JavaScript進階之模擬call,apply和bind

EdwardXuan發表於2019-02-25

原文：zhehuaxuan.github.io/2019/02/26/…
作者：zhehuaxuan

目的

在JavaScript中有三種方式來改變this的作用域call，apply和bind。它們在前端開發中很有用。比如：繼承，React的事件繫結等，本文先講用法，再講原理，最後自己模擬，旨在對這塊內容有系統性掌握。

Function.prototype.call()

在MDN中對call()解釋如下：
call()允許為不同的物件分配和呼叫屬於一個物件的函式/方法。
也就是說：一個函式，只要呼叫call()方法，就可以把物件以引數傳遞給函式。

如果還是不明白，不急！我們先來寫一個call()函式最簡單的用法：

function source(){
    console.log(this.name); //列印 xuan
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.call(destination));
複製程式碼

上述程式碼會列印出destination的name屬性，也就是說source()函式通過呼叫call()，source()函式中的this<=>destination對應起來。類似於實現destination.source()的效果。

好，明白基本用法，再來看下面的例子：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.call(destination,18,"male"));//call本身沒有返回任何值，故undefined
複製程式碼

列印效果如下：

我們可以看到call()支援傳參，而且是以arg1,arg2,...的形式傳入。我們看到最後還還輸出一個undefined，說明現在呼叫source.call(…args)沒有返回值。

我們現在給source函式新增返回值：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //新增一個返回值物件
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.call(destination,18,"male"));
複製程式碼

列印結果：

果不其然！call()函式的返回值就是source函式的返回值。所以call()函式的作用總結如下：

改變this的指向

支援對函式傳參

呼叫call的函式返回什麼，call返回什麼。

模擬Function.prototype.call()

根據call()的作用，我們一步一步進行模擬。我們先把上面的部分程式碼摘抄下來：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //新增一個返回值物件
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
複製程式碼

現在只要實現一個函式call1()並使用下面方式

console.log(source.call1(destination));
複製程式碼

如果得出的結果和call()函式一樣，那就沒問題了。

現在我們來模擬第一步：
改變this的指向。

假設我們destination的結構是這樣的：

let destination = {
    name:"xuan",
    source:function(age,gender){
        console.log(this.name);
        console.log(age);
        console.log(gender);
        //新增一個返回值物件
        return {
            age:age,
            gender:gender,
            name:this.name
        }
	}
}
複製程式碼

我們執行destination.source(18,"male");就可以在source()函式中把正確的結果列印出來並且返回我們想要的值。
現在我們的目的就是：給destination物件新增一個source屬性，然後新增引數執行它。
我們定義如下：

Function.prototype.call1 = function(ctx){
    ctx.fn = this;   //ctx為destination   this指向source   那麼就是destination.fn = source;
    ctx.fn(); // 執行函式
    delete ctx.fn;  //在刪除這個屬性
}
console.log(source.call1(destination,18,"male"));
複製程式碼

列印效果如下：

我們發現this的指向已經改變了，但是我們傳入的引數還沒有處理。
第二步：
支援對函式傳參。
我們使用ES6語法修改如下：

Function.prototype.call1 =function(ctx,...args){
    ctx.fn = this;
    ctx.fn(...args);
    delete ctx.fn;
}
console.log(source.call1(destination,18,"male"));
複製程式碼

列印效果如下：

引數出現了。第三步：
呼叫call的函式返回什麼，call返回什麼

我們再修改一下：

Function.prototype.call1 =function(ctx,...args){
    ctx.fn = this || window; //防止ctx為null的情況
    let res = ctx.fn(...args);
    delete ctx.fn;
    return res;
}
console.log(source.call1(destination,18,"male"));
複製程式碼

列印效果如下：

現在我們實現了call的效果！

模擬Function.prototype.apply()

apply()函式的作用和call()函式一樣，只是傳參的方式不一樣。apply的用法可以檢視MDN，MDN這麼說的：apply() 方法呼叫一個具有給定this值的函式，以及作為一個陣列（或類似陣列物件）提供的引數。

apply()函式的第二個引數是一個陣列，陣列是呼叫apply()的函式的引數。

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.apply(destination,[18,"male"]));
複製程式碼

效果和call()是一樣的。既然只是傳參不一樣，我們把模擬call()函式的程式碼稍微改改：

Function.prototype.apply1 =function(ctx,args){
    ctx.fn = this || window;
    args = args || [];
    let res = ctx.fn(...args);
    delete ctx.fn;
    return res;
}
console.log(source.apply1(destination,[18,'male']));
複製程式碼

執行效果如下：

apply()函式的模擬完成。

Function.prototype.bind()

bind()的作用，我們引用MDN：
bind()方法會建立一個新函式。當這個新函式被呼叫時，bind() 的第一個引數將作為它執行時的 this物件，之後的一序列引數將會在傳遞的實參前傳入作為它的引數。
我們看下述程式碼：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
var res = source.bind(destination,18,"male");
console.log(res());
console.log("==========================")
var res1 = source.bind(destination,18);
console.log(res1("male"));
console.log("==========================")
var res2 = source.bind(destination);
console.log(res2(18,"male"));
複製程式碼

列印效果如下：

我們發現bind函式跟apply和call有兩個區別：

1.bind返回的是函式，雖然也有call和apply的作用，但是需要在呼叫函式時生效

2.bind中也可以新增引數

注：bind還支援new語法，下面會展開。
我們先根據上述2點區別來模擬bind函式。

模擬Function.prototype.bind()

和模擬call一樣，現摘抄下面的程式碼：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //新增一個返回值物件
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
複製程式碼

然後我們定義一個函式bind1，如果執行下面的程式碼能夠返回和bind函式一樣的值，就達到我們的目的。

var res = source.bind1(destination,18);
console.log(res("male"));
複製程式碼

首先我們定義一個bind1函式，因為返回值是一個函式，所以我們可以這麼寫：

Function.prototype.bind1 = function(ctx,...args){
    var that = this;//外層的this通過閉包傳入內部函式中
    return function(){
        //將外層函式的引數和內層函式的引數合併
        var all_args = [...args].concat([...arguments]);
        //apply改變ctx的指向
        return that.apply(ctx,all_args);
    }
}
複製程式碼

列印效果如下：

這裡我們利用閉包，把外層函式的ctx和引數args傳到內層函式，再將內外傳遞的引數合併，然後使用apply()或call()函式，將其返回。

當我們呼叫res("male")時，因為外層ctx和args還是會存在記憶體當中，所以呼叫時，前面的ctx也就是source，args也就是18，再將傳入的"male"跟18合併[18,'male']，執行source.apply(destination,[18,'male']);返回函式結果即可。bind()的模擬完成！

但是bind除了上述用法，還可以有如下用法：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //新增一個返回值物件
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
var res = source.bind(destination,18);
var person = new res("male");
console.log(person);
複製程式碼

列印效果如下：

我們發現bind函式支援new關鍵字，呼叫的時候this的繫結失效了，那麼new之後，this指向哪裡呢？我們來試一下，程式碼如下：

function source(age,gender){
  console.log(this);
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
var res = source.bind(destination,18);
console.log(new res("male"));
console.log(res("male"));
複製程式碼

執行new的時候，我們發現雖然bind的第一個引數是destination，但是this是指向source的。

如上所示，不用new的話，this指向destination。

好，現在再來回顧一下我們的bind1實現：

Function.prototype.bind1 = function(ctx,...args){
    var that = this;
    return function(){
        //將外層函式的引數和內層函式的引數合併
        var all_args = [...args].concat([...arguments]);
        //因為ctx是外層的this指標，在外層我們使用一個變數that引用進來
        return that.apply(ctx,all_args);
    }
}
複製程式碼

如果我們使用：

var res = source.bind(destination,18);
console.log(new res("male"));
複製程式碼

如果執行上述程式碼，我們的ctx還是destination，也就是說這個時候下面的source函式中的ctx還是指向destination。而根據Function.prototype.bind的用法，這時this應該是指向source自身。

我們先把部分程式碼抄下來：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //新增一個返回值物件
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
複製程式碼

我們改一下bind1函式：

Function.prototype.bind1 = function (ctx, ...args) {
    var that = this;//that肯定是source
    //定義了一個函式
    let f = function () {
        //將外層函式的引數和內層函式的引數合併
        var all_args = [...args].concat([...arguments]);
        //因為ctx是外層的this指標，在外層我們使用一個變數that引用進來
        var real_ctx = this instanceof f ? this : ctx;
        return that.apply(real_ctx, all_args);
    }
    //函式的原型指向source的原型，這樣執行new f()的時候this就會通過原型鏈指向source
    f.prototype = this.prototype;
    //返回函式
    return f;
}
複製程式碼

我們執行

var res = source.bind1(destination,18);
console.log(new res("male"));
複製程式碼

效果如下：

已經達到我們的效果！

現在分析一下上述實現的程式碼：

//呼叫var res = source.bind1(destination,18)時的程式碼分析
Function.prototype.bind1 = function (ctx, ...args) {
    var that = this;//that肯定是source
    //定義了一個函式
    let f = function () {
       ... //內部先不管
    }
    //函式的原型指向source的原型，這樣執行new f()的時候this就會指向一個新的物件，這個物件通過原型鏈指向source，這正是我們上面執行apply的時候需要傳入的引數
    f.prototype = this.prototype;
    //返回函式
    return f;
}
複製程式碼

f()函式的內部實現分析：

//new res("male")相當於執行new f("male")；下面進行函式的執行態分析
let f = function () {
     console.log(this);//這個時候列印this就是一個_proto_指向f.prototype的物件,因為f.prototype==>source.prototype，所以this._proto_==>source.prototype
     //將外層函式的引數和內層函式的引數合併
     var all_args = [...args].concat([...arguments]);
     //正常不用new的時候this指向當前呼叫處的this指標(在全域性環境中執行，this就是window物件)；使用new的話這個this物件的原型鏈上有一個型別是f的原型物件。
    //那麼判斷一下，如果this instanceof f，那麼real_ctx=this,否則real_ctx=ctx;
     var real_ctx = this instanceof f ? this : ctx;
    //現在把真正分配給source函式的物件傳入
     return that.apply(real_ctx, all_args);
}
複製程式碼

至此bind()函式的模擬實現完畢！如有不對之處，歡迎拍磚！您的寶貴意見是我寫作的動力，謝謝大家。

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Function.prototype.call()

模擬Function.prototype.call()

模擬Function.prototype.apply()

Function.prototype.bind()

模擬Function.prototype.bind()

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