JavaScript开发：函数在实际开发中的使用总结(1)

本文以《JavaScript高级程序设计》第4版作为基础参考，整理使用JavaScript开发过程中，函数使用相关的知识点。

本文是开发知识点系列第六篇。

函数在JavaScript开发中视为一等公民，足见其重要性，不可不察。

终于写到函数了，前面的五篇可以说是JavaScript内置规则，也可以说是JavaScript语言的基础，给予开发者发挥的空间并不多。一直到函数，开发者可以发挥的余地增大，开发变得异彩纷呈，变得有意思；当然能够与函数在这方面旗鼓相当的还有后面的对象。

什么是函数？函数是具备一定功能的可以被重复调用的代码块。函数可以接收输入（称为参数），并返回一个结果（称为返回值）

函数的基本性质

函数声明&定义

函数可以通过多种方式定义：

函数声明（Function Declaration）：

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function myFunction(a, b) {
  return a + b;
}

函数表达式（Function Expression）：

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const myFunction = function(a, b) {
  return a + b;
};

箭头函数（Arrow Function）：

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const myFunction = (a, b) => {
  return a + b;
};

如果箭头函数函数体只有一条语句，可以简写为：

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const myFunction = (a, b) => a + b;

使用Function构造函数：

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const myFunction = new Function('a', 'b', 'return a + b');

这种因为会影响性能，所以不被推荐。

需要注意的是，普通函数声明会被JavaScript引擎提升（hoisted），这意味着你可以在声明之前调用函数。而函数表达式和箭头函数则不会被提升，必须在调用函数之前定义函数。

此外，箭头函数和其他两种方式定义的函数在行为上也有一些差异，例如箭头函数没有自己的this，this的值在箭头函数被定义时就已经确定，等于箭头函数定义时所在的上下文。

另外，箭头函数不能使用argumens、super和new.target,也不能作为构造函数，也没有prototype属性。

函数名

ECMAScript 6的所有函数对象都会暴露一个只读的name属性。多数情况下这个属性保存的是函数标识符，或者是一个字符串化的变量名。如果没有名称即匿名函数，则显示成空字符串。如果函数是使用Function构造函数创建的，则会标识成"anonymous"。

如果函数是一个获取函数、设置函数或者使用bind()实例化了，则标识符前面会加上一个前缀：对于获取函数（getter）和设置函数（setter），name属性返回 "get " 或 "set " 加上函数的名称。对于使用bind()方法创建的函数，name属性返回 "bound " 加上原函数的名称。

普通函数：

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function myFunction() {}
console.log(myFunction.name); // 输出："myFunction"

获取函数和设置函数：

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var obj = {
  get value() {},
  set value(v) {}
};

var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(obj, 'value');

console.log(descriptor.get.name); // 输出："get value"
console.log(descriptor.set.name); // 输出："set value"

使用bind()创建的函数：

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function myFunction() {}
var boundFunction = myFunction.bind(null);

console.log(boundFunction.name); // 输出："bound myFunction"

此外，name属性的值不一定能反映函数的当前名称，因为函数的名称可以在运行时被改变。

参数

JavaScript中的函数参数不是必须写的，提前写只是为了方便。

非箭头函数可以用arguments获取到参数，其本身就是一个类数组。可通过arguments[0]、arguments[1]、arguments[2]......获取到参数。

箭头函数因为不能使用arguments，也就不能通过arguments获取参数。但是箭头函数可以通过使用剩余参数的方式，获取参数，后面会说到。

关于函数的默认值，ECMAScript 6可以显式的定义参数的默认值了。不仅限于普通函数，箭头函数也可以。

另外因为参数是按照顺序初始化的，所以后定义默认值的参数可以引用先定义的参数。

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function greet(name = 'World', message = `Hello, ${name}!`) {
  console.log(message);
}

扩展运算符：扩展运算符可以将数组展开，数组成员直接作为参数传递给函数，不仅限于普通函数。

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let numbers = [1, 2, 3];

function sum(a, b, c) {
  return a + b + c;
}

console.log(sum(...numbers));  // 输出 6

收集参数/剩余参数：在ES6中，你可以使用剩余参数（rest parameters）语法来表示任意数量的参数。剩余参数在参数列表中的最后一个参数前面加上...，在函数内部，剩余参数表现为一个数组。

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function sum(...numbers) {
  return numbers.reduce((a, b) => a + b, 0);
}

console.log(sum(1, 2, 3));  // 输出 6

没有重载

所谓重载在传统编程中，比如Java开发中，一个函数名相同的函数可以有两个甚至以上的定义，只要参数的类型或者数量不同就可以。但是JavaScript不可以，只要函数名相同后面定义的会覆盖前面定义的。

函数的属性和方法

在JavaScript中，函数是一种特殊的对象，除了上面提到的name属性，它还有一些其它的属性和方法。

length：返回函数的参数个数，即在函数定义时给出的形参个数。
prototype：非箭头函数都有一个prototype属性，它指向函数的原型对象。当使用new操作符创建一个新对象时，新对象会从它的构造函数的原型对象上继承属性和方法。

下面则是一些函数对象的内置方法：

call()：调用一个函数，并将函数的this值设置为提供的值。所有的参数都会作为函数的参数传递。
apply()：调用一个函数，并将函数的this值设置为提供的值。接受一个数组或类数组对象，其中的元素会作为函数的参数传递。
bind()：创建一个新的函数，新函数的this值和参数被预设为bind()的参数。
toString()：返回一个表示函数源代码的字符串。

需要注意的是，虽然函数是对象，但它们和普通的对象有一些重要的区别。最重要的区别是函数可以被调用执行，而普通的对象不能。

还有箭头函数this因为一开始就确定好了，所以不可以通过call、apply、bind改变。

函数内部

函数内部有一些特殊的对象和变量，它们在函数执行时被创建，并在函数执行完毕后被销毁。除了上面提到的arguments，还有以下特殊对象和变量：

this：这是一个特殊的变量，它引用了函数被调用时的上下文对象。this的值在函数被调用时确定，取决于函数的调用方式。例如，当一个函数作为对象的方法被调用时，this引用了那个对象；当一个函数直接被调用（即不通过对象或其他函数调用）时，this引用了全局对象（在非严格模式下）或undefined（在严格模式下）。当然箭头函数因为this被提前确定了，所以不具备这样的特性。
return：这是一个关键字，用于指定函数的返回值。当执行到return语句时，函数会立即停止执行，并返回return后面的表达式的值。如果函数没有return语句，或者return后面没有表达式，那么函数会返回undefined。
局部变量：在函数内部声明的变量是局部变量，它们只在函数内部可见。每次函数被调用时，都会创建新的局部变量。
内部函数：在函数内部可以声明其他的函数，这些函数被称为内部函数或嵌套函数。内部函数可以访问外部函数的变量和参数，这称为词法作用域或静态作用域。

函数的种类

除了上面函数声明提到的三种函数：function声明式函数，函数表达式以及箭头函数，还有以下几种函数类型：

立即调用的函数表达式（Immediately Invoked Function Expression，IIFE）：这种函数在定义后立即调用。

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(function() {
  console.log('Hello, world!');
})();

生成器函数（Generator Function）：生成器函数是ES6引入的新特性，它可以返回一个生成器对象。生成器对象可以按需产生一系列的值。

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function* idGenerator() {
  let id = 0;
  while (true) {
    yield id++;
  }
}

构造函数（Constructor Function）：构造函数用于创建新的对象。构造函数通常首字母大写，使用new关键字调用。

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function Person(name) {
  this.name = name;
}
let john = new Person('John');

方法（Method）：方法是定义在对象或类中的函数。

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var obj = {
  greet: function() {
    console.log('Hello, world!');
  }
};

递归函数和尾调用优化

递归函数

递归函数是一种调用自身的函数。

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function factorial(n) {
  if (n === 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

console.log(factorial(5)); // 输出：120

factorial函数接受一个参数n，并返回n的阶乘。如果n等于0，那么函数返回1；否则，函数返回n乘以factorial(n - 1)的结果。这里，factorial(n - 1)是一个递归调用，它计算(n - 1)的阶乘。

递归函数必须有一个终止条件，否则函数会无限递归，导致栈溢出错误。

尾调用优化

尾调用优化是一种编程语言的特性，它允许在函数的最后一步调用另一个函数时，不增加调用栈。这意味着，即使在无限递归的情况下，也不会出现栈溢出错误。

以下是一个使用尾调用的例子：

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function factorial(n, acc = 1) {
  if (n === 0) {
    return acc;
  } else {
    return factorial(n - 1, n * acc);
  }
}

console.log(factorial(5)); // 输出：120

在这个例子中，factorial函数在最后一步调用了自身，这是一个尾调用。这里使用了一个累积器acc来保存中间结果，这样在每次递归调用时，都只需要计算一次乘法，而不需要保存中间的乘法结果。这使得函数可以被尾调用优化。

尾调用优化失败的一些例子：

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function foo(x) {
  return bar(x) + 1;  // 尾调用后还有加法操作，无法优化
}

function foo(x) {
  bar(x);  // 尾调用的结果不是函数的返回值，无法优化
}

function foo(x) {
  let y = x * 2;
  return function() { return y; }  // 尾调用函数是一个闭包，无法优化
}

function foo(x) {
  return new bar(x);  // 尾调用函数是一个构造函数，无法优化
}

function foo(x) {
  return obj.bar(x);  // 尾调用函数是一个方法，无法优化
}

function factorial(n) {
  if (n === 0) {
    return 1;
  } else {
    // 尾调用自身，但是调用后还有乘法操作，所以不能被尾调用优化
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

需要注意的是，只有在严格模式下，JavaScript引擎才会进行尾调用优化。通过在文件或函数的开始处添加'use strict';来开启严格模式。

总结一下

虽然说到了函数就有意思了，但这篇主要写的还是函数的基本内置规则。好吧，总结一下要点：

函数是一个具有一定功能的代码块，可以有输入值参数，也可以有返回值，默认返回undefined
函数声明有几种，注意区别，根据实际开发需要使用
函数参数可以写也可以不写，写是为了方便，推荐写
非箭头函数可以通过arguments获得参数
函数参数可以通过剩余参数收集参数
JavaScript函数没有重载
注意非箭头函数中的this指向，这个需要总结，一句话总结的话：决定于调用环境
箭头函数this提前确定，不可以被bind、call、apply改变，没有property属性，没有arguments，也不能作为构造函数
函数的种类有立即调用函数、构造函数还有生成器函数
递归和尾调用函数学会使用

本文完。