函数的扩展

1. 函数参数的默认值 *

1）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

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';
}

ES6 允许为函数的参数设置默认值，即直接写在参数定义的后面。

function log(x, y = 'World') {
  console.log(x, y);
}

log('Hello') // Hello World
log('Hello', 'China') // Hello China
log('Hello', '') // Hello

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
}

2）与结构赋值默认值的结合使用

参数默认值可以与解构赋值的默认值，结合起来使用。

function foo({x, y = 5}) {
  console.log(x, y);
}

foo({}) // undefined 5
foo({x: 1}) // 1 5
foo({x: 1, y: 2}) // 1 2
foo() // TypeError: Cannot read property 'x' of undefined

function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} } = {}) {
  console.log(method);
}

fetch('http://example.com')
// "GET"

上面代码中，函数fetch没有第二个参数时，函数参数的默认值就会生效，然后才是解构赋值的默认值生效，变量method才会取到默认值GET

请问下面两种写法有什么差别？

// 写法一
function m1({x = 0, y = 0} = {}) {
  return [x, y];
}

// 写法二
function m2({x, y} = { x: 0, y: 0 }) {
  return [x, y];
}

上面两种写法都对函数的参数设定了默认值，区别是写法一函数参数的默认值是空对象，但是设置了对象解构赋值的默认值；写法二函数参数的默认值是一个有具体属性的对象，但是没有设置对象解构赋值的默认值。

// 函数没有参数的情况
m1() // [0, 0]
m2() // [0, 0]

// x 和 y 都有值的情况
m1({x: 3, y: 8}) // [3, 8]
m2({x: 3, y: 8}) // [3, 8]

// x 有值，y 无值的情况
m1({x: 3}) // [3, 0]
m2({x: 3}) // [3, undefined]

// x 和 y 都无值的情况
m1({}) // [0, 0];
m2({}) // [undefined, undefined]

m1({z: 3}) // [0, 0]
m2({z: 3}) // [undefined, undefined]

3）参数默认值的位置

通常情况下，定义了默认值的参数，应该是函数的尾参数。因为这样比较容易看出来，到底省略了哪些参数。如果非尾部的参数设置默认值，实际上这个参数是没法省略的。

// 例一
function f(x = 1, y) {
  return [x, y];
}

f() // [1, undefined]
f(2) // [2, undefined])
f(, 1) // 报错
f(undefined, 1) // [1, 1]

// 例二
function f(x, y = 5, z) {
  return [x, y, z];
}

f() // [undefined, 5, undefined]
f(1) // [1, 5, undefined]
f(1, ,2) // 报错
f(1, undefined, 2) // [1, 5, 2]

如果传入undefined，将触发该参数等于默认值，null则没有这个效果。

function foo(x = 5, y = 6) {
  console.log(x, y);
}

foo(undefined, null)
// 5 null

4）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

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

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

如果设置了默认值的参数不是尾参数，那么length属性也不再计入后面的参数了。

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

5）作用域

一旦设置了参数的默认值，函数进行声明初始化时，参数会形成一个单独的作用域（context）。等到初始化结束，这个作用域就会消失。这种语法行为，在不设置参数默认值时，是不会出现的。

var x = 1;

function f(x, y = x) {
  console.log(y);
}

f(2) // 2

上面代码中，参数y的默认值等于变量x。调用函数f时，参数形成一个单独的作用域。在这个作用域里面，默认值变量x指向第一个参数x，而不是全局变量x，所以输出是2。

let x = 1;

function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // 1

上面代码中，函数f调用时，参数y = x形成一个单独的作用域。这个作用域里面，变量x本身没有定义，所以指向外层的全局变量x。函数调用时，函数体内部的局部变量x影响不到默认值变量x。

如果此时，全局变量x不存在，就会报错。

function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // ReferenceError: x is not defined

上面代码中，参数x = x形成一个单独作用域。实际执行的是let x = x，由于暂时性死区的原因，这行代码会报错”x 未定义“。

如果参数的默认值是一个函数，该函数的作用域也遵守这个规则。请看下面的例子。

let foo = 'outer';

function bar(func = () => foo) {
  let foo = 'inner';
  console.log(func());
}

bar(); // outer

6）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

也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) { ··· }

2. reset 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。

下面是一个 rest 参数代替arguments变量的例子。

// arguments变量的写法
function sortNumbers() {
  return Array.prototype.slice.call(arguments).sort();
}

// rest参数的写法
const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort();

arguments对象不是数组，而是一个类似数组的对象。所以为了使用数组的方法，必须使用Array.prototype.slice.call先将其转为数组

下面是一个利用 rest 参数改写数组push方法的例子。

function push(array, ...items) {
  items.forEach(function(item) {
    array.push(item);
    console.log(item);
  });
}

var a = [];
push(a, 1, 2, 3)

注意，rest 参数之后不能再有其他参数（即只能是最后一个参数），否则会报错。

// 报错
function f(a, ...b, c) {
  // ...
}

函数的length属性，不包括 rest 参数。

(function(a) {}).length  // 1
(function(...a) {}).length  // 0
(function(a, ...b) {}).length  // 1

3. 严格模式

从 ES5 开始，函数内部可以设定为严格模式。

function doSomething(a, b) {
  'use strict';
  // code
}

ES2016 做了一点修改，规定只要函数参数使用了默认值、解构赋值、或者扩展运算符，那么函数内部就不能显式设定为严格模式，否则会报错。

// 报错
function doSomething(a, b = a) {
  'use strict';
  // code
}

// 报错
const doSomething = function ({a, b}) {
  'use strict';
  // code
};

// 报错
const doSomething = (...a) => {
  'use strict';
  // code
};

const obj = {
  // 报错
  doSomething({a, b}) {
    'use strict';
    // code
  }
};

两种方法可以规避这种限制。第一种是设定全局性的严格模式，这是合法的。

'use strict';

function doSomething(a, b = a) {
  // code
}

第二种是把函数包在一个无参数的立即执行函数里面。

const doSomething = (function () {
  'use strict';
  return function(value = 42) {
    return value;
  };
}());

4. name属性

函数的name属性，返回该函数的函数名。

function foo() {}
foo.name // "foo"

Function构造函数返回的函数实例，name属性的值为anonymous。

(new Function).name // "anonymous"

5. 箭头函数 *

1）基本用法

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) => { 
    if(true){
        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" });

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;

箭头函数使得表达更加简洁。

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

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);

// 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]]

2）使用注意点 *

• 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。

• 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。

• 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。

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

  1. this对象的指向是可变的，但是在箭头函数中，它是固定的。

function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

var id = 21;

foo.call({ id: 42 });
// id: 42

1. 箭头函数可以让setTimeout里面的this，绑定定义时所在的作用域，而不是指向运行时所在的作用域。

function Timer() {
  this.s1 = 0;
  this.s2 = 0;
  // 箭头函数
  setInterval(() => this.s1++, 1000);
  // 普通函数
  setInterval(function () {
    this.s2++;
  }, 1000);
}

var timer = new Timer();

setTimeout(() => console.log('s1: ', timer.s1), 3100);
setTimeout(() => console.log('s2: ', timer.s2), 3100);
// s1: 3
// s2: 0

1. this指向的固定化，并不是因为箭头函数内部有绑定this的机制，实际原因是箭头函数根本没有自己的this，导致内部的this就是外层代码块的this。正是因为它没有this，所以也就不能用作构造函数。

箭头函数转成 ES5 的代码如下。

// ES6
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

// ES5
function foo() {
  var _this = this;

  setTimeout(function () {
    console.log('id:', _this.id);
  }, 100);
}

1. 除了this，以下三个变量在箭头函数之中也是不存在的，指向外层函数的对应变量：arguments、super、new.target。

function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('args:', arguments);
  }, 100);
}

foo(2, 4, 6, 8)
// args: [2, 4, 6, 8]

1. 由于箭头函数没有自己的this，所以当然也就不能用call()、apply()、bind()这些方法去改变this的指向。

(function() {
  return [
    (() => this.x).bind({ x: 'inner' })()
  ];
}).call({ x: 'outer' });
// ['outer']

3）不适用场合 *

1. 定义对象的方法时使用箭头函数，且该方法内部包括this，以下是错误示范

const cat = {
  lives: 9,
  jumps: () => {
    this.lives--;
  }
}

cat.jumps()方法是一个箭头函数，这是错误的。调用cat.jumps()时，如果是普通函数，该方法内部的this指向cat；如果写成上面那样的箭头函数，使得this指向全局对象，因此不会得到预期结果。这是因为对象不构成单独的作用域，导致jumps箭头函数定义时的作用域就是全局作用域。

1. 需要动态this的时候，也不应使用箭头函数。

var button = document.getElementById('press');
button.addEventListener('click', () => {
  this.classList.toggle('on');
});

上面代码运行时，点击按钮会报错，因为button的监听函数是一个箭头函数，导致里面的this就是全局对象。如果改成普通函数，this就会动态指向被点击的按钮对象。

另外，如果函数体很复杂，有许多行，或者函数内部有大量的读写操作，不单纯是为了计算值，这时也不应该使用箭头函数，而是要使用普通函数，这样可以提高代码可读性。

6. 尾调用优化

1）什么是尾调用

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);
}

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);
}

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。函数无返回值默认返回 undefined

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);
}

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。

2）尾调用优化

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。

3）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

上面代码是一个阶乘函数，计算n的阶乘，最多需要保存n个调用记录，复杂度 O(n) 。

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

4）递归函数的改写 * 柯里化

尾递归的实现，往往需要改写递归函数，确保最后一步只调用自身。做到这一点的方法，就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数。这样做的缺点就是不太直观，第一眼很难看出来，两个方法可以解决这个问题

1. 在尾递归函数之外，再提供一个正常形式的函数。

function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

function factorial(n) {
  return tailFactorial(n, 1);
}

factorial(5) // 120

上面代码通过一个正常形式的阶乘函数factorial，调用尾递归函数tailFactorial，看起来就正常多了。

函数式编程有一个概念，叫做柯里化（currying），意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。这里也可以使用柯里化。

1. 就是采用 ES6 的函数默认值，这种就简单多了

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

factorial(5) // 120

5）严格模式

ES6 的尾调用优化只在严格模式下开启，正常模式是无效的。

这是因为在正常模式下，函数内部有两个变量，可以跟踪函数的调用栈。

• func.arguments：返回调用时函数的参数。

• func.caller：返回调用当前函数的那个函数。

尾调用优化发生时，函数的调用栈会改写，因此上面两个变量就会失真。严格模式禁用这两个变量，所以尾调用模式仅在严格模式下生效。

function restricted() {
  'use strict';
  restricted.caller;    // 报错
  restricted.arguments; // 报错
}
restricted();

6）尾递归优化的实现 * 蹦床函数

尾递归优化只在严格模式下生效，那么正常模式下，或者那些不支持该功能的环境中，有没有办法也使用尾递归优化呢？回答是可以的，就是自己实现尾递归优化。

它的原理非常简单。尾递归之所以需要优化，原因是调用栈太多，造成溢出，那么只要减少调用栈，就不会溢出。怎么做可以减少调用栈呢？就是采用“循环”换掉“递归”。

下面是一个正常的递归函数。

function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}

sum(1, 100000)
// Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)

蹦床函数（trampoline）可以将递归执行转为循环执行。

function trampoline(f) {
  while (f && f instanceof Function) {
    f = f();
  }
  return f;
}

上面就是蹦床函数的一个实现，它接受一个函数f作为参数。只要f执行后返回一个函数，就继续执行。注意，这里是返回一个函数，然后执行该函数，而不是函数里面调用函数，这样就避免了递归执行，从而就消除了调用栈过大的问题。

然后，要做的就是将原来的递归函数，改写为每一步返回另一个函数。

function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum.bind(null, x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}
trampoline(sum(1, 100000))
// 100001

上面代码中，sum函数的每次执行，都会返回自身的另一个版本，使用蹦床函数执行sum，就不会发生调用栈溢出。

蹦床函数并不是真正的尾递归优化，下面的实现才是。

function tco(f) {
  var value;
  var active = false;
  var accumulated = [];

  return function accumulator() {
    accumulated.push(arguments);
    if (!active) {
      active = true;
      while (accumulated.length) {
        value = f.apply(this, accumulated.shift());
      }
      active = false;
      return value;
    }
  };
}

var sum = tco(function(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1)
  }
  else {
    return x
  }
});

sum(1, 100000)
// 100001

上面代码中，tco函数是尾递归优化的实现，它的奥妙就在于状态变量active。默认情况下，这个变量是不激活的。一旦进入尾递归优化的过程，这个变量就激活了。然后，每一轮递归sum返回的都是undefined，所以就避免了递归执行；而accumulated数组存放每一轮sum执行的参数，总是有值的，这就保证了accumulator函数内部的while循环总是会执行。这样就很巧妙地将“递归”改成了“循环”，而后一轮的参数会取代前一轮的参数，保证了调用栈只有一层。

7. 函数参数的尾逗号

ES2017 允许函数的最后一个参数有尾逗号（trailing comma）。

function a(
    x,
    y
){ ... }
a(
    'xxx',
    'yyy'
)

如果像上面这样，将参数写成多行（即每个参数占据一行），以后修改代码的时候，想为函数a添加第三个参数，或者调整参数的次序，就势必要在原来最后一个参数后面添加一个逗号。这对于版本管理系统来说，就会显示添加逗号的那一行也发生了变动。因此新的语法规定定义和调用函数时，尾部允许有逗号

function a(
    x,
    y,
){ ... }
a(
    'xxx',
    'yyy',
)

这样的规定也使得，函数参数与数组和对象的尾逗号规则，保持一致了。

8. Function.prototype.toString()

ES2019 对函数实例的toString()方法做出了修改。

toString()方法返回函数代码本身，以前会省略注释和空格。

修改前

function /* foo comment */ foo () {}

foo.toString()
// function foo() {}

修改后的写法

function /* foo comment */ foo () {}

foo.toString()
// "function /* foo comment */ foo () {}"

9. catch 命令的参数省略

JavaScript 语言的try...catch结构，以前明确要求catch命令后面必须跟参数，接受try代码块抛出的错误对象

try {
  // ...
} catch (err) {
  // 处理错误
}

上面代码中，catch命令后面带有参数err。

很多时候，catch代码块可能用不到这个参数。但是，为了保证语法正确，还是必须写。ES2019 做出了改变，允许catch语句省略参数。

try {
  // ...
} catch {
  // ...
}