【进阶3-4期】深度解析bind原理、使用场景及模拟实现

时间  2019-12-06
标签 进阶3-4期 深度 解析 bind 原理 使用 场景 模拟 实现 繁體版
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bind()

bind() 方法会建立一个新函数，当这个新函数被调用时，它的 this 值是传递给 bind() 的第一个参数，传入bind方法的第二个以及之后的参数加上绑定函数运行时自己的参数按照顺序做为原函数的参数来调用原函数。bind返回的绑定函数也能使用 new 操做符建立对象：这种行为就像把原函数当成构造器，提供的 this 值被忽略，同时调用时的参数被提供给模拟函数。（来自参考1）

语法：fun.bind(thisArg[, arg1[, arg2[, ...]]])html

bind 方法与 call / apply 最大的不一样就是前者返回一个绑定上下文的函数，然后二者是直接执行了函数。前端

来个例子说明下webpack

var value = 2;

var foo = {
    value: 1
};

function bar(name, age) {
    return {
        value: this.value,
        name: name,
        age: age
    }
};

bar.call(foo, "Jack", 20); // 直接执行了函数
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}

var bindFoo1 = bar.bind(foo, "Jack", 20); // 返回一个函数
bindFoo1();
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}

var bindFoo2 = bar.bind(foo, "Jack"); // 返回一个函数
bindFoo2(20);
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}

经过上述代码能够看出bind 有以下特性：git

  • 一、能够指定this
  • 二、返回一个函数
  • 三、能够传入参数
  • 四、柯里化

使用场景

一、业务场景

常常有以下的业务场景github

var nickname = "Kitty";
function Person(name){
    this.nickname = name;
    this.distractedGreeting = function() {

        setTimeout(function(){
            console.log("Hello, my name is " + this.nickname);
        }, 500);
    }
}
 
var person = new Person('jawil');
person.distractedGreeting();
//Hello, my name is Kitty

这里输出的nickname是全局的，并非咱们建立 person 时传入的参数，由于 setTimeout 在全局环境中执行（不理解的查看【进阶3-1期】），因此 this 指向的是window。web

这边把 setTimeout 换成异步回调也是同样的，好比接口请求回调。面试

解决方案有下面两种。算法

解决方案1：缓存 this值跨域

var nickname = "Kitty";
function Person(name){
    this.nickname = name;
    this.distractedGreeting = function() {
        
        var self = this; // added
        setTimeout(function(){
            console.log("Hello, my name is " + self.nickname); // changed
        }, 500);
    }
}
 
var person = new Person('jawil');
person.distractedGreeting();
// Hello, my name is jawil

解决方案2：使用 bind数组

var nickname = "Kitty";
function Person(name){
    this.nickname = name;
    this.distractedGreeting = function() {

        setTimeout(function(){
            console.log("Hello, my name is " + this.nickname);
        }.bind(this), 500);
    }
}
 
var person = new Person('jawil');
person.distractedGreeting();
// Hello, my name is jawil

完美！

二、验证是不是数组

【进阶3-3期】介绍了 call 的使用场景，这里从新回顾下。

function isArray(obj){ 
    return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object Array]';
}
isArray([1, 2, 3]);
// true

// 直接使用 toString()
[1, 2, 3].toString();     // "1,2,3"
"123".toString();         // "123"
123.toString();         // SyntaxError: Invalid or unexpected token
Number(123).toString(); // "123"
Object(123).toString(); // "123"

能够经过toString() 来获取每一个对象的类型，可是不一样对象的 toString()有不一样的实现，因此经过 Object.prototype.toString() 来检测，须要以 call() / apply() 的形式来调用，传递要检查的对象做为第一个参数。

另外一个验证是不是数组的方法，这个方案的优势是能够直接使用改造后的 toStr。

var toStr = Function.prototype.call.bind(Object.prototype.toString);
function isArray(obj){ 
    return toStr(obj) === '[object Array]';
}
isArray([1, 2, 3]);
// true

// 使用改造后的 toStr
toStr([1, 2, 3]);     // "[object Array]"
toStr("123");         // "[object String]"
toStr(123);         // "[object Number]"
toStr(Object(123)); // "[object Number]"

上面方法首先使用 Function.prototype.call函数指定一个 this 值，而后 .bind 返回一个新的函数，始终将 Object.prototype.toString 设置为传入参数。其实等价于 Object.prototype.toString.call() 。

这里有一个前提是toString()方法没有被覆盖

Object.prototype.toString = function() {
    return '';
}
isArray([1, 2, 3]);
// false
三、柯里化（curry）
只传递给函数一部分参数来调用它，让它返回一个函数去处理剩下的参数。

能够一次性地调用柯里化函数，也能够每次只传一个参数分屡次调用。

var add = function(x) {
  return function(y) {
    return x + y;
  };
};

var increment = add(1);
var addTen = add(10);

increment(2);
// 3

addTen(2);
// 12

add(1)(2);
// 3

这里定义了一个 add 函数，它接受一个参数并返回一个新的函数。调用 add 以后，返回的函数就经过闭包的方式记住了 add 的第一个参数。因此说 bind 自己也是闭包的一种使用场景。

模拟实现

bind（） 函数在 ES5 才被加入，因此并非全部浏览器都支持，IE8及如下的版本中不被支持，若是须要兼容可使用 Polyfill 来实现。

首先咱们来实现如下四点特性：

  • 一、能够指定this
  • 二、返回一个函数
  • 三、能够传入参数
  • 四、柯里化
模拟实现第一步

对于第 1 点，使用 call / apply 指定 this 。

对于第 2 点，使用 return 返回一个函数。

结合前面 2 点，能够写出初版，代码以下：

// 初版
Function.prototype.bind2 = function(context) {
    var self = this; // this 指向调用者
    return function () { // 实现第 2点
        return self.apply(context); // 实现第 1 点
    }
}

测试一下

// 测试用例
var value = 2;
var foo = {
    value: 1
};

function bar() {
    return this.value;
}

var bindFoo = bar.bind2(foo);

bindFoo(); // 1
模拟实现第二步

对于第 3 点，使用 arguments 获取参数数组并做为 self.apply() 的第二个参数。

对于第 4 点，获取返回函数的参数，而后同第3点的参数合并成一个参数数组，并做为 self.apply() 的第二个参数。

// 第二版
Function.prototype.bind2 = function (context) {

    var self = this;
    // 实现第3点，由于第1个参数是指定的this,因此只截取第1个以后的参数
    // arr.slice(begin); 即 [begin, end]
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1); 

    return function () {
        // 实现第4点，这时的arguments是指bind返回的函数传入的参数
        // 即 return function 的参数
        var bindArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        return self.apply( context, args.concat(bindArgs) );
    }
}

测试一下：

// 测试用例
var value = 2;

var foo = {
    value: 1
};

function bar(name, age) {
    return {
        value: this.value,
        name: name,
        age: age
    }
};

var bindFoo = bar.bind2(foo, "Jack");
bindFoo(20);
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}
模拟实现第三步

到如今已经完成大部分了，可是还有一个难点，bind 有如下一个特性

一个绑定函数也能使用new操做符建立对象：这种行为就像把原函数当成构造器，提供的 this 值被忽略，同时调用时的参数被提供给模拟函数。

来个例子说明下：

var value = 2;
var foo = {
    value: 1
};
function bar(name, age) {
    this.habit = 'shopping';
    console.log(this.value);
    console.log(name);
    console.log(age);
}
bar.prototype.friend = 'kevin';

var bindFoo = bar.bind(foo, 'Jack');
var obj = new bindFoo(20);
// undefined
// Jack
// 20

obj.habit;
// shopping

obj.friend;
// kevin

上面例子中，运行结果this.value 输出为 undefined，这不是全局value 也不是foo对象中的value，这说明 bind 的 this 对象失效了，new 的实现中生成一个新的对象，这个时候的 this指向的是 obj。（【进阶3-1期】有介绍new的实现原理，下一期也会重点介绍）

这里能够经过修改返回函数的原型来实现，代码以下：

// 第三版
Function.prototype.bind2 = function (context) {
    var self = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);

    var fBound = function () {
        var bindArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        
        // 注释1
        return self.apply(
            this instanceof fBound ? this : context, 
            args.concat(bindArgs)
        );
    }
    // 注释2
    fBound.prototype = this.prototype;
    return fBound;
}

  • 注释1：

    • 看成为构造函数时，this 指向实例，此时 this instanceof fBound 结果为 true，可让实例得到来自绑定函数的值，即上例中实例会具备 habit 属性。
    • 看成为普通函数时，this 指向 window，此时结果为 false，将绑定函数的 this 指向 context
  • 注释2： 修改返回函数的 prototype 为绑定函数的 prototype，实例就能够继承绑定函数的原型中的值，即上例中 obj 能够获取到 bar 原型上的 friend。

注意：这边涉及到了原型、原型链和继承的知识点，能够看下我以前的文章。

JavaScript经常使用八种继承方案

模拟实现第四步

上面实现中 fBound.prototype = this.prototype有一个缺点，直接修改 fBound.prototype 的时候，也会直接修改 this.prototype。

来个代码测试下：

// 测试用例
var value = 2;
var foo = {
    value: 1
};
function bar(name, age) {
    this.habit = 'shopping';
    console.log(this.value);
    console.log(name);
    console.log(age);
}
bar.prototype.friend = 'kevin';

var bindFoo = bar.bind2(foo, 'Jack'); // bind2
var obj = new bindFoo(20); // 返回正确
// undefined
// Jack
// 20

obj.habit; // 返回正确
// shopping

obj.friend; // 返回正确
// kevin

obj.__proto__.friend = "Kitty"; // 修改原型

bar.prototype.friend; // 返回错误，这里被修改了
// Kitty

解决方案是用一个空对象做为中介，把 fBound.prototype 赋值为空对象的实例（原型式继承）。

var fNOP = function () {};            // 建立一个空对象
fNOP.prototype = this.prototype;     // 空对象的原型指向绑定函数的原型
fBound.prototype = new fNOP();        // 空对象的实例赋值给 fBound.prototype

这边能够直接使用ES5的 Object.create()方法生成一个新对象

fBound.prototype = Object.create(this.prototype);

不过 bind 和 Object.create()都是ES5方法，部分IE浏览器（IE < 9）并不支持，Polyfill中不能用 Object.create()实现 bind，不过原理是同样的。

第四版目前OK啦，代码以下：

// 第四版，已经过测试用例
Function.prototype.bind2 = function (context) {

    var self = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);

    var fNOP = function () {};

    var fBound = function () {
        var bindArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        return self.apply(
            this instanceof fNOP ? this : context, 
            args.concat(bindArgs)
        );
    }

    fNOP.prototype = this.prototype;
    fBound.prototype = new fNOP();
    return fBound;
}
模拟实现第五步

到这里其实已经差很少了，但有一个问题是调用 bind 的不是函数，这时候须要抛出异常。

if (typeof this !== "function") {
  throw new Error("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");
}

因此完整版模拟实现代码以下：

// 第五版
Function.prototype.bind2 = function (context) {

    if (typeof this !== "function") {
      throw new Error("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");
    }

    var self = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);

    var fNOP = function () {};

    var fBound = function () {
        var bindArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        return self.apply(this instanceof fNOP ? this : context, args.concat(bindArgs));
    }

    fNOP.prototype = this.prototype;
    fBound.prototype = new fNOP();
    return fBound;
}

【进阶3-2期】思考题解

// 一、赋值语句是右执行的,此时会先执行右侧的对象
var obj = {
    // 二、say 是当即执行函数
    say: function() {
        function _say() {
            // 五、输出 window
            console.log(this);
        }
        // 三、编译阶段 obj 赋值为 undefined
        console.log(obj);
        // 四、obj是 undefined，bind 自己是 call实现，
        // 【进阶3-3期】：call 接收 undefined 会绑定到 window。
        return _say.bind(obj);
    }(),
};
obj.say();

【进阶3-3期】思考题解

call 的模拟实现以下，那有没有什么问题呢？

Function.prototype.call = function (context) {
    context = context || window;
    context.fn = this;

    var args = [];
    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {
        args.push('arguments[' + i + ']');
    }
    var result = eval('context.fn(' + args +')');

    delete context.fn;
    return result;
}

固然是有问题的，其实这里假设 context 对象自己没有 fn 属性，这样确定不行，咱们必须保证 fn属性的惟一性。

ES3下模拟实现

解决方法也很简单，首先判断 context中是否存在属性 fn，若是存在那就随机生成一个属性fnxx，而后循环查询 context 对象中是否存在属性 fnxx。若是不存在则返回最终值。

一种循环方案实现代码以下：

function fnFactory(context) {
    var unique_fn = "fn";
    while (context.hasOwnProperty(unique_fn)) {
        unique_fn = "fn" + Math.random(); // 循环判断并从新赋值
    }
    
    return unique_fn;
}

一种递归方案实现代码以下：

function fnFactory(context) {
    var unique_fn = "fn" + Math.random();
    if(context.hasOwnProperty(unique_fn)) {
        // return arguments.callee(context); ES5 开始禁止使用
        return fnFactory(context); // 必须 return
    } else {
        return unique_fn;
    }
}

模拟实现完整代码以下：

function fnFactory(context) {
    var unique_fn = "fn";
    while (context.hasOwnProperty(unique_fn)) {
        unique_fn = "fn" + Math.random(); // 循环判断并从新赋值
    }
    
    return unique_fn;
}

Function.prototype.call = function (context) {
    context = context || window;
    var fn = fnFactory(context); // added
    context[fn] = this; // changed

    var args = [];
    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {
        args.push('arguments[' + i + ']');
    }
    var result = eval('context[fn](' + args +')'); // changed

    delete context[fn]; // changed
    return result;
}

// 测试用例在下面
ES6下模拟实现

ES6有一个新的基本类型Symbol，表示独一无二的值，用法以下。

const symbol1 = Symbol();
const symbol2 = Symbol(42);
const symbol3 = Symbol('foo');

console.log(typeof symbol1); // "symbol"
console.log(symbol3.toString()); // "Symbol(foo)"
console.log(Symbol('foo') === Symbol('foo')); // false

不能使用 new 命令，由于这是基本类型的值，否则会报错。

new Symbol();
// TypeError: Symbol is not a constructor

模拟实现完整代码以下：

Function.prototype.call = function (context) {
  context = context || window;
  var fn = Symbol(); // added
  context[fn] = this; // changed

  let args = [...arguments].slice(1);
  let result = context[fn](...args); // changed

  delete context[fn]; // changed
  return result;
}
// 测试用例在下面

测试用例在这里：

// 测试用例
var value = 2;
var obj = {
    value: 1,
    fn: 123
}

function bar(name, age) {
    console.log(this.value);
    return {
        value: this.value,
        name: name,
        age: age
    }
}

bar.call(null); 
// 2

console.log(bar.call(obj, 'kevin', 18));
// 1
// {value: 1, name: "kevin", age: 18}

console.log(obj);
// {value: 1, fn: 123}
扩展一下

有两种方案能够判断对象中是否存在某个属性。

var obj = {
     a: 2
};
Object.prototype.b = function() {
    return "hello b";
}
  • 一、in 操做符

in 操做符会检查属性是否存在对象及其 [[Prototype]] 原型链中。

("a" in obj);     // true
("b" in obj);     // true
  • 二、Object.hasOwnProperty(...)方法

hasOwnProperty(...)只会检查属性是否存在对象中，不会向上检查其原型链。

obj.hasOwnProperty("a");     //true
obj.hasOwnProperty("b");     //false

注意如下几点：

  • 一、看起来 in 操做符能够检查容器内是否有某个值，实际上检查的是某个属性名是否存在。对于数组来讲，4 in [2, 4, 6] 结果返回 false，由于 [2, 4, 6] 这个数组中包含的属性名是0，1，2 ，没有4。
  • 二、全部普通对象均可以经过 Object.prototype 的委托来访问 hasOwnProperty(...)，可是对于一些特殊对象（ Object.create(null) 建立）没有链接到 Object.prototype，这种状况必须使用 Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, "a")，显示绑定到 obj 上。又是一个 call 的用法。

本期思考题

用 JS 实现一个无限累加的函数 add，示例以下：

add(1); // 1
add(1)(2);  // 3
add(1)(2)(3)； // 6
add(1)(2)(3)(4)； // 10 

// 以此类推

参考

不用 call 和 apply 方法模拟实现 ES5 的 bind 方法

JavaScript 深刻之 bind 的模拟实现

MDN 之 Function.prototype.bind()

MDN 之 Symbol

第 4 章: 柯里化（curry）

进阶系列目录

  • 【进阶1期】 调用堆栈
  • 【进阶2期】 做用域闭包
  • 【进阶3期】 this全面解析
  • 【进阶4期】 深浅拷贝原理
  • 【进阶5期】 原型Prototype
  • 【进阶6期】 高阶函数
  • 【进阶7期】 事件机制
  • 【进阶8期】 Event Loop原理
  • 【进阶9期】 Promise原理
  • 【进阶10期】Async/Await原理
  • 【进阶11期】防抖/节流原理
  • 【进阶12期】模块化详解
  • 【进阶13期】ES6重难点
  • 【进阶14期】计算机网络概述
  • 【进阶15期】浏览器渲染原理
  • 【进阶16期】webpack配置
  • 【进阶17期】webpack原理
  • 【进阶18期】前端监控
  • 【进阶19期】跨域和安全
  • 【进阶20期】性能优化
  • 【进阶21期】VirtualDom原理
  • 【进阶22期】Diff算法
  • 【进阶23期】MVVM双向绑定
  • 【进阶24期】Vuex原理
  • 【进阶25期】Redux原理
  • 【进阶26期】路由原理
  • 【进阶27期】VueRouter源码解析
  • 【进阶28期】ReactRouter源码解析

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