JavaScript进阶之模拟call,apply和bind

原文：https://zhehuaxuan.github.io/2019/02/26/JavaScript进阶之模拟call和apply/

作者：zhehuaxuan

目的

在JavaScript中有三种方式来改变this的作用域call，apply和bind。它们在前端开发中很有用。比如：继承，React的事件绑定等，本文先讲用法，再讲原理，最后自己模拟，旨在对这块内容有系统性掌握。

Function.prototype.call()

在MDN中对call()解释如下：
call()允许为不同的对象分配和调用属于一个对象的函数/方法。
也就是说：一个函数，只要调用call()方法，就可以把对象以参数传递给函数。

如果还是不明白，不急！我们先来写一个call()函数最简单的用法：

function source(){
    console.log(this.name); //打印 xuan
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.call(destination));

上述代码会打印出destination的name属性，也就是说source()函数通过调用call()，source()函数中的this<=>destination对应起来。类似于实现destination.source()的效果。

好，明白基本用法，再来看下面的例子：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.call(destination,18,"male"));//call本身没有返回任何值，故undefined

打印效果如下：

我们可以看到call()支持传参，而且是以arg1,arg2,...的形式传入。我们看到最后还还输出一个undefined，说明现在调用source.call(…args)没有返回值。

我们现在给source函数添加返回值：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //添加一个返回值对象
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.call(destination,18,"male"));

打印结果：

果不其然！call()函数的返回值就是source函数的返回值。
所以call()函数的作用总结如下：

1. 改变this的指向
2. 支持对函数传参
3. 调用call的函数返回什么，call返回什么。

模拟Function.prototype.call()

根据call()的作用，我们一步一步进行模拟。我们先把上面的部分代码摘抄下来：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //添加一个返回值对象
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};

现在只要实现一个函数call1()并使用下面方式

console.log(source.call1(destination));

如果得出的结果和call()函数一样，那就没问题了。

现在我们来模拟第一步：
改变this的指向。

假设我们destination的结构是这样的：

let destination = {
    name:"xuan",
    source:function(age,gender){
        console.log(this.name);
        console.log(age);
        console.log(gender);
        //添加一个返回值对象
        return {
            age:age,
            gender:gender,
            name:this.name
        }
    }
}

我们执行destination.source(18,"male");就可以在source()函数中把正确的结果打印出来并且返回我们想要的值。
现在我们的目的就是：给destination对象添加一个source属性，然后添加参数执行它。
我们定义如下：

Function.prototype.call1 = function(ctx){
    ctx.fn = this;   //ctx为destination   this指向source   那么就是destination.fn = source;
    ctx.fn(); // 执行函数
    delete ctx.fn;  //在删除这个属性
}
console.log(source.call1(destination,18,"male"));

打印效果如下：

我们发现this的指向已经改变了，但是我们传入的参数还没有处理。
第二步：
支持对函数传参。
我们使用ES6语法修改如下：

Function.prototype.call1 =function(ctx,...args){
    ctx.fn = this;
    ctx.fn(...args);
    delete ctx.fn;
}
console.log(source.call1(destination,18,"male"));

打印效果如下：

参数出现了。
第三步：
调用call的函数返回什么，call返回什么

我们再修改一下：

Function.prototype.call1 =function(ctx,...args){
    ctx.fn = this || window; //防止ctx为null的情况
    let res = ctx.fn(...args);
    delete ctx.fn;
    return res;
}
console.log(source.call1(destination,18,"male"));

打印效果如下：

现在我们实现了call的效果！

模拟Function.prototype.apply()

apply()函数的作用和call()函数一样，只是传参的方式不一样。apply的用法可以查看MDN，MDN这么说的：apply() 方法调用一个具有给定this值的函数，以及作为一个数组（或类似数组对象）提供的参数。

apply()函数的第二个参数是一个数组，数组是调用apply()的函数的参数。

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
console.log(source.apply(destination,[18,"male"]));

效果和call()是一样的。既然只是传参不一样，我们把模拟call()函数的代码稍微改改：

Function.prototype.apply1 =function(ctx,args){
    ctx.fn = this || window;
    args = args || [];
    let res = ctx.fn(...args);
    delete ctx.fn;
    return res;
}
console.log(source.apply1(destination,[18,'male']));

执行效果如下：

apply()函数的模拟完成。

Function.prototype.bind()

bind()的作用，我们引用MDN：
bind()方法会创建一个新函数。当这个新函数被调用时，bind() 的第一个参数将作为它运行时的 this对象，之后的一序列参数将会在传递的实参前传入作为它的参数。
我们看下述代码：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
var res = source.bind(destination,18,"male");
console.log(res());
console.log("==========================")
var res1 = source.bind(destination,18);
console.log(res1("male"));
console.log("==========================")
var res2 = source.bind(destination);
console.log(res2(18,"male"));

打印效果如下：

我们发现bind函数跟apply和call有两个区别：

1.bind返回的是函数，虽然也有call和apply的作用，但是需要在调用函数时生效 2.bind中也可以添加参数

注：bind还支持new语法，下面会展开。
我们先根据上述2点区别来模拟bind函数。

模拟Function.prototype.bind()

和模拟call一样，现摘抄下面的代码：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //添加一个返回值对象
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};

然后我们定义一个函数bind1，如果执行下面的代码能够返回和bind函数一样的值，就达到我们的目的。

var res = source.bind1(destination,18);
console.log(res("male"));

首先我们定义一个bind1函数，因为返回值是一个函数，所以我们可以这么写：

Function.prototype.bind1 = function(ctx,...args){
    var that = this;//外层的this通过闭包传入内部函数中
    return function(){
        //将外层函数的参数和内层函数的参数合并
        var all_args = [...args].concat([...arguments]);
        //apply改变ctx的指向
        return that.apply(ctx,all_args);
    }
}

打印效果如下：

这里我们利用闭包，把外层函数的ctx和参数args传到内层函数，再将内外传递的参数合并，然后使用apply()或call()函数，将其返回。

当我们调用res("male")时，因为外层ctx和args还是会存在内存当中，所以调用时，前面的ctx也就是source，args也就是18，再将传入的”male”跟18合并[18,'male']，执行source.apply(destination,[18,'male']);返回函数结果即可。bind()的模拟完成！

但是bind除了上述用法，还可以有如下用法：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //添加一个返回值对象
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
var res = source.bind(destination,18);
var person = new res("male");
console.log(person);

打印效果如下：

我们发现bind函数支持new关键字，调用的时候this的绑定失效了，那么new之后，this指向哪里呢？我们来试一下，代码如下：

function source(age,gender){
  console.log(this);
}
let destination = {
    name:"xuan"
};
var res = source.bind(destination,18);
console.log(new res("male"));
console.log(res("male"));

执行new的时候，我们发现虽然bind的第一个参数是destination，但是this是指向source的。

如上所示，不用new的话，this指向destination。

好，现在再来回顾一下我们的bind1实现：

Function.prototype.bind1 = function(ctx,...args){
    var that = this;
    return function(){
        //将外层函数的参数和内层函数的参数合并
        var all_args = [...args].concat([...arguments]);
        //因为ctx是外层的this指针，在外层我们使用一个变量that引用进来
        return that.apply(ctx,all_args);
    }
}

如果我们使用：

var res = source.bind(destination,18);
console.log(new res("male"));

如果执行上述代码，我们的ctx还是destination，也就是说这个时候下面的source函数中的ctx还是指向destination。而根据Function.prototype.bind的用法，这时this应该是指向source自身。

我们先把部分代码抄下来：

function source(age,gender){
    console.log(this.name);
    console.log(age);
    console.log(gender);
    //添加一个返回值对象
    return {
        age:age,
        gender:gender,
        name:this.name
    }
}
let destination = {
    name:"xuan"
};

我们改一下bind1函数：

Function.prototype.bind1 = function (ctx, ...args) {
    var that = this;//that肯定是source
    //定义了一个函数
    let f = function () {
        //将外层函数的参数和内层函数的参数合并
        var all_args = [...args].concat([...arguments]);
        //因为ctx是外层的this指针，在外层我们使用一个变量that引用进来
        var real_ctx = this instanceof f ? this : ctx;
        return that.apply(real_ctx, all_args);
    }
    //函数的原型指向source的原型，这样执行new f()的时候this就会通过原型链指向source
    f.prototype = this.prototype;
    //返回函数
    return f;
}

我们执行

var res = source.bind1(destination,18);
console.log(new res("male"));

效果如下：

已经达到我们的效果！

现在分析一下上述实现的代码：

//调用var res = source.bind1(destination,18)时的代码分析
Function.prototype.bind1 = function (ctx, ...args) {
    var that = this;//that肯定是source
    //定义了一个函数
    let f = function () {
       ... //内部先不管
    }
    //函数的原型指向source的原型，这样执行new f()的时候this就会指向一个新的对象，这个对象通过原型链指向source，这正是我们上面执行apply的时候需要传入的参数
    f.prototype = this.prototype;
    //返回函数
    return f;
}

f()函数的内部实现分析：

//new res("male")相当于运行new f("male")；下面进行函数的运行态分析
let f = function () {
     console.log(this);//这个时候打印this就是一个_proto_指向f.prototype的对象,因为f.prototype==>source.prototype，所以this._proto_==>source.prototype
     //将外层函数的参数和内层函数的参数合并
     var all_args = [...args].concat([...arguments]);
     //正常不用new的时候this指向当前调用处的this指针(在全局环境中执行，this就是window对象)；使用new的话这个this对象的原型链上有一个类型是f的原型对象。
    //那么判断一下，如果this instanceof f，那么real_ctx=this,否则real_ctx=ctx;
     var real_ctx = this instanceof f ? this : ctx;
    //现在把真正分配给source函数的对象传入
     return that.apply(real_ctx, all_args);
}

至此bind()函数的模拟实现完毕！如有不对之处，欢迎拍砖！您的宝贵意见是我写作的动力，谢谢大家。