?彻底弄清 this call apply bind 以及原生实现

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JS菌
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    彻底弄清 this call apply bind 以及原生实现

    有关 JS 中的 this、call、apply 和 bind 的概念网络上已经有很多文章讲解了 这篇文章目的是梳理一下这几个概念的知识点以及阐述如何用原生 JS 去实现这几个功能

    this 指向问题

    this

    this 的指向在严格模式和非严格模式下有所不同；this 究竟指向什么是，在绝大多数情况下取决于函数如何被调用

    全局执行环境的情况：

    非严格模式下，this 在全局执行环境中指向全局对象(window、global、self)；严格模式下则为 undefined

    20190306083121.png

    作为对象方法的调用情况：

    假设函数作为一个方法被定义在对象中，那么 this 指向最后调用他的这个对象

    比如：

    a = 10
obj = {
    a: 1,
    f() {
        console.log(this.a) // this -> obj
    }
}

obj.f() // 1 最后由 obj 调用

    obj.f() 等同于 window.obj.f() 最后由 obj 对象调用，因此 this 指向这个 obj

    即便是这个对象的方法被赋值给一个变量并执行也是如此：

    const fn = obj.f
fn() // 相当于 window.fn() 因此 this 仍然指向最后调用他的对象 window

    20190306084716.png

    call apply bind 的情况：

    想要修改 this 指向的时候，我们通常使用上述方法改变 this 的指向

    a = 10
obj = {
    a: 1
}
function fn(...args) {
    console.log(this.a, 'args length: ', args)
}

fn.call(obj, 1, 2)
fn.apply(obj, [1, 2])
fn.bind(obj, ...[1, 2])()

    20190306090239.png

    可以看到 this 全部被绑定在了 obj 对象上，打印的 this.a 也都为 1

    new 操作符的情况：

    new 操作符原理实际上就是创建了一个新的实例，被 new 的函数被称为构造函数，构造函数 new 出来的对象方法中的 this 永远指向这个新的对象：

    a = 10
function fn(a) { this.a = a }
b = new fn(1)
b.a // 1

    20190306090716.png

    箭头函数的情况：

    • 普通函数在运行时才会确定 this 的指向
    • 箭头函数则是在函数定义的时候就确定了 this 的指向，此时的 this 指向外层的作用域
    a = 10
fn = () => { console.log(this.a) }
obj = { a: 20 }
obj.fn = fn
obj.fn()
window.obj.fn()
f = obj.fn
f()

    20190306091151.png

    无论如何调用 fn 函数内的 this 永远被固定在了这个外层的作用域（上述例子中的 window 对象）

    this 改变指向问题

    如果需要改变 this 的指向，有以下几种方法:

    • 箭头函数
    • 内部缓存 this
    • apply 方法
    • call 方法
    • bind 方法
    • new 操作符

    箭头函数

    普通函数

    a = 10
obj = {
    a: 1,
    f() { // this -> obj
        function g() { // this -> window
            console.log(this.a)
        }
        g()
    }
}

obj.f() // 10

    在 f 函数体内 g 函数所在的作用域中 this 的指向是 obj：

    20190306094032.png

    在 g 函数体内，this 则变成了 window：

    20190306094118.png

    改为箭头函数

    a = 10
obj = {
    a: 1,
    f() { // this -> obj
        const g = () => { // this -> obj
            console.log(this.a)
        }
        g()
    }
}

obj.f() // 1

    在 f 函数体内 this 指向的是 obj：

    20190306094446.png

    在 g 函数体内 this 指向仍然是 obj：

    20190306094528.png

    内部缓存 this

    这个方法曾经经常用，即手动缓存 this 给一个名为 _this 或 that 等其他变量，当需要使用时用后者代替

    a = 10
obj = {
    a: 20,
    f() {
        const _this = this
        setTimeout(function() {
            console.log(_this.a, this.a)
        }, 0)
    }
}

obj.f() // _this.a 指向 20 this.a 则指向 10

    20190306095926.png

    查看一下 this 和 _this 的指向，前者指向 window 后者则指向 obj 对象：

    20190307081510.png

    call

    call 方法第一个参数为指定需要绑定的 this 对象；其他参数则为传递的值:

    20190306100658.png

    需要注意的是，第一个参数如果是：

    • null、undefined、不传，this 将会指向全局对象（非严格模式下）
    • 原始值将被转为对应的包装对象，如 f.call(1) this 将指向 Number，并且这个 Number 的 [[PrimitiveValue]] 值为 1
    obj = {
    name: 'obj name'
}

{(function() {
    console.log(this.name)
}).call(obj)}

    20190306103718.png

    apply

    与 call 类似但第二个参数必须为数组：

    obj = {
    name: 'obj name'
}

{(function (...args){
    console.log(this.name, [...args])
}).apply(obj, [1, 2, 3])}

    20190306104048.png

    bind

    比如常见的函数内包含一个异步方法：

    function foo() {
    let _this = this // _this -> obj
    setTimeout(function() {
        console.log(_this.a) // _this.a -> obj.a
    }, 0)
}
obj = {
    a: 1
}
foo.call(obj) // this -> obj
// 1

    我们上面提到了可以使用缓存 this 的方法来固定 this 指向，那么使用 bind 代码看起来更加优雅：

    function foo() { // this -> obj
    setTimeout(function () { // 如果不使用箭头函数，则需要用 bind 方法绑定 this
        console.log(this.a) // this.a -> obj.a
    }.bind(this), 100)
}
obj = {
    a: 1
}

foo.call(obj) // this -> obj
// 1

    或者直接用箭头函数：

    function foo() { // this -> obj
    setTimeout(() => { // 箭头函数没有 this 继承外部作用域的 this
        console.log(this.a) // this.a -> obj.a
    }, 100)
}
obj = {
    a: 1
}

foo.call(obj) // this -> obj
// 1

    20190307082854.png

    new 操作符

    new 操作符实际上就是生成一个新的对象，这个对象就是原来对象的实例。因为箭头函数没有 this 所以函数不能作为构造函数，构造函数通过 new 操作符改变了 this 的指向。

    function Person(name) {
    this.name = name // this -> new 生成的实例
}
p = new Person('oli')
console.table(p)

    this.name 表明了新创建的实例拥有一个 name 属性；当调用 new 操作符的时候，构造函数中的 this 就绑定在了实例对象上

    20190306230406.png

    原生实现 call apply bind new

    文章上半部分讲解了 this 的指向以及如何使用 call bind apply 方法修改 this 指向；文章下半部分我们用 JS 去自己实现这三种方法

    myCall

    • 首先 myCall 需要被定义在 Function.prototype 上这样才能在函数上调用到自定义的 myCall 方法
    • 然后定义 myCall 方法，该方法内部 this 指向的就是 myCall 方法被调用的那个函数
    • 其次 myCall 第一个参数对象中新增 this 指向的这个方法，并调用这个方法
    • 最后删除这个临时的方法即可

    代码实现：

    Function.prototype.myCall = function(ctx) {
    ctx.fn = this
    ctx.fn()
    delete ctx.fn
}

    20190306233008.png

    最基本的 myCall 就实现了，ctx 代表的是需要绑定的对象，但这里有几个问题，如果 ctx 对象本身就拥有一个 fn 属性或方法就会导致冲突。为了解决这个问题，我们需要修改代码使用 Symbol 来避免属性的冲突：

    Function.prototype.myCall = function(ctx) {
    const fn = Symbol('fn') // 使用 Symbol 避免属性名冲突
    ctx[fn] = this
    ctx[fn]()
    delete ctx[fn]
}
obj = { fn: 'functionName' }
function foo() { console.log(this.fn) }

foo.myCall(obj)

    20190306233305.png

    同样的，我们还要解决参数传递的问题，上述代码中没有引入其他参数还要继续修改：

    Function.prototype.myCall = function(ctx, ...argv) {
    const fn = Symbol('fn')
    ctx[fn] = this
    ctx[fn](...argv) // 传入参数
    delete ctx[fn]
}
obj = { fn: 'functionName', a: 10 }
function foo(name) { console.log(this[name]) }

foo.myCall(obj, 'fn')

    20190306233625.png

    另外，我们还要检测传入的第一个值是否为对象：

    Function.prototype.myCall = function(ctx, ...argv) {
    ctx = typeof ctx === 'object' ? ctx || window : {} // 当 ctx 是对象的时候默认设置为 ctx；如果为 null 则设置为 window 否则为空对象
    const fn = Symbol('fn')
    ctx[fn] = this
    ctx[fn](...argv)
    delete ctx[fn]
}
obj = { fn: 'functionName', a: 10 }
function foo(name) { console.log(this[name]) }

foo.myCall(null, 'a')

    如果 ctx 为对象，那么检查 ctx 是否为 null 是则返回默认的 window 否则返回这个 ctx 对象；如果 ctx 不为对象那么将 ctx 设置为空对象（按照语法规则，需要将原始类型转化，为了简单说明原理这里就不考虑了）

    执行效果如下：

    20190306235453.png

    这么一来自定义的 myCall 也就完成了

    另外修改一下检测 ctx 是否为对象可以直接使用 Object；delete 对象的属性也可改为 ES6 的 Reflect：

    Function.prototype.myCall = function(ctx, ...argv) {
    ctx = ctx ? Object(ctx) : window
    const fn = Symbol('fn')
    ctx[fn] = this
    ctx[fn](...argv)
    Reflect.deleteProperty(ctx, fn) // 等同于 delete 操作符
    return result
}

    myApply

    apply 效果跟 call 类似，将传入的数组通过扩展操作符传入函数即可

    Function.prototype.myApply = function(ctx, argv) {
    ctx = ctx ? Object(ctx) : window
    // 或者可以鉴别一下 argv 是不是数组
    const fn = Symbol('fn')
    ctx[fn] = this
    ctx[fn](...argv)
    Reflect.deleteProperty(ctx, fn) // 等同于 delete 操作符
    return result
}

    myBind

    bind 与 call 和 apply 不同的是，他不会立即调用这个函数，而是返回一个新的 this 改变后的函数。根据这一特点我们写一个自定义的 myBind：

    Function.prototype.myBind = function(ctx) {
    return () => { // 要用箭头函数，否则 this 指向错误
        return this.call(ctx)
    }
}

    20190307224718.png

    这里需要注意的是，this 的指向原因需要在返回一个箭头函数，箭头函数内部的 this 指向来自外部

    然后考虑合并接收到的参数，因为 bind 可能有如下写法：

    f.bind(obj, 2)(2)
// or
f.bind(obj)(2, 2)

    修改代码：

    Function.prototype.myBind = function(ctx, ...argv1) {
    return (...argv2) => {
        return this.call(ctx, ...argv1, ...argv2)
    }
}

    20190307225732.png

    另外补充一点，bind 后的函数还有可能会被使用 new 操作符创建对象。因此 this 理应被忽略但传入的参数却正常传入。

    举个例子：

    obj = {
    name: 'inner' // 首先定义一个包含 name 属性的对象
}
function foo(fname, lname) { // 然后定义一个函数
    this.fname = fname
    console.log(fname, this.name, lname) // 打印 name 属性
}
foo.prototype.age = 12

    然后我们使用 bind 创建一个新的函数并用 new 调用返回新的对象：

    boundf = foo.bind(obj, 'oli', 'young')
newObj = new boundf()

    20190311095410.png

    看图片得知，尽管我们定义了 obj.name 并且使用了 bind 方法绑定 this 但因使用了 new 操作符 this 被重新绑定在了 newObj 上。因此打印出来的 this.name 就是 undefined 了

    因此我们还要继续修改我们的 myBind 方法：

    Function.prototype.myBind = function (ctx, ...argv1) {
    let _this = this
    let boundFunc = function (...argv2) { // 这里不能写成箭头函数了，因为要使用 new 操作符会报错
        return _this.call(this instanceof boundFunc ? this : ctx, ...argv1, ...argv2) // 检查 this 是否为 boundFunc 的实例
    }
    return boundFunc
}

    然后我们使用看看效果如何：

    20190311100213.png

    this 指向问题解决了但 newObj 实例并未继承到绑定函数原型中的值，因此还要解决这个问题，那么我们直接修改代码增加一个 prototype 的连接：

    Function.prototype.myBind = function (ctx, ...argv1) {
    let _this = this
    let boundFunc = function (...argv2) {
        return _this.call(this instanceof boundFunc ? this : ctx, ...argv1, ...argv2)
    }
    boundFunc.prototype = this.prototype // 连接 prototype 继承原型中的值
    return boundFunc
}

    20190311100453.png

    看起来不错，但还是有一个问题，尝试修改 boundf 的原型：

    20190311103407.png

    发现我们的 foo 中原型的值也被修改了，因为直接使用 = 操作符赋值，其实本质上还是原型的值，最后我们再修改一下，使用一个空的函数来重新 new 一个：

    Function.prototype.myBind = function (ctx, ...argv1) {
    let _this = this
    let temp = function() {} // 定义一个空的函数
    let boundFunc = function (...argv2) {
        return _this.call(this instanceof temp ? this : ctx, ...argv1, ...argv2)
    }
    temp.prototype = this.prototype // 继承绑定函数原型的值
    boundFunc.prototype = new temp() // 使用 new 操作符创建实例并赋值
    return boundFunc
}

    最后看下效果：

    20190311103534.png

    new 操作符

    最后我们再来实现一个 new 操作符名为 myNew

    new 操作符的原理是啥：

    • 生成新的对象
    • 绑定 prototype （既然是 new 一个实例，那么实例的 __proto__ 必然要与构造函数的 prototype 相连接）
    • 绑定 this
    • 返回这个新对象

    代码实现：

    function myNew(Constructor) { // 接收一个 Constructor 构造函数
    let newObj = {} // 创建一个新的对象
    newObj.__proto__ = Constructor.prototype // 绑定对象的 __proto__ 到构造函数的 prototype
    Constructor.call(newObj) // 修改 this 指向
    return newObj // 返回这个对象
}

    20190307232044.png

    然后考虑传入参数问题，继续修改代码：

    function myNew(Constructor, ...argv) { // 接收参数
    let newObj = {}
    newObj.__proto__ = Constructor.prototype
    Constructor.call(newObj, ...argv) // 传入参数
    return newObj
}

    20190307232419.png

    小结

    到此为止

    • this 指向问题
    • 如何修改 this
    • 如何使用原生 JS 实现 call apply bind 和 new 方法

    再遇到类似问题，基本常见的情况都能应付得来了

    （完）

    参考：

    javascript
    JS菌
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