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一文帶你深入了解實現call、apply和bind方法

青灯夜游
發布: 2021-07-12 18:04:30
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這篇文章透過程式碼範例,給大家深入解析一下如何實現 call、apply 和 bind,至於這幾個方法的具體用法,MDN 或者站內的文章已經描述得很清楚,這裡不再贅述。

一文帶你深入了解實現call、apply和bind方法

手寫實作call

#ES3 版本

Function.prototype.myCall = function(thisArg){
    if(typeof this != 'function'){
        throw new Error('The caller must be a function')
    }
     if(thisArg === undefined || thisArg === null){
        thisArg = globalThis
    } else {
        thisArg = Object(thisArg)
    }   
    var args = []
    for(var i = 1;i < arguments.length;i ++){
        args.push(&#39;arguments[&#39; + i + &#39;]&#39;)
    }
    thisArg.fn = this
    var res = eval(&#39;thisArg.fn(&#39; + args + &#39;)&#39;)
    delete thisArg.fn
    return res
}
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ES6 版本

Function.prototype.myCall = function(thisArg,...args){
    if(typeof this != &#39;function&#39;){
        throw new Error(&#39;The caller must be a function&#39;)
    }
    if(thisArg === undefined || thisArg === null){
        thisArg = globalThis
    } else {
        thisArg = Object(thisArg)
    }
    thisArg.fn = this
    const res = thisArg.fn(...args)
    delete thisArg.fn
    return res
}
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透過call 呼叫函數的時候,可以透過傳給call  的thisArg 指定函數中的this。而只要使得函數是透過 thisArg 呼叫的,就能實現這一點,這就是我們的主要目標。

實作要點

  • #最終是透過函數去呼叫myCall 的,所以myCallcall 一樣掛載在函式原型上。同時,也因為是透過函數去呼叫myCall 的,所以在myCall 內部我們可以透過this 拿到myCall的呼叫者,也就是實際執行的那個函數。

  • 照理說,myCall 是掛載在函數原型上,當我們透過一個非函數去呼叫myCall 的時候,肯定會拋出錯誤,那麼為什麼還要在myCall 中檢查呼叫者的類型,並自訂錯誤呢?這是因為,當一個呼叫者obj = {} 是一個對象,但是繼承自Function 的時候(obj.__proto__ = Function.prototype),它作為一個非函數實際上也是可以調用myCall 方法的,這時候如果不進行類型檢查以確保它是個函數,那麼後面直接將它當作函數調用的時候,就會拋出錯誤了

  • 傳給call 的thisArg 如果是null 或undefined,那麼thisArg 實際上會指向全域物件;如果thisArg 是基本型,那麼可以使用Object() 做一個裝箱操作,將其轉換為一個物件- 主要是為了確保後續可以以方法呼叫的方式去執行函數。那麼可不可以寫成 thisArg = thisArg ? Object(thisArg) : globalThis  呢?其實是不可以的,如果 thisArg 是布林值 false,那麼會導致 thisArg 最終等於 globalThis,但實際上它應該等於 Boolean {false}

  • 前面說過,可以在myCall 裡透過this 拿到實際執行的那個函數,所以thisArg.fn = this 相當於將這個函數當作thisArg 的一個方法,後面我們就可以透過thisArg 物件去呼叫這個函數了。

  • thisArg.fn = this 相當於是為 thisArg 增加了一個 fn 屬性,所以在返回執行結果之前要 delete 這個屬性。此外,為了避免覆蓋thisArg 上可能存在的同名屬性fn,這裡也可以使用const fn = Symbol('fn') 建構一個唯一屬性,然後thisArg[fn] = this

  • ES3 版本和ES6 版本主要的區別在於參數的傳遞以及函數的執行上:

    • ES6 因為引入了剩餘參數,所以不管實際執行函數的時候傳入了多少個參數,都可以透過args 數組拿到這些參數,同時因為引入了展開運算符,所以可以展開args 參數數組,把參數一個個傳遞給函數執行

    • 但在ES3 中沒有剩餘參數這個東西,所以在定義myCall 的時候只接收一個thisArg 參數,然後在函數體中透過arguments 類別陣列拿到所有參數。我們需要的是 arguments 中除第一個元素(thisArg)之外的所有元素,怎麼做呢?如果是ES6,直接[...arguments].slice(1)就可以了,但這是ES3,於是我們只能從索引1 開始遍歷arguments,然後push 到一個args 數組中了。而且也要注意的是,這裡 push 進去的是字串形式的參數,這主要是為了方便後續透過 eval 執行函數的時候,將參數一個一個傳遞給函數。

    • 為什麼必須透過 eval 才能執行函數呢?因為我們不知道函數實際上要接收多少個參數,況且也用不了展開運算符,所以只能建構一個可執行的字串表達式,明確地傳入函數的所有參數。

手寫實作 apply

apply 的用法和 call 很類似,因此實作也很類似。要注意的差異是,call 在接受一個thisArg 參數之後還可以接收多個參數(即接受的是參數列表),而apply 在接收一個thisArg 參數之後,通常第二個參數是一個數組或類別數組物件:

fn.call(thisArg,arg1,arg2,...)
fn.apply(thisArg,[arg1,arg2,...])
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如果第二个参数传的是 null 或者 undefined,那么相当于是整体只传了 thisArg 参数。

ES3 版本

Function.prototype.myApply = function(thisArg,args){
    if(typeof this != &#39;function&#39;){
        throw new Error(&#39;the caller must be a function&#39;)
    } 
    if(thisArg === null || thisArg === undefined){
        thisArg = globalThis
    } else {
        thisArg = Object(thisArg)
    }
    if(args === null || args === undefined){
        args = []
    } else if(!Array.isArray(args)){
        throw new Error(&#39;CreateListFromArrayLike called on non-object&#39;)
    }
    var _args = []
    for(var i = 0;i < args.length;i ++){
        _args.push(&#39;args[&#39; + i + &#39;]&#39;)
    }
    thisArg.fn = this
    var res = _args.length ? eval(&#39;thisArg.fn(&#39; + _args + &#39;)&#39;):thisArg.fn()
    delete thisArg.fn
    return res
}
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ES6 版本

Function.prototype.myApply = function(thisArg,args){
    if(typeof thisArg != &#39;function&#39;){
        throw new Error(&#39;the caller must be a function&#39;)
    } 
    if(thisArg === null || thisArg === undefined){
        thisArg = globalThis
    } else {
        thisArg = Object(thisArg)
    }
    if(args === null || args === undefined){
        args = []
    } 
    // 如果传入的不是数组,仿照 apply 抛出错误
    else if(!Array.isArray(args)){
        throw new Error(&#39;CreateListFromArrayLike called on non-object&#39;)
    }
    thisArg.fn = this
    const res = thisArg.fn(...args)
    delete thisArg.fn
    return res
}
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实现要点

基本上和 call 的实现是差不多的,只是我们需要检查第二个参数的类型。

手写实现 bind

bind 也可以像 callapply 那样给函数绑定一个 this,但是有一些不同的要点需要注意:

  • bind 不是指定完 this 之后直接调用原函数,而是基于原函数返回一个内部完成了 this 绑定的新函数
  • 原函数的参数可以分批次传递,第一批可以在调用 bind 的时候作为第二个参数传入,第二批可以在调用新函数的时候传入,这两批参数最终会合并在一起,一次传递给新函数去执行
  • 新函数如果是通过 new 方式调用的,那么函数内部的 this 会指向实例,而不是当初调用 bind 的时候传入的 thisArg。换句话说,这种情况下的 bind 相当于是无效的

ES3 版本

这个版本更接近 MDN 上的 polyfill 版本。

Function.prototype.myBind = function(thisArg){
    if(typeof this != &#39;function&#39;){
        throw new Error(&#39;the caller must be a function&#39;)
    }
    var fnToBind = this
    var args1 = Array.prototype.slice.call(arguments,1)
    var fnBound = function(){
        // 如果是通过 new 调用
        return fnToBind.apply(this instanceof fnBound ? this:thisArg,args1.concat(args2))     
    }
    // 实例继承
    var Fn = function(){}
    Fn.prototype = this.prototype
    fnBound.prototype = new Fn()
    return fnBound
}
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ES6 版本

Function.prototype.myBind = function(thisArg,...args1){
    if(typeof this != &#39;function&#39;){
        throw new Error(&#39;the caller must be a function&#39;)
    }
    const fnToBind = this
    return function fnBound(...args2){
        // 如果是通过 new 调用的
        if(this instanceof fnBound){
            return new fnToBind(...args1,...args2)
        } else {
            return fnToBind.apply(thisArg,[...args1,...args2])
        }
    }
}
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实现要点

1.bind 实现内部 this 绑定,需要借助于 apply,这里假设我们可以直接使用 apply 方法

2.先看比较简单的 ES6 版本:

1). 参数获取:因为 ES6 可以使用剩余参数,所以很容易就可以获取执行原函数所需要的参数,而且也可以用展开运算符轻松合并数组。

2). 调用方式:前面说过,如果返回的新函数 fnBound 是通过 new 调用的,那么其内部的 this 会是 fnBound 构造函数的实例,而不是当初我们指定的 thisArg,因此 this instanceof fnBound会返回 true,这种情况下,相当于我们指定的 thisArg 是无效的,new 返回的新函数等价于 new 原来的旧函数,即 new fnBound 等价于 new fnToBind,所以我们返回一个 new fnToBind 即可;反之,如果 fnBound 是普通调用,则通过 apply 完成 thisArg 的绑定,再返回最终结果。从这里可以看出,bind 的 this 绑定,本质上是通过 apply 完成的。

3.再来看比较麻烦一点的 ES3 版本:

1). 参数获取:现在我们用不了剩余参数了,所以只能在函数体内部通过 arguments 获取所有参数。对于 myBind,我们实际上需要的是除开第一个传入的 thisArg 参数之外的剩余所有参数构成的数组,所以这里可以通过 Array.prototype.slice.call 借用数组的 slice 方法(arguments 是类数组,无法直接调用 slice),这里的借用有两个目的:一是除去 arguments 中的第一个参数,二是将除去第一个参数之后的 arguments 转化为数组(slice 本身的返回值就是一个数组,这也是类数组转化为数组的一种常用方法)。同样地,返回的新函数 fnBound 后面调用的时候也可能传入参数,再次借用 slice 将 arguments 转化为数组

2). 调用方式:同样,这里也要判断 fnBound 是 new 调用还是普通调用。在 ES6 版本的实现中,如果是 new 调用 fnBound,那么直接返回 new fnToBind(),这实际上是最简单也最容易理解的方式,我们在访问实例属性的时候,天然就是按照 实例 => 实例.__proto__ = fnToBind.prototype 这样的原型链来寻找的,可以确保实例成功访问其构造函数 fnToBInd 的原型上面的属性;但在 ES3 的实现中(或者在网上部分 bind 方法的实现中),我们的做法是返回一个 fnToBind.apply(this),实际上相当于返回一个 undefined 的函数执行结果,根据 new 的原理,我们没有在构造函数中自定义一个返回对象,因此 new 的结果就是返回实例本身,这点是不受影响的。这个返回语句的问题在于,它的作用仅仅只是确保 fnToBind 中的 this 指向 new fnBound 之后返回的实例,而并没有确保这个实例可以访问 fnToBind 的原型上面的属性。实际上,它确实不能访问,因为它的构造函数是 fnBound 而不是 fnToBind,所以我们要想办法在 fnBound 和 fnToBind 之间建立一个原型链关系。这里有几种我们可能会使用的方法:

 // 这里的 this 指的是 fnToBind
 fnBound.prototype = this.prototype
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这样只是拷贝了原型引用,如果修改 fnBound.prototype,则会影响到 fnToBind.prototype,所以不能用这种方法

// this 指的是 fnToBind
fnBound.prototype = Object.create(this.prototype)
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通过 Object.create 可以创建一个 __proto__ 指向 this.prototype 的实例对象,之后再让 fnBound.prototype 指向这个对象,则可以在 fnToBind 和 fnBound 之间建立原型关系。但由于 Object.create 是 ES6 的方法,所以无法在我们的 ES3 代码中使用。

// this 指的是 fnToBind
const Fn = function(){}
Fn.prototype = this.prototype
fnBound.prototype = new Fn()
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这是上面代码采用的方法:通过空构造函数 Fn 在 fnToBind 和 fnBound 之间建立了一个联系。如果要通过实例去访问 fnToBind 的原型上面的属性,可以沿着如下原型链查找:

实例 => 实例.__proto__ = fnBound.prototype = new Fn() => new Fn().__proto__ = Fn.prototype = fnToBind.prototype

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來源:segmentfault.com
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