【進階3-4期】深度解析bind原理、使用場景及模擬實現

bind()

bind() 方法會建立一個新函數，當這個新函數被調用時，它的 this 值是傳遞給 bind() 的第一個參數，傳入bind方法的第二個以及之後的參數加上綁定函數運行時自己的參數按照順序做爲原函數的參數來調用原函數。bind返回的綁定函數也能使用 new 操做符建立對象：這種行爲就像把原函數當成構造器，提供的 this 值被忽略，同時調用時的參數被提供給模擬函數。（來自參考1）

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

bind 方法與 call / apply 最大的不一樣就是前者返回一個綁定上下文的函數，然後二者是直接執行了函數。

來個例子說明下

var value = 2;

var foo = {
    value: 1
};

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

bar.call(foo, "Jack", 20); // 直接執行了函數
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}

var bindFoo1 = bar.bind(foo, "Jack", 20); // 返回一個函數
bindFoo1();
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}

var bindFoo2 = bar.bind(foo, "Jack"); // 返回一個函數
bindFoo2(20);
// {value: 1, name: "Jack", age: 20}

經過上述代碼能夠看出bind 有以下特性：

• 一、能夠指定this
• 二、返回一個函數
• 三、能夠傳入參數
• 四、柯里化

使用場景

一、業務場景

常常有以下的業務場景

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

這裏輸出的nickname是全局的，並非咱們建立 person 時傳入的參數，由於 setTimeout 在全局環境中執行（不理解的查看【進階3-1期】），因此 this 指向的是window。

這邊把 setTimeout 換成異步回調也是同樣的，好比接口請求回調。

解決方案有下面兩種。

解決方案1：緩存 this值

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

解決方案2：使用 bind

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、驗證是不是數組

【進階3-3期】介紹了 call 的使用場景，這裏從新回顧下。

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"

能夠經過toString() 來獲取每一個對象的類型，可是不一樣對象的 toString()有不一樣的實現，因此經過 Object.prototype.toString() 來檢測，須要以 call() / apply() 的形式來調用，傳遞要檢查的對象做爲第一個參數。

另外一個驗證是不是數組的方法，這個方案的優勢是能夠直接使用改造後的 toStr。

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

// 使用改造後的 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函數指定一個 this 值，而後 .bind 返回一個新的函數，始終將 Object.prototype.toString 設置爲傳入參數。其實等價於 Object.prototype.toString.call() 。

這裏有一個前提是toString()方法沒有被覆蓋

Object.prototype.toString = function() {
    return '';
}
isArray([1, 2, 3]);
// false

三、柯里化（curry）

只傳遞給函數一部分參數來調用它，讓它返回一個函數去處理剩下的參數。

能夠一次性地調用柯里化函數，也能夠每次只傳一個參數分屢次調用。

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

這裏定義了一個 add 函數，它接受一個參數並返回一個新的函數。調用 add 以後，返回的函數就經過閉包的方式記住了 add 的第一個參數。因此說 bind 自己也是閉包的一種使用場景。

模擬實現

bind（） 函數在 ES5 才被加入，因此並非全部瀏覽器都支持，IE8及如下的版本中不被支持，若是須要兼容可使用 Polyfill 來實現。

首先咱們來實現如下四點特性：

• 一、能夠指定this
• 二、返回一個函數
• 三、能夠傳入參數
• 四、柯里化

模擬實現第一步

對於第 1 點，使用 call / apply 指定 this 。

對於第 2 點，使用 return 返回一個函數。

結合前面 2 點，能夠寫出初版，代碼以下：

// 初版
Function.prototype.bind2 = function(context) {
    var self = this; // this 指向調用者
    return function () { // 實現第 2點
        return self.apply(context); // 實現第 1 點
    }
}

測試一下

// 測試用例
var value = 2;
var foo = {
    value: 1
};

function bar() {
    return this.value;
}

var bindFoo = bar.bind2(foo);

bindFoo(); // 1

模擬實現第二步

對於第 3 點，使用 arguments 獲取參數數組並做爲 self.apply() 的第二個參數。

對於第 4 點，獲取返回函數的參數，而後同第3點的參數合併成一個參數數組，並做爲 self.apply() 的第二個參數。

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

    var self = this;
    // 實現第3點，由於第1個參數是指定的this,因此只截取第1個以後的參數
    // arr.slice(begin); 即 [begin, end]
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1); 

    return function () {
        // 實現第4點，這時的arguments是指bind返回的函數傳入的參數
        // 即 return function 的參數
        var bindArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        return self.apply( context, args.concat(bindArgs) );
    }
}

測試一下：

// 測試用例
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}

模擬實現第三步

到如今已經完成大部分了，可是還有一個難點，bind 有如下一個特性

一個綁定函數也能使用new操做符建立對象：這種行爲就像把原函數當成構造器，提供的 this 值被忽略，同時調用時的參數被提供給模擬函數。

來個例子說明下：

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，運行結果this.value 輸出爲 undefined，這不是全局value 也不是foo對象中的value，這說明 bind 的 this 對象失效了，new 的實現中生成一個新的對象，這個時候的 this指向的是 obj。（【進階3-1期】有介紹new的實現原理，下一期也會重點介紹）

這裏能夠經過修改返回函數的原型來實現，代碼以下：

// 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);
        
        // 註釋1
        return self.apply(
            this instanceof fBound ? this : context, 
            args.concat(bindArgs)
        );
    }
    // 註釋2
    fBound.prototype = this.prototype;
    return fBound;
}

• 註釋1：

  • 看成爲構造函數時，this 指向實例，此時 this instanceof fBound 結果爲 true，可讓實例得到來自綁定函數的值，即上例中實例會具備 habit 屬性。
  • 看成爲普通函數時，this 指向 window，此時結果爲 false，將綁定函數的 this 指向 context
• 註釋2： 修改返回函數的 prototype 爲綁定函數的 prototype，實例就能夠繼承綁定函數的原型中的值，即上例中 obj 能夠獲取到 bar 原型上的 friend。

注意：這邊涉及到了原型、原型鏈和繼承的知識點，能夠看下我以前的文章。

JavaScript經常使用八種繼承方案

模擬實現第四步

上面實現中 fBound.prototype = this.prototype有一個缺點，直接修改 fBound.prototype 的時候，也會直接修改 this.prototype。

來個代碼測試下：

// 測試用例
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); // 返回正確
// undefined
// Jack
// 20

obj.habit; // 返回正確
// shopping

obj.friend; // 返回正確
// kevin

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

bar.prototype.friend; // 返回錯誤，這裏被修改了
// Kitty

解決方案是用一個空對象做爲中介，把 fBound.prototype 賦值爲空對象的實例（原型式繼承）。

var fNOP = function () {};            // 建立一個空對象
fNOP.prototype = this.prototype;     // 空對象的原型指向綁定函數的原型
fBound.prototype = new fNOP();        // 空對象的實例賦值給 fBound.prototype

這邊能夠直接使用ES5的 Object.create()方法生成一個新對象

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

不過 bind 和 Object.create()都是ES5方法，部分IE瀏覽器（IE < 9）並不支持，Polyfill中不能用 Object.create()實現 bind，不過原理是同樣的。

第四版目前OK啦，代碼以下：

// 第四版，已經過測試用例
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;
}

模擬實現第五步

到這裏其實已經差很少了，但有一個問題是調用 bind 的不是函數，這時候須要拋出異常。

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

因此完整版模擬實現代碼以下：

// 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;
}

【進階3-2期】思考題解

// 一、賦值語句是右執行的,此時會先執行右側的對象
var obj = {
    // 二、say 是當即執行函數
    say: function() {
        function _say() {
            // 五、輸出 window
            console.log(this);
        }
        // 三、編譯階段 obj 賦值爲 undefined
        console.log(obj);
        // 四、obj是 undefined，bind 自己是 call實現，
        // 【進階3-3期】：call 接收 undefined 會綁定到 window。
        return _say.bind(obj);
    }(),
};
obj.say();

【進階3-3期】思考題解

call 的模擬實現以下，那有沒有什麼問題呢？

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;
}

固然是有問題的，其實這裏假設 context 對象自己沒有 fn 屬性，這樣確定不行，咱們必須保證 fn屬性的惟一性。

ES3下模擬實現

解決方法也很簡單，首先判斷 context中是否存在屬性 fn，若是存在那就隨機生成一個屬性fnxx，而後循環查詢 context 對象中是否存在屬性 fnxx。若是不存在則返回最終值。

一種循環方案實現代碼以下：

function fnFactory(context) {
    var unique_fn = "fn";
    while (context.hasOwnProperty(unique_fn)) {
        unique_fn = "fn" + Math.random(); // 循環判斷並從新賦值
    }
    
    return unique_fn;
}

一種遞歸方案實現代碼以下：

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

模擬實現完整代碼以下：

function fnFactory(context) {
    var unique_fn = "fn";
    while (context.hasOwnProperty(unique_fn)) {
        unique_fn = "fn" + Math.random(); // 循環判斷並從新賦值
    }
    
    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;
}

// 測試用例在下面

ES6下模擬實現

ES6有一個新的基本類型Symbol，表示獨一無二的值，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，由於這是基本類型的值，否則會報錯。

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

模擬實現完整代碼以下：

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;
}
// 測試用例在下面

測試用例在這裏：

// 測試用例
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}

擴展一下

有兩種方案能夠判斷對象中是否存在某個屬性。

var obj = {
     a: 2
};
Object.prototype.b = function() {
    return "hello b";
}

• 一、in 操做符

in 操做符會檢查屬性是否存在對象及其 [[Prototype]] 原型鏈中。

("a" in obj);     // true
("b" in obj);     // true

• 二、Object.hasOwnProperty(...)方法

hasOwnProperty(...)只會檢查屬性是否存在對象中，不會向上檢查其原型鏈。

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

注意如下幾點：

• 一、看起來 in 操做符能夠檢查容器內是否有某個值，實際上檢查的是某個屬性名是否存在。對於數組來講，4 in [2, 4, 6] 結果返回 false，由於 [2, 4, 6] 這個數組中包含的屬性名是0，1，2 ，沒有4。
• 二、全部普通對象均可以經過 Object.prototype 的委託來訪問 hasOwnProperty(...)，可是對於一些特殊對象（ Object.create(null) 建立）沒有鏈接到 Object.prototype，這種狀況必須使用 Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, "a")，顯示綁定到 obj 上。又是一個 call 的用法。

本期思考題

用 JS 實現一個無限累加的函數 add，示例以下：

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

// 以此類推

參考

不用 call 和 apply 方法模擬實現 ES5 的 bind 方法

JavaScript 深刻之 bind 的模擬實現

MDN 之 Function.prototype.bind()

MDN 之 Symbol

第 4 章: 柯里化（curry）

進階系列目錄

• 【進階1期】 調用堆棧
• 【進階2期】 做用域閉包
• 【進階3期】 this全面解析
• 【進階4期】 深淺拷貝原理
• 【進階5期】 原型Prototype
• 【進階6期】 高階函數
• 【進階7期】 事件機制
• 【進階8期】 Event Loop原理
• 【進階9期】 Promise原理
• 【進階10期】Async/Await原理
• 【進階11期】防抖/節流原理
• 【進階12期】模塊化詳解
• 【進階13期】ES6重難點
• 【進階14期】計算機網絡概述
• 【進階15期】瀏覽器渲染原理
• 【進階16期】webpack配置
• 【進階17期】webpack原理
• 【進階18期】前端監控
• 【進階19期】跨域和安全
• 【進階20期】性能優化
• 【進階21期】VirtualDom原理
• 【進階22期】Diff算法
• 【進階23期】MVVM雙向綁定
• 【進階24期】Vuex原理
• 【進階25期】Redux原理
• 【進階26期】路由原理
• 【進階27期】VueRouter源碼解析
• 【進階28期】ReactRouter源碼解析

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