（Frontend Newbie）JavaScript基础之函数

函数可以说是任何一门编程语言的核心概念。要能熟练掌握JavaScript，对于函数及其相关概念的学习是非常重要的一步。本篇从函数的基本知识、执行环境与作用域、闭包、this关键字等方面简单介绍JavaScript中的函数的使用。

基础

我们通常通过如下两种方式定义函数：

function myFunc() {
console.log("this is myFunc");
return;
}

var myFunc = function () {
}

与其他面相对象语言不同的是，JavaScript的函数没有规定返回值，实际上，我们可以在函数中返回任何值，甚至没有返回（没有显式return语句的函数返回undefined）。

arguments

在函数中，我们经常接触arguments对象，故名思议，它表示函数的参数。实际上，arguments对象是一个类数组对象，JavaScript通过它保存函数的所有参数。这也是JavaScript函数不在乎传进来多少个参数，也不在乎传进来的参数是什么类型的原因。

看如下一个例子：

function testArgs(arg1, arg2) {
console.log(arguments.length);
}

testArgs(1, 2);  // 2
testArgs(1);  //1
testArgs(1, 2, 3); //3

有人会问，使用arguments对象和直接使用函数声明的参数有什么区别。其实，本质上没有什么区别，函数声明的参数在函数的内部作用域中只是一个局部变量而已，它保存调用函数时传递的参数的值。


JavaScript中的函数没有重载，但是通过arguments对象，我们可以简单实现JavaScript函数的重载功能。

function doAdd() {
if(arguments.length == 1) {
alert(arguments[0] + 10);
} else if (arguments.length == 2) {
alert(arguments[0] + arguments[1]);
}
}
doAdd(10);         //20
doAdd(30, 20);     //50

在调用doAdd函数时，如果只传递一个参数，则将该数加10后返回结果，如果传递了两个参数，则将这两个参数相加返回结果。

函数是对象

在上一篇中，我们介绍了常用的JavaScript的数据类型，还有一种类型没有说，就是Function类型。之所以说Function类型是一种数据类型，是因为在JavaScript中，函数也是对象，是一等公民。由于函数类型在堆内存中进行实例化，函数名只是指向这个函数对象位置的指针而已，不会与某个具体的函数绑定。

以下是一种显式的调用Function构造函数的方式定义函数的例子：

var sum = new Function("num1", "num2", "return num1 + num2");

在这个例子中，sum就是新定义的函数的名字，它与一般的变量没有实质的区别，它只保存新定义的函数的地址而已。从这个角度来理解为什么JavaScript函数没有重载就好理解多了。

既然函数是对象，函数名只是一个普通变量而已，那么我们就可以像使用普通变量一样使用函数。我们可以将函数作为参数传递给另一个函数，也可以将函数作为另一个函数的返回值返回。甚至我们可以给函数添加属性，当然不推荐这样做。

doAdd.add = function (a, b) {
return a + b;
}

关于函数，还有一点需要特别注意的是，函数声明与函数表达式的区别。

什么是函数声明呢？开篇的两种定义函数的第一种就是函数声明的方式。第二种就是函数表达式的方式。

这两种方式都定义了一个函数，具体有什么区别呢？JavaScript解析器存在一个叫做函数声明提升（function declaration hoisting）的过程，在代码开始执行之前，解析器通过函数声明提升读取并将函数声明添加到执行环境中，对代码求值时，JavaScript引擎在第一遍会声明函数并将放到源代码树的顶部。所以即使声明函数的代码在调用它的代码后面，JavaScript引擎也能把函数声明提升到顶部。

执行环境与作用域

执行环境（execution context）是JavaScript中最为重要的一个概念。执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据，决定了他们各自的行为。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象（variable object），环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。虽然我们编写的代码无法访问这个对象，但解析器在处理数据时会在后台使用到它。

每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。

JavaScript中的函数时通过词法来划分作用域的，而不是动态的划分作用域的。这就意味着它们在定义它们的作用域里运行，而不是在执行它们的作用域里运行。当定义了一个函数，当前的作用域链就保存起来，并且成为函数的内部状态的一部分。

当调用一个函数时，JavaScript解析器首先将作用域设置为定义函数的时候起作用的那个作用域链，接下来，它在作用域链的前端添加一个新的对象，叫做激活对象（activation object）。激活对象用一个名为arguments的属性来初始化，这个属性引用了函数的Arguments对象。函数的命名参数添加到激活对象的后面，用var语句声明的任何变量也都定义在这个对象中。因此，局部变量，函数的命名参数和Arguments对象都在函数内的作用域中。作用域链的用途是保证执行环境有权访问的变量和函数的有序访问。作用域链中的下一个变量对象来自包含（外部）环境，而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样，一直持续到全局执行环境，全局执行环境的变量对象始终是作用域链的最后一个变量对象。

标识符解析是沿着作用域链一级一级的搜索标识符的过程，搜索过程始终从作用域的前端开始，然后逐级的向后回溯。

注意，尽管当一个函数定义了的时候，作用域链就固定了，但作用域中定义的属性还没有固定。某种程度上说作用域链是活的，函数在调用的时候，可以访问任何当前绑定的作用域，并修改其中的属性。

下面的例子形象的展示的作用域链的工作机制：

function compare(value1, value2){
if (value1 < value2){
return -1;
} else if (value1 > value2){
return 1;
} else {
return 0;
}
}

var result = compare(5, 10);

从图中可以清晰看出，作用域链本质上是一个指向变量对象的指针列表，它只引用但不实际包含变量对象。

无论什么时候在函数中访问一个变量是，就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量。一般来说，在函数执行完毕后，局部激活对象就会被销毁，内存中仅保留全局作用域。但是，在有闭包存在的情况下，情况又有所不同。

闭包

闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。广义上说，任何函数都是闭包，是将要执行的代码代码和执行这些代码的作用域构成的一个综合体。

上面的作用域的例子中的compare函数实际上就是一个闭包，在compare函数内部，可以访问到全局对象（window）的属性。

再看一个闭包的例子：

function createComparisonFunction(propertyName) {

return function(object1, object2){
var value1 = object1[propertyName];
var value2 = object2[propertyName];

if (value1 < value2){
return -1;
} else if (value1 > value2){
return 1;
} else {
return 0;
}
};
}

//创建函数
var compareNames = createComparisonFunction("name");

//调用函数
var result = compareNames({ name: "Nicholas" }, { name: "Greg" });

//解除对匿名函数的引用（以便释放内存）
compareNames = null;

使用闭包的注意事项

闭包虽然可以通过作用域链的方式访问其他函数作用域中的变量，但是它只能取得包含函数中任何一个变量的最后一个值。

function createFunctions(){
var result = new Array();

for (var i=0; i < 10; i++){
result[i] = function(){
return i;
};
}

return result;
}

上面函数执行的结果result保存了十个函数，但每个函数的返回值都是10（i的最后一个值）。要解决这个问题，我们可以通过如下的方法：

function createFunctions(){
var result = new Array();

for (var i=0; i < 10; i++){
result[i] = function(num){
return function(){
return num;
};
}(i);
}

return result;
}

原理相信大家也都明白了。

在使用闭包的时候，还有一点需要注意，就是当涉及到一些dom操作时，要小心使用闭包，操作不当将导致内存泄露。

function assignHandler(){
var element = document.getElementById("someElement");

element.onclick = function(){
console.log(element.id);
};
}

以上代码创建了一个作为 element 元素事件处理程序的闭包，而这个闭包则又创建了一个循环引用。由于匿名函数保存了一个对 assignHandler()的活动对象的引用，因此就会导致无法减少 element 的引用数。只要匿名函数存在，element 的引用数至少也是 1 ，因此它所占用的内存就永远不会被回收。不过，这个问题可以通过稍微改写一下代码来解决，如下所示。

function assignHandler(){
var element = document.getElementById("someElement");
var id = element.id;

element.onclick = function(){
alert(id);
};

element = null;
}

在上面的代码中，通过把 element.id 的一个副本保存在一个变量中，并且在闭包中引用该变量消除了循环引用。但仅仅做到这一步，还是不能解决内存泄漏的问题。必须要记住：闭包会引用包含函数的整个活动对象，而其中包含着 element。即使闭包不直接引用 element，包含函数的活动对象中也仍然会保存一个引用。因此，有必要把 element 变量设置为 null。这样就能够解除对 DOM 对象的引用，顺利地减少其引用数，确保正常回收其占用的内存。

this关键字

在使用函数的过程中，我们经常碰到this这个对象，在没有搞明白this原理之前，我们经常对this究竟代表什么对象感到疑惑。

function testThis() {
console.log(this.name);
}
var name = "window";

var obj = {
name: "object",
func: testThis
};

testThis();  // => window
obj.func(); // => object

在上面这个例子中，由于函数名testThis只是一个指针，所以testThis和obj.func实际上指向同一个函数对象。为什么执行结果不一样呢？

其实要理解this关键字，主要记住一句话就可以了，this永远指向函数的调用者。如果函数在全局执行环境中被调用，那么this指向全局对象（window）。因此，this的取值是在运行时决定的，这点与作用域链不同。

在理解this关键字时，不要与作用域链混淆到一起，this是一个关键字，它指向函数的调用者，不在函数的激活对象中。这一点可以与arguments对比来看。

arguments对象有一个属性，arguments.callee，指向被调用的函数本身。但是，arguments是函数的活动对象的一部分。

apply() 和 call()

说到this关键字，就不得不说说apply()和call()了。

这两个函数都是函数的内部属性，都用于改变函数的调用者，即改变this的指向。

function sum(num1, num2){
return num1 + num2;
}

function callSum1(num1, num2){
return sum.apply(this, arguments);        // 传入arguments 对象
}

function callSum2(num1, num2){
return sum.apply(this, [num1, num2]);    // 传入数组
}

alert(callSum1(10,10));   //20
alert(callSum2(10,10));   //20

function callSum(num1, num2){
return sum.call(this, num1, num2);
}

alert(callSum(10,10)); //20

apply()和call()函数的功能相同，唯一的区别是传递参数的方式不同。apply()第一个参数是this的值，第二个参数是参数数组。call()函数的第一个参数也是this的值，但是传递给函数的参数都要直接放在call()的参数列表中。

小结

本篇主要介绍了JavaScript函数的各方面的基础知识，其中核心就是函数的执行环境与作用域链。在此基础上，介绍了闭包的概念、使用方法，以及常见的问题。最后简单说明了函数中this的使用，以及如何改变函数的this值。

其实了解原理只是第一步，关键是在开发过程中不断的运用，时刻有这样的意识，用的多了，就理解吸收了。