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ES6之箭头函数

分类: IT文章 • 2023-11-12 07:52:43

语法

我们先来看看箭头函数的语法：

([param] [, param]) => {
   statements
}

param => expression

param 是参数，根据参数个数不同，分这几种情况： 
() => { … } // 零个参数用 () 表示； 
x => { … } // 一个参数可以省略 ()； 
(x, y) => { … } // 多参数不能省略 ()；

示例

我们再来看看一些示例，看看在ES5中的函数怎么通过ES6中的箭头函数来替代吧：

// ES5
var selected = allJobs.filter(function (job) {
  return job.isSelected();
});

// ES6
var selected = allJobs.filter(job => job.isSelected());

当然，也可以定义多个参数：

// ES5
var total = values.reduce(function (a, b) {
  return a + b;
}, 0);

// ES6
var total = values.reduce((a, b) => a + b, 0);

当然=>后面也不一定非得接return 之后的语句，看下面：

// ES5
$("#confetti-btn").click(function (event) {
  playTrumpet();
  fireConfettiCannon();
});
// ES6
$("#confetti-btn").click(event => {
  playTrumpet();
  fireConfettiCannon();
});

但是需要注意的是，多行语句需要用{}括起来，单行表达式不需要{}，并且会作为函数返回值。

x => { return x * x }; // 函数返回 x * x
x => x * x; // 同上一行
x => return x * x; // SyntaxError 报错，不能省略 {}
x => { x * x }; // 合法，没有定义返回值，返回 undefined

和普通函数一样，箭头函数也可以使用剩余参数和默认参数。

var func1 = (x = 1, y = 2) => x + y;
func1(); // 得到 3

var func2 = (x, ...args) => { console.log(args) };
func2(1,2,3); // 输出 [2, 3]
  •  

特性

介绍完了箭头表达式的语法和示例，我们就需要思考一下了。如果箭头表达式仅仅就是简化了函数的命名，我们为什么要改变原来的习惯而去使用它呢？所以我们需要了解一下箭头函数的特性。

箭头函数内部没有constructor方法，也没有prototype，所以不支持new操作。但是它对this的处理与一般的普通函数不一样。箭头函数的 this 始终指向函数定义时的 this，而非执行时。我们通过一个例子来理解:

var o = {
    x : 1,
    func : function() { console.log(this.x) },
    test : function() {
        setTimeout(function() {
            this.func();
        }, 100);
    }
};

o.test(); // TypeError : this.func is not a function

上面的代码会出现错误，因为this的指向从o变为了全局（函数调用中的this都是指向全局的）。如果大家对javascript中的this不是很熟悉的话，可以看看我写过的一篇文章，深入理解javascript之this。好了，回归正题，我们需要修改上面的代码如下：

var o = {
    x : 1,
    func : function() { console.log(this.x) },
    test : function() {
        var _this = this;
        setTimeout(function() {
            _this.func(); 
        }, 100);
    }
};

o.test();

通过使用外部事先保存的this就行了。这里就可以利用到箭头函数了，我们刚才说过，箭头函数的 this 始终指向函数定义时的 this，而非执行时。所以我们将上面的代码修改如下：

var o = {
    x : 1,
    func : function() { console.log(this.x) },
    test : function() {
        setTimeout(() => { this.func() }, 100);
    }
};

o.test();

这回this就指向o了。

我们还需要注意一点的就是这个this是不会改变指向对象的，我们知道call和apply可以改变this的指向，但是在箭头函数中是无效的。

var x = 1,
    o = {
        x : 10,
        test : () => this.x
    };

o.test(); // 1
o.test.call(o); // 依然是1

箭头函数

基本用法

var f = v => v;

上面的箭头函数等同于：

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。

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。

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。

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

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]]

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。

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。

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。

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。

// 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？

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。

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。

(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。

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。

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。

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。

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)

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)))

// ES6的写法
var fix = f => (x => f(v => x(x)(v)))
               (x => f(v => x(x)(v)));

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。

// 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。

// 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。

// 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。

// 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

// 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）与解构赋值结合来生成数组

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

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。

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

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

从 ES5 开始，函数内部可以设定为严格模式。

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

4.严格模式

ES2016 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。

// 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
  }
};

5.箭头函数

5.1 基本用法

箭头函数是ES6中被应用的最广泛的语法之一了，关键在于其形式简单：

var f = v => v;

上面的箭头函数等同于：

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。

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;
};

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);

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]]

5.2 注意点

this对象的指向是可变的，但是在箭头函数中，它是固定的。

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

var id = 21;

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

5.3 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。

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。

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]

6.尾调用优化

6.1 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。

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。

6.2 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。

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。

6.3 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。

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) 。

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。

非尾递归的 Fibonacci 数列实现如下。

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

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

Fibonacci(10) // 89
Fibonacci(100) // 堆栈溢出
Fibonacci(500) // 堆栈溢出

尾递归优化过的 Fibonacci 数列实现如下。

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 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，ES6 中只要使用尾递归，就不会发生栈溢出，相对节省内存。

6.4 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。

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。

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变为只接受一个参数的factorial。

第二种方法就简单多了，就是采用 ES6 的函数默认值。

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。

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