提供第二个参数，a的取值就变成了undefined。这时，如果要获得第一个a的值，可以使用arguments对象。

5.3 参数默认值

如果有留意到之前实例的话，你会发现我使用了两种方式来写一个函数的参数默认值，下面我把两种方法混合一下：

这里，x的默认参数值使用了ES 6之前的写法；而y的默认值则使用了ES 6之后的写法。

相比较来说，y这样的写法更加符合人们的使用习惯，因为更加简洁，所以也更容易使用和阅读，可以立刻意识到哪些参数是可以省略的，而不需要具体查看函数体或者API文档；而且有利于将来的代码优化，譬如未来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。

这里有一些需要注意的地方：

参数变量是默认声明的，所以不能用let 或者const再次声明：

使用参数默认值的时候，函数不能有同名参数：

参数默认值不是传值的，而是每次都重新计算默认值表达式的值：

上例中，参数y的默认值是x + 1，每次调用函数func1，都会重新计算x + 1，而不是默认y等于51

同时，参数默认值是可以和对象解构赋值一起使用的，解构赋值是之后会提到的一个ES 6特性，比如如下实例：

上面代码只使用了对象的解构赋值默认值，没有使用函数参数的默认值。只有当函数func2的参数是一个对象时，变量x和y才会通过解构赋值生成。如果函数func2调用时没提供参数，变量x和y就不会生成，从而报错。通过提供函数参数的默认值，就可以避免这种情况

这是在ES 6当中使得代码更加简洁的一种写法，如果不使用默认值写法，就可能造成下述区别：

请认真留意区别之处。

5.4 arguments对象

定义

由于 JavaScript 允许函数有不定数目的参数，所以需要一种机制，可以在函数体内部读取所有参数。这就是arguments对象的由来。

arguments对象包含了函数运行时的所有参数，arguments[0]就是第一个参数，arguments[1]就是第二个参数，以此类推。这个对象只有在函数体内部，才可以使用。

最初因为这个对象并不严谨的设定，是可以直接在函数体内修改参数的，后来引入严格模式，使得修改可以被屏蔽了：

和数组的区别

需要注意的是，虽然arguments很像数组，但它是一个对象。数组专有的方法（比如slice和forEach），不能在arguments对象上直接使用。

如果要让arguments对象使用数组方法，真正的解决方法是将arguments转为真正的数组。下面是两种常用的转换方法：slice方法和逐一填入新数组：

let args = Array.prototype.slice.call(arguments);

// 或者
let args = [];
for (let i = 0; i < arguments.length; i++) {
  args.push(arguments[i]);
}

callee属性

arguments对象带有一个callee属性，返回它所对应的原函数。

可以通过arguments.callee，达到调用函数自身的目的。这个属性在严格模式里面是禁用的，因此不建议使用。

5.4 rest参数

由于ES 6之前所有的函数参数都必须是预先定义好的，这就造成数量超出预定义的参数很可能不作响应或者造成函数出错，于是在ES 6之后引入了rest参数，其形式为...变量名，可以用来获取多余的函数，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。如上面的代码中，利用rest参数，可以向其中传入任意数目的参数。

注意：rest参数之后不能再有其他的参数，否则会报错：

6 函数的特殊知识点

因为这个草稿在我手里放了太久，有人提意见了，所以我先把没写完的发出来，最后这部分我找个时间补充完整，抱歉！

6.1 闭包

其实就算不是专门做前端开发的IT人，有的时候也会听到这个词，挺有意思的，闭包（closure）其实就是JavaScript的一个特色，也是一个单点，很多JS的高级应用都要依靠闭包来实现的；不知怎么就到处流传了起来，以至于我有非开发类的朋友都问过我它是个什么东东——我解释一通之后，发现他满脸茫然……

对不起啦！我这里尽量好好的通俗的解释一下：理解闭包，首先必须理解变量作用域。前面提到，JavaScript 有两种作用域：全局作用域和函数作用域。

函数内部可以直接读取全局变量，比如下面的例子，函数f1可以读取全局变量n：

但是函数外部无法读取函数内声明的变量，如下例，函数f2内部声明的变量x，函数外无法读取：

实际编程的时候，我们往往需要得到函数内的局部变量，由于直接获取是不可能的，只有自己像一个变通的方法了，譬如在函数内部再定义一个函数：

function f1() {
  var x = 999;
  function f2() {
　　console.log(x); // 999
  }
}

上面代码中，函数f3就在函数f2内部，这时f2内部的所有局部变量，对f3都是可见的。但是反过来就不行，f3内部的局部变量，对f2就是不可见的。这就是 JavaScript 语言特有的"链式作用域"结构（chain scope），子对象会一级一级地向上寻找所有父对象的变量。所以，父对象的所有变量，对子对象都是可见的，反之则不成立。

既然f3可以读取f2的局部变量，那么只要把f3作为返回值，我们不就可以在f2外部读取它的内部变量了吗？比如下面的例子，f2的返回值就是f3，由于f3可以读取f2的内部变量，所以我们就可以在外部获得x这个f2的内部变量了：

这里，闭包就是函数f3，即能够读取其他函数内部变量的函数。由于在 JavaScript 语言中，只有函数内部的子函数才能读取内部变量，因此可以把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。闭包最大的特点，就是它可以“记住”诞生的环境，比如f3记住了它诞生的环境f2，所以从f3可以得到f2的内部变量。在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。

闭包的最大用处有两个，一个是可以读取函数内部的变量，另一个就是让这些变量始终保持在内存中，即闭包可以使得它诞生环境一直存在。请看下面的例子，闭包使得内部变量记住上一次调用时的运算结果：

上面代码中，x是函数myIncrementor的内部变量。通过闭包，x的状态被保留了，每一次调用都是在上一次调用的基础上进行计算。从中可以看到，闭包increase使得函数myIncrementor的内部环境，一直存在。所以，闭包可以看作是函数内部作用域的一个接口。

为什么会这样呢？原因就在于increase始终在内存中，而increase的存在依赖于myIncrementor，因此也始终在内存中，不会在调用结束后，被垃圾回收机制回收。

闭包的另一个用处，是封装对象的私有属性和私有方法，如下面的代码中，函数Person的内部变量_age，通过闭包getAge和setAge，变成了返回对象p1的私有变量：

注意，外层函数每次运行，都会生成一个新的闭包，而这个闭包又会保留外层函数的内部变量，所以内存消耗很大。因此不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题。

6.2 立即调用函数

在 JavaScript 中，圆括号()是一种运算符，跟在函数名之后，表示调用该函数。比如，print()就表示调用print函数。

有时，我们需要在定义函数之后，立即调用该函数。这时，你不能在函数的定义之后加上圆括号，这会产生语法错误：

产生这个错误的原因是，function这个关键字即可以当作语句，也可以当作表达式。

// 语句
function f() {}

// 表达式
var f = function f() {}

为了避免解析上的歧义，JavaScript 引擎规定，如果function关键字出现在行首，一律解释成语句。因此，JavaScript 引擎看到行首是function关键字之后，认为这一段都是函数的定义，不应该以圆括号结尾，所以就报错了。

解决方法就是不要让function出现在行首，让引擎将其理解成一个表达式。最简单的处理，就是将其放在一个圆括号里面。

(function(){ /* code */ }());
// 或者
(function(){ /* code */ })();

上面两种写法都是以圆括号开头，引擎就会认为后面跟的是一个表示式，而不是函数定义语句，所以就避免了错误。这就叫做“立即调用的函数表达式”（Immediately-Invoked Function Expression），简称 IIFE。

注意，上面两种写法最后的分号都是必须的。如果省略分号，遇到连着两个 IIFE，可能就会报错。

上面代码的两行之间没有分号，JavaScript 会将它们连在一起解释，将第二行解释为第一行的参数。

推而广之，任何让解释器以表达式来处理函数定义的方法，都能产生同样的效果，比如下面三种写法。

甚至像下面这样写，也是可以的。

!function () { /* code */ }();
~function () { /* code */ }();
-function () { /* code */ }();
+function () { /* code */ }();

通常情况下，只对匿名函数使用这种“立即执行的函数表达式”。它的目的有两个：一是不必为函数命名，避免了污染全局变量；二是 IIFE 内部形成了一个单独的作用域，可以封装一些外部无法读取的私有变量。

// 写法一
var tmp = newData;
processData(tmp);
storeData(tmp);

// 写法二
(function () {
  var tmp = newData;
  processData(tmp);
  storeData(tmp);
}());

上面代码中，写法二比写法一更好，因为完全避免了污染全局变量。

6.3 eval

6.3.1 eval = evil ??

eval命令接受一个字符串作为参数，并将这个字符串当作语句执行：

上面代码将字符串当作语句运行，生成了变量a。

不过你可能有留意到，在上面这个例子里面，并没有使用let进行声明，这是因为let命令的作用域和var不同，它仅能在当前域生效，所以如果这里使用let，将自始无效：

如果参数字符串无法当作语句运行，那么就会报错：

放在eval中的字符串，应该有独自存在的意义，不能用来与eval以外的命令配合使用。举例来说，下面的代码将会报错：

如果eval的参数不是字符串，那么会原样返回：

eval没有自己的作用域，都在当前作用域内执行，因此可能会修改当前作用域的变量的值，造成安全问题：

如上，eval命令直接修改了外部变量a的值；由于这个原因，eval有很明显的安全风险。甚至有“eval = evil”的说法，让一个个JS小白战栗发抖。

为了防止这种风险，JavaScript 规定，如果使用严格模式，eval内部声明的变量，不会影响到外部作用域：

上面代码中，函数f内部是严格模式，这时eval内部声明的test变量，就不会影响到外部。

不过，即使在严格模式下，eval依然可以读写当前作用域的变量：

上面代码中，严格模式下，eval内部还是改写了外部变量，可见安全风险依然存在。

总之，eval的本质是在当前作用域之中，注入代码。由于安全风险和不利于 JavaScript 引擎优化执行速度，所以一般不推荐使用。通常情况下，eval最常见的场合是解析 JSON 数据的字符串，不过正确的做法应该是使用原生的JSON.parse方法。

6.3.2 eval的别名调用

前面说过eval不利于引擎优化执行速度。更麻烦的是，还有下面这种情况，引擎在静态代码分析的阶段，根本无法分辨执行的是eval。

上面代码中，变量m是eval的别名。静态代码分析阶段，引擎分辨不出m('var x = 1')执行的是eval命令。

为了保证eval的别名不影响代码优化，JavaScript 的标准规定，凡是使用别名执行eval，eval内部一律是全局作用域：

上面代码中，eval是别名调用，所以即使它是在函数中，它的作用域还是全局作用域，因此输出的a为全局变量。这样的话，引擎就能确认e()不会对当前的函数作用域产生影响，优化的时候就可以把这一行排除掉。

eval的别名调用的形式五花八门，只要不是直接调用，都属于别名调用，因为引擎只能分辨eval()这一种形式是直接调用；故此千万要留意！

eval.call(null, '...')
window.eval('...')
(1, eval)('...')
(eval, eval)('...')

上面这些形式都是eval的别名调用，作用域都是全局作用域。

6.4 箭头函数

6.4.1 基础使用

从ES 6开始，JavaScript允许使用“箭头”（=>）定义函数：

var f = v => v;

// 等同于
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：

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。

let 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，否则会报错：

下面是一种特殊情况，虽然可以运行，但会得到错误的结果：

上面代码中，原始意图是返回一个对象{ a: 1 }，但是由于引擎认为大括号是代码块，所以执行了一行语句a: 1。这时，a可以被解释为语句的标签，因此实际执行的语句是1;，然后函数就结束了，没有返回值。

如果箭头函数只有一行语句，且不需要返回值，可以采用下面的写法，就不用写大括号了：

let fn = () => void doesNotReturn();

箭头函数可以与变量解构结合使用：

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：

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。

// 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

// 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。

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]]

6.4.2 使用注意点

箭头函数有几个使用注意点。

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。
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。
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。
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：

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bar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33。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: 100}），所以输出的是100。

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。

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 31 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。

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 ES 5 的代码如下。

// 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 ES 5 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。

再来看看，请问下面的代码之中有几个this？

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。

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。

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。

6.4.3 不适用场合

由于箭头函数使得this从“动态”变成“静态”，下面两个场合不应该使用箭头函数。

第一个场合是定义对象的方法，且该方法内部包括this。

const cat = {
  lives: 9,
  jumps: () => {
    this.lives--;
  }
}

上面代码中，cat.jumps()方法是一个箭头函数，这是错误的。调用cat.jumps()时，如果是普通函数，该方法内部的this指向cat；如果写成上面那样的箭头函数，使得this指向全局对象，因此不会得到预期结果。这是因为对象不构成单独的作用域，导致jumps箭头函数定义时的作用域就是全局作用域。

第二个场合是需要动态this的时候，也不应使用箭头函数。

var button = document.getElementById('press');
button.addEventListener('click', () => {
  this.classList.toggle('on');
});

上面代码运行时，点击按钮会报错，因为button的监听函数是一个箭头函数，导致里面的this就是全局对象。如果改成普通函数，this就会动态指向被点击的按钮对象。

另外，如果函数体很复杂，有许多行，或者函数内部有大量的读写操作，不单纯是为了计算值，这时也不应该使用箭头函数，而是要使用普通函数，这样可以提高代码可读性。

6.4.4 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 ES 5 语法的多重嵌套函数：

上面这个函数，可以使用箭头函数改写：

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。

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。

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。

// λ演算的写法
fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v)))

// ES 6的写法
let 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 ES 6 作为替代工具，探索计算机科学。

6.5 递归、尾调用、尾递归

6.5.1 递归

函数可以调用自身，这就是递归（recursion）。下面就是通过递归，计算斐波那契数列的代码。

上面代码中，fib函数内部又调用了fib，计算得到斐波那契数列的第6个元素是8。

这里请一定要注意，这种方式很容易造成大量运算堆积从而使得网页、应用死锁的问题（这里也不截图了，因为页面死锁截图看不出来），所以推荐使用尾递归，请参考后文。

6.5.2 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。

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。

// 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。

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。

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。

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”。

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。

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

6.5.3 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。

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) 。

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

尾递归优化过的斐波那契数列实现如下。

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。ES 6 亦是如此，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，ES 6 中只要使用尾递归，就不会发生栈溢出（或者层层递归造成的超时），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6的阶乘，需要传入两个参数6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。

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。

上面代码通过柯里化，将尾递归函数tailFactorial变为只接受一个参数的factorial。

第二种方法就简单多了，就是采用 ES 6 的函数默认值。

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，ES 6），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

ES 6 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。

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。

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。

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。

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。

蹦床函数并不是真正的尾递归优化，下面的实现才是。

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。

全栈开发从零开始