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函数,数组的扩展

函数,数组的扩展

作者: Android_冯星 | 来源:发表于2018-07-30 14:40 被阅读0次

    ECMAScript 6 入门

    函数参数的默认值 §

    基本用法 §

    ES6 之前,不能直接为函数的参数指定默认值,只能采用变通的方法。

    function log(x, y) {
      y = y || 'World';
      console.log(x, y);
    }
    
    log('Hello') // Hello World
    log('Hello', 'China') // Hello China
    log('Hello', '') // Hello World
    

    上面代码检查函数log的参数y有没有赋值,如果没有,则指定默认值为World。这种写法的缺点在于,如果参数y赋值了,但是对应的布尔值为false,则该赋值不起作用。就像上面代码的最后一行,参数y等于空字符,结果被改为默认值。

    为了避免这个问题,通常需要先判断一下参数y是否被赋值,如果没有,再等于默认值。

    if (typeof y === 'undefined') {
      y = 'World';
    }
    

    参数变量是默认声明的,所以不能用let或const再次声明。

    function foo(x = 5) {
      let x = 1; // error
      const x = 2; // error
    }
    

    上面代码中,参数变量x是默认声明的,在函数体中,不能用let或const再次声明,否则会报错

    使用参数默认值时,函数不能有同名参数。

    // 不报错
    function foo(x, x, y) {
      // ...
    }
    
    // 报错
    function foo(x, x, y = 1) {
      // ...
    }
    // SyntaxError: Duplicate parameter name not allowed in this context
    

    另外,一个容易忽略的地方是,参数默认值不是传值的,而是每次都重新计算默认值表达式的值。也就是说,参数默认值是惰性求值的。

    let x = 99;
    function foo(p = x + 1) {
      console.log(p);
    }
    
    foo() // 100
    
    x = 100;
    foo() // 101
    

    上面代码中,参数p的默认值是x + 1。这时,每次调用函数foo,都会重新计算x + 1,而不是默认p等于 100。

    函数的 length 属性 §

    指定了默认值以后,函数的length属性,将返回没有指定默认值的参数个数。也就是说,指定了默认值后,length属性将失真。

    (function (a) {}).length // 1
    (function (a = 5) {}).length // 0
    (function (a, b, c = 5) {}).length // 2
    
    

    上面代码中,length属性的返回值,等于函数的参数个数减去指定了默认值的参数个数。比如,上面最后一个函数,定义了 3 个参数,其中有一个参数c指定了默认值,因此length属性等于3减去1,最后得到2

    这是因为length属性的含义是,该函数预期传入的参数个数。某个参数指定默认值以后,预期传入的参数个数就不包括这个参数了。同理,后文的 rest 参数也不会计入length属性。

    (function(...args) {}).length // 0
    

    应用 §

    利用参数默认值,可以指定某一个参数不得省略,如果省略就抛出一个错误。

    function throwIfMissing() {
      throw new Error('Missing parameter');
    }
    
    function foo(mustBeProvided = throwIfMissing()) {
      return mustBeProvided;
    }
    
    foo()
    // Error: Missing parameter
    
    

    上面代码的foo函数,如果调用的时候没有参数,就会调用默认值throwIfMissing函数,从而抛出一个错误。

    从上面代码还可以看到,参数mustBeProvided的默认值等于throwIfMissing函数的运行结果(注意函数名throwIfMissing之后有一对圆括号),这表明参数的默认值不是在定义时执行,而是在运行时执行。如果参数已经赋值,默认值中的函数就不会运行。

    另外,可以将参数默认值设为undefined,表明这个参数是可以省略的。

    function foo(optional = undefined) { ··· }
    
    

    rest 参数 §

    ES6 引入 rest 参数(形式为...变量名),用于获取函数的多余参数,这样就不需要使用arguments对象了。rest 参数搭配的变量是一个数组,该变量将多余的参数放入数组中。

    function add(...values) {
      let sum = 0;
    
      for (var val of values) {
        sum += val;
      }
    
      return sum;
    }
    
    add(2, 5, 3) // 10
    

    上面代码的add函数是一个求和函数,利用 rest 参数,可以向该函数传入任意数目的参数。

    箭头函数 §

    ES6 允许使用“箭头”(=>)定义函数。

    var f = v => v;
    
    // 等同于
    var f = function (v) {
      return v;
    };
    

    如果箭头函数不需要参数或需要多个参数,就使用一个圆括号代表参数部分。

    var f = () => 5;
    // 等同于
    var f = function () { return 5 };
    
    var sum = (num1, num2) => num1 + num2;
    // 等同于
    var sum = function(num1, num2) {
      return num1 + num2;
    };
    

    如果箭头函数的代码块部分多于一条语句,就要使用大括号将它们括起来,并且使用return语句返回。

    var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; }
    

    由于大括号被解释为代码块,所以如果箭头函数直接返回一个对象,必须在对象外面加上括号,否则会报错。

    // 报错
    let getTempItem = id => { id: id, name: "Temp" };
    
    // 不报错
    let getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" });
    

    下面是一种特殊情况,虽然可以运行,但会得到错误的结果。

    let foo = () => { a: 1 };
    foo() // undefined
    

    上面代码中,原始意图是返回一个对象{ a: 1 },但是由于引擎认为大括号是代码块,所以执行了一行语句a: 1。这时,a可以被解释为语句的标签,因此实际执行的语句是1;,然后函数就结束了,没有返回值。

    如果箭头函数只有一行语句,且不需要返回值,可以采用下面的写法,就不用写大括号了。

    let fn = () => void doesNotReturn();
    

    箭头函数可以与变量解构结合使用。

    const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;
    
    // 等同于
    function full(person) {
      return person.first + ' ' + person.last;
    }
    

    箭头函数使得表达更加简洁。

    const isEven = n => n % 2 == 0;
    const square = n => n * n;
    

    上面代码只用了两行,就定义了两个简单的工具函数。如果不用箭头函数,可能就要占用多行,而且还不如现在这样写醒目。

    箭头函数的一个用处是简化回调函数。

    // 正常函数写法
    [1,2,3].map(function (x) {
      return x * x;
    });
    
    // 箭头函数写法
    [1,2,3].map(x => x * x);
    另一个例子是
    
    // 正常函数写法
    var result = values.sort(function (a, b) {
      return a - b;
    });
    
    // 箭头函数写法
    var result = values.sort((a, b) => a - b);
    下面是 rest 参数与箭头函数结合的例子。
    
    const numbers = (...nums) => nums;
    
    numbers(1, 2, 3, 4, 5)
    // [1,2,3,4,5]
    
    const headAndTail = (head, ...tail) => [head, tail];
    
    headAndTail(1, 2, 3, 4, 5)
    // [1,[2,3,4,5]]
    

    使用注意点 §

    箭头函数有几个使用注意点。

    (1)函数体内的this对象,就是定义时所在的对象,而不是使用时所在的对象。

    (2)不可以当作构造函数,也就是说,不可以使用new命令,否则会抛出一个错误。

    (3)不可以使用arguments对象,该对象在函数体内不存在。如果要用,可以用 rest 参数代替。

    (4)不可以使用yield命令,因此箭头函数不能用作 Generator 函数。

    上面四点中,第一点尤其值得注意。this对象的指向是可变的,但是在箭头函数中,它是固定的。

    双冒号运算符 §

    箭头函数可以绑定this对象,大大减少了显式绑定this对象的写法(callapplybind)。但是,箭头函数并不适用于所有场合,所以现在有一个提案,提出了“函数绑定”(function bind)运算符,用来取代callapplybind调用。

    函数绑定运算符是并排的两个冒号(::),双冒号左边是一个对象,右边是一个函数。该运算符会自动将左边的对象,作为上下文环境(即this对象),绑定到右边的函数上面。

    foo::bar;
    // 等同于
    bar.bind(foo);
    
    foo::bar(...arguments);
    // 等同于
    bar.apply(foo, arguments);
    
    const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;
    function hasOwn(obj, key) {
      return obj::hasOwnProperty(key);
    }
    

    如果双冒号左边为空,右边是一个对象的方法,则等于将该方法绑定在该对象上面。

    var method = obj::obj.foo;
    // 等同于
    var method = ::obj.foo;
    
    let log = ::console.log;
    // 等同于
    var log = console.log.bind(console);
    

    如果双冒号运算符的运算结果,还是一个对象,就可以采用链式写法。

    import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib";
    
    getPlayers()
    ::map(x => x.character())
    ::takeWhile(x => x.strength > 100)
    ::forEach(x => console.log(x));
    

    尾调用优化 §

    尾调用(Tail Call)是函数式编程的一个重要概念,本身非常简单,一句话就能说清楚,就是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。

    function f(x){
      return g(x);
    }
    

    上面代码中,函数f的最后一步是调用函数g,这就叫尾调用。

    以下三种情况,都不属于尾调用。

    // 情况一
    function f(x){
      let y = g(x);
      return y;
    }
    
    // 情况二
    function f(x){
      return g(x) + 1;
    }
    
    // 情况三
    function f(x){
      g(x);
    }
    

    上面代码中,情况一是调用函数g之后,还有赋值操作,所以不属于尾调用,即使语义完全一样。情况二也属于调用后还有操作,即使写在一行内。情况三等同于下面的代码。

    function f(x){
      g(x);
      return undefined;
    }
    

    尾调用不一定出现在函数尾部,只要是最后一步操作即可。

    function f(x) {
      if (x > 0) {
        return m(x)
      }
      return n(x);
    }
    

    上面代码中,函数m和n都属于尾调用,因为它们都是函数f的最后一步操作。

    尾调用优化
    尾调用之所以与其他调用不同,就在于它的特殊的调用位置。

    我们知道,函数调用会在内存形成一个“调用记录”,又称“调用帧”(call frame),保存调用位置和内部变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B,那么在A的调用帧上方,还会形成一个B的调用帧。等到B运行结束,将结果返回到A,B的调用帧才会消失。如果函数B内部还调用函数C,那就还有一个C的调用帧,以此类推。所有的调用帧,就形成一个“调用栈”(call stack)。

    尾调用由于是函数的最后一步操作,所以不需要保留外层函数的调用帧,因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了,只要直接用内层函数的调用帧,取代外层函数的调用帧就可以了。

    function f() {
      let m = 1;
      let n = 2;
      return g(m + n);
    }
    f();
    
    // 等同于
    function f() {
      return g(3);
    }
    f();
    
    // 等同于
    g(3);
    

    上面代码中,如果函数g不是尾调用,函数f就需要保存内部变量m和n的值、g的调用位置等信息。但由于调用g之后,函数f就结束了,所以执行到最后一步,完全可以删除f(x)的调用帧,只保留g(3)的调用帧。

    这就叫做“尾调用优化”(Tail call optimization),即只保留内层函数的调用帧。如果所有函数都是尾调用,那么完全可以做到每次执行时,调用帧只有一项,这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。

    注意,只有不再用到外层函数的内部变量,内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧,否则就无法进行“尾调用优化”。

    function addOne(a){
      var one = 1;
      function inner(b){
        return b + one;
      }
      return inner(a);
    }
    

    上面的函数不会进行尾调用优化,因为内层函数inner用到了外层函数addOne的内部变量one。

    尾递归 §

    函数调用自身,称为递归。如果尾调用自身,就称为尾递归。

    递归非常耗费内存,因为需要同时保存成千上百个调用帧,很容易发生“栈溢出”错误(stack overflow)。但对于尾递归来说,由于只存在一个调用帧,所以永远不会发生“栈溢出”错误。

    function factorial(n) {
      if (n === 1) return 1;
      return n * factorial(n - 1);
    }
    
    factorial(5) // 120
    

    如果改写成尾递归,只保留一个调用记录,复杂度 O(1) 。

    function factorial(n, total) {
      if (n === 1) return total;
      return factorial(n - 1, n * total);
    }
    
    factorial(5, 1) // 120
    

    还有一个比较著名的例子,就是计算 Fibonacci 数列,也能充分说明尾递归优化的重要性。

    非尾递归的 Fibonacci 数列实现如下。

    function Fibonacci (n) {
      if ( n <= 1 ) {return 1};
    
      return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
    }
    
    Fibonacci(10) // 89
    Fibonacci(100) // 堆栈溢出
    Fibonacci(500) // 堆栈溢出
    

    尾递归优化过的 Fibonacci 数列实现如下。

    function Fibonacci2 (n , ac1 = 1 , ac2 = 1) {
      if( n <= 1 ) {return ac2};
    
      return Fibonacci2 (n - 1, ac2, ac1 + ac2);
    }
    
    Fibonacci2(100) // 573147844013817200000
    Fibonacci2(1000) // 7.0330367711422765e+208
    Fibonacci2(10000) // Infinity
    

    由此可见,“尾调用优化”对递归操作意义重大,所以一些函数式编程语言将其写入了语言规格。ES6 是如此,第一次明确规定,所有 ECMAScript 的实现,都必须部署“尾调用优化”。这就是说,ES6 中只要使用尾递归,就不会发生栈溢出,相对节省内存。

    数组的扩展

    扩展运算符 §

    含义 §

    扩展运算符(spread)是三个点(...)。它好比 rest 参数的逆运算,将一个数组转为用逗号分隔的参数序列。

    替代函数的 apply 方法 §

    由于扩展运算符可以展开数组,所以不再需要apply方法,将数组转为函数的参数了。

    扩展运算符的应用 §

    (1)复制数组

    (2)合并数组

    (3)与解构赋值结合

    (4)字符串

    (5)实现了 Iterator 接口的对象

    (6)Map 和 Set 结构,Generator 函数

    Array.from() §

    Array.from方法用于将两类对象转为真正的数组:类似数组的对象(array-like object)和可遍历(iterable)的对象(包括 ES6 新增的数据结构 Set 和 Map)。

    只要是部署了 Iterator 接口的数据结构,Array.from都能将其转为数组。

    值得提醒的是,扩展运算符(...)也可以将某些数据结构转为数组。

    扩展运算符背后调用的是遍历器接口(Symbol.iterator),如果一个对象没有部署这个接口,就无法转换。Array.from方法还支持类似数组的对象。所谓类似数组的对象,本质特征只有一点,即必须有length属性。因此,任何有length属性的对象,都可以通过Array.from方法转为数组,而此时扩展运算符就无法转换。

    3. Array.of() §

    Array.of方法用于将一组值,转换为数组。

    Array.of(3, 11, 8) // [3,11,8]
    Array.of(3) // [3]
    Array.of(3).length // 1
    

    这个方法的主要目的,是弥补数组构造函数Array()的不足。因为参数个数的不同,会导致Array()的行为有差异。

    4数组实例的 copyWithin() §

    数组实例的copyWithin方法,在当前数组内部,将指定位置的成员复制到其他位置(会覆盖原有成员),然后返回当前数组。也就是说,使用这个方法,会修改当前数组。

    Array.prototype.copyWithin(target, start = 0, end = this.length)
    

    它接受三个参数。

    target(必需):从该位置开始替换数据。如果为负值,表示倒数。
    start(可选):从该位置开始读取数据,默认为 0。如果为负值,表示倒数。
    end(可选):到该位置前停止读取数据,默认等于数组长度。如果为负值,表示倒数。

    这三个参数都应该是数值,如果不是,会自动转为数值。

    [1, 2, 3, 4, 5].copyWithin(0, 3)
    // [4, 5, 3, 4, 5]
    

    上面代码表示将从 3 号位直到数组结束的成员(4 和 5),复制到从 0 号位开始的位置,结果覆盖了原来的 1 和 2。

    5数组实例的 find() 和 findIndex() §

    数组实例的find方法,用于找出第一个符合条件的数组成员。它的参数是一个回调函数,所有数组成员依次执行该回调函数,直到找出第一个返回值为true的成员,然后返回该成员。如果没有符合条件的成员,则返回undefined。

    [1, 4, -5, 10].find((n) => n < 0)
    // -5
    

    数组实例的findIndex方法的用法与find方法非常类似,返回第一个符合条件的数组成员的位置,如果所有成员都不符合条件,则返回-1。

    [1, 5, 10, 15].findIndex(function(value, index, arr) {
      return value > 9;
    }) // 2
    

    6数组实例的 fill() §

    fill方法使用给定值,填充一个数组。
    
    ['a', 'b', 'c'].fill(7)
    // [7, 7, 7]
    
    new Array(3).fill(7)
    // [7, 7, 7]
    

    上面代码表明,fill方法用于空数组的初始化非常方便。数组中已有的元素,会被全部抹去。

    fill方法还可以接受第二个和第三个参数,用于指定填充的起始位置和结束位置。

    ['a', 'b', 'c'].fill(7, 1, 2)
    // ['a', 7, 'c']
    

    注意,如果填充的类型为对象,那么被赋值的是同一个内存地址的对象,而不是深拷贝对象。

    7数组实例的 entries(),keys() 和 values() §

    ES6 提供三个新的方法——entries(),keys()和values()——用于遍历数组。它们都返回一个遍历器对象(详见《Iterator》一章),可以用for...of循环进行遍历,唯一的区别是keys()是对键名的遍历、values()是对键值的遍历,entries()是对键值对的遍历。

    for (let index of ['a', 'b'].keys()) {
      console.log(index);
    }
    // 0
    // 1
    
    for (let elem of ['a', 'b'].values()) {
      console.log(elem);
    }
    // 'a'
    // 'b'
    
    for (let [index, elem] of ['a', 'b'].entries()) {
      console.log(index, elem);
    }
    // 0 "a"
    // 1 "b"
    

    如果不使用for...of循环,可以手动调用遍历器对象的next方法,进行遍历。

    let letter = ['a', 'b', 'c'];
    let entries = letter.entries();
    console.log(entries.next().value); // [0, 'a']
    console.log(entries.next().value); // [1, 'b']
    console.log(entries.next().value); // [2, 'c']
    

    8数组实例的 includes() §

    Array.prototype.includes方法返回一个布尔值,表示某个数组是否包含给定的值,与字符串的includes方法类似。ES2016 引入了该方法。

    [1, 2, 3].includes(2)     // true
    [1, 2, 3].includes(4)     // false
    [1, 2, NaN].includes(NaN) // true
    

    该方法的第二个参数表示搜索的起始位置,默认为0。如果第二个参数为负数,则表示倒数的位置,如果这时它大于数组长度(比如第二个参数为-4,但数组长度为3),则会重置为从0开始。

    indexOf方法有两个缺点,一是不够语义化,它的含义是找到参数值的第一个出现位置,所以要去比较是否不等于-1,表达起来不够直观。二是,它内部使用严格相等运算符(===)进行判断,这会导致对NaN的误判。

    另外,Map 和 Set 数据结构有一个has方法,需要注意与includes区分。

    Map 结构的has方法,是用来查找键名的,比如Map.prototype.has(key)、WeakMap.prototype.has(key)、Reflect.has(target, propertyKey)。
    Set 结构的has方法,是用来查找值的,比如Set.prototype.has(value)、WeakSet.prototype.has(value)。

    9数组的空位 §

    数组的空位指,数组的某一个位置没有任何值。比如,Array构造函数返回的数组都是空位。

    Array(3) // [, , ,]

    ES5 对空位的处理,已经很不一致了,大多数情况下会忽略空位。

    forEach(), filter(), reduce(), every() 和some()都会跳过空位。
    map()会跳过空位,但会保留这个值
    join()和toString()会将空位视为undefined,而undefined和null会被处理成空字符串。

    
    // forEach方法
    orEach [,'a'].forEach((x,i) => console.log(i)); // 1
    
    // filter方法
    ['a',,'b'].filter(x => true) // ['a','b']
    
    // every方法
    [,'a'].every(x => x==='a') // true
    
    // reduce方法
    [1,,2].reduce((x,y) => x+y) // 3
    
    // some方法
    [,'a'].some(x => x !== 'a') // false
    
    // map方法
    [,'a'].map(x => 1) // [,1]
    
    // join方法
    [,'a',undefined,null].join('#') // "#a##"
    
    // toString方法
    [,'a',undefined,null].toString() // ",a,,"
    
    ES6 则是明确将空位转为undefined。
    
    Array.from方法会将数组的空位,转为undefined,也就是说,这个方法不会忽略空位。
    
    Array.from(['a',,'b'])
    // [ "a", undefined, "b" ]
    扩展运算符(...)也会将空位转为undefined。
    
    [...['a',,'b']]
    // [ "a", undefined, "b" ]
    copyWithin()会连空位一起拷贝。
    
    [,'a','b',,].copyWithin(2,0) // [,"a",,"a"]
    fill()会将空位视为正常的数组位置。
    
    new Array(3).fill('a') // ["a","a","a"]
    for...of循环也会遍历空位。
    
    let arr = [, ,];
    for (let i of arr) {
      console.log(1);
    }
    // 1
    // 1
    上面代码中,数组arr有两个空位,for...of并没有忽略它们。如果改成map方法遍历,空位是会跳过的。
    

    entries()、keys()、values()、find()和findIndex()会将空位处理成undefined。

    // entries()
    [...[,'a'].entries()] // [[0,undefined], [1,"a"]]
    
    // keys()
    [...[,'a'].keys()] // [0,1]
    
    // values()
    [...[,'a'].values()] // [undefined,"a"]
    
    // find()
    [,'a'].find(x => true) // undefined
    
    // findIndex()
    [,'a'].findIndex(x => true) // 0
    

    由于空位的处理规则非常不统一,所以建议避免出现空位。

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