【转载】深入解析 ES6:箭头函数

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特别声明,本文转载@bubkoo的《深入解析 ES6:箭头函数》,如需转载,烦请注明出处:http://bubkoo.com/2015/06/28/es6-in-depth-arrow-functions/

从一开始箭头就是 JavaScript 的一部分,在第一个 JavaScript 中就建议将内联的脚本代码包裹在 HTML 的注释中,这可以防止那些不支持 JavaScript 的浏览器错误滴将你的代码显示为明文。你也许写过下面这样的代码:

<script language="javascript">
<!--
    document.bgColor = "brown";  // red
// -->
</script>

古老的浏览器将看到两个不被支持的标签和一段注释,只有支持 JavaScript 的新浏览器才会将其解析为 JavaScript 代码。

为了支持这个古怪的特性,浏览器的 JavaScript 引擎把 <!-- 作为一个单行注释的开始,这不是开玩笑的,这一直都是这门语言的一部分,并且至今还能用,不仅仅在 <script> 标签内的首行,而是在 JavaScript 代码的任何部位都可用,它甚至还能在 Node 中使用。

凑巧的是,这种风格的注释在 ES6 中首次被标准化。但这并不是我们将谈论的箭头。

--> 也表示一个单行注释,与 HTML 不同的是,在 HTML 中,--> 之前的部分是注释内容,而在 JavaScript 中,在 --> 之后的行才是注释。

只有当 --> 出现在一行的开始时,才表示该箭头是一个注释,因为在其他情况下,--> 是一个操作符(goes to)。

function countdown(n) {
    while (n-->0)  // "n goes to zero"
        alert(n);
    blastoff();
}

上面代码是真实能运行的。循环运行直到 n0,这并不是 ES6 的新特性,但结合我们熟悉的特性,这具有很强的误导性。你能搞明白上面代码的运行情况吗?你可以在 Stack Overflow 上找到相应的解答。

当然还有一个箭头,那就是小于等于操作符<=,也许你还可以找到使用箭头的地方,但我们还是停下来,看一个我们从没见过的箭头:

  • <!-- 单行注释
  • --> goes to 操作符
  • <= 小于等于操作符
  • => ???

那么,=> 表示什么呢?这就是本文将讨论的话题。

首先,我们来谈谈函数。

无处不在的函数表达式

JavaScript 一个有趣的特点是,任何时候你需要一个函数,你可以很方便地创建它们。

例如,为一个按钮绑定点击事件:

$("#confetti-btn").click(

jQuery 的 .click() 方法需要一个函数作为参数,我们可以很方便地就地创建一个函数:

$("#confetti-btn").click(function (event) {
    playTrumpet();
    fireConfettiCannon();
});

现在对我们来说,编写这样的代码是最自然的事了。但是在 JavaScript 流行起来之前,这种风格的代码看起来还是有些奇怪,因为在其他语言中都没有这样的特性。在 1958 年,Lisp 就有了函数表达式,也叫 lambda 函数,而在存在多年的 C++、Python、C# 和 Java 中没有该特性。

现在,这四门语言都有了 lambda 表达式,而且新出现的语言都普遍内置了 lambda 表达式。如今 JavaScript 也支持该特性了,这必须感谢那些重度依赖 lambda 表达式的库的开发者,这推动了该特性被广泛采纳。

与其他几门语言相比,JavaScript 的语法略显冗长:

// A very simple function in six languages.
function (a) { return a > 0; } // JS
[](int a) { return a > 0; }  // C++
(lambda (a) (> a 0))  ;; Lisp
lambda a: a > 0  # Python
a => a > 0  // C#
a -> a > 0  // Java

箭头函数

ES6 引入了一种新的语法来编写函数:

// ES5
var selected = allJobs.filter(function (job) {
  return job.isSelected();
});

// ES6
var selected = allJobs.filter(job => job.isSelected());

当你需要只有一个参数的函数,箭头函数的语法可以简化为 Identifier => Expression,直接省略了 functionreturn 关键字,连括号和结尾的分号也同时省略了。

编写一个有多个(或没有参数,或 Rest 参数和参数默认值,或解构参数)参数的函数,你需要用括号将参数括起来:

// ES5
var total = values.reduce(function (a, b) {
    return a + b;
}, 0);

// ES6
var total = values.reduce((a, b) => a + b, 0);

箭头函数还可以与一些工具函数库完美地配合使用,比如 Underscore.jsImmutable,事实上,Immutable 文档中的例子全部都是使用 ES6 编写,其中有很多已经使用到了箭头函数。 函数体除了使用一个表达式外,箭头函数还可以包含一个语句块,回忆之前我们提到过的例子:

// ES5
$("#confetti-btn").click(function (event) {
    playTrumpet();
    fireConfettiCannon();
});

下面是采用箭头函数的写法:

// ES6
$("#confetti-btn").click(event => {
    playTrumpet();
    fireConfettiCannon();
});

需要注意的是,使用语句块的箭头函数不会自动返回一个值,必须显式地使用 return 来返回一个值。 还有一个忠告,当使用箭头函数来返回一个对象时,始终使用括号将返回的对象括起来:

// create a new empty object for each puppy to play with
var chewToys = puppies.map(puppy => {});   // BUG!
var chewToys = puppies.map(puppy => ({})); // ok

因为空对象 {} 与空语句块 {} 看上去一模一样,ES6 将始终把紧跟在 => 后面的 { 当作语句块的开始,而不是一个对象的开始,那么 puppy => {}就被解析为一个没有函数体的箭头函数,而且返回值为 undefined

this 关键字

箭头函数和普通函数有一个微妙的区别,那就是箭头函数没有它们自己的 this,箭头函数中的 this 值始终来自闭包所在的作用域。

开始实际例子前,我们一起来回顾一些知识点。

在 JavaScript 中 this 是如何工作的?它的值来自哪里?这里有一个简短的回答。如果这个问题对你来说非常简单,说明你已经有一定的实践经验了。

之所以这个问题被频繁地提出,是因为函数都是自动判断其 this 值,而不管你是否使用到了 this 的值。你是否也写过下面这样的 hack 代码:

{
    ...
    addAll: function addAll(pieces) {
        var self = this;
        _.each(pieces, function (piece) {
            self.add(piece);
        });
    },
    ...
}

内部函数仅仅是为了调用外部对象中的 .add(piece) 方法,但内部函数并没有继承外部函数的 this,在内部函数中,this 的值可能是 windowundeinfed。这里使用了 self这个临时变量来将外部函数中的 this 值传递到内部函数中(也可以使用 .bind(this)的方式,但两个方式都不是特别漂亮)。

在 ES6 中,如果你遵循以下规则,那么你就再也不会写出上面的 hack 代码了:

  • 调用对象的方法时,使用 object.method() 语法,这样将通过调用者为这些方法提供一个有意义的 this
  • 其他情况请使用箭头函数

// ES6
{
    ...
    addAll: function addAll(pieces) {
        _.each(pieces, piece => this.add(piece));
    },
    ...
}

在上面的 ES6 实现中,addAll 方法将通过调用者获取到 this 的值,内部函数中使用了箭头函数,所以将从闭包区域继承 this 的值。

ES6 还提供了一种更简短的方式来书写对象字面量中的方法,以上代码可以简化为:

// ES6 with method syntax
{
    ...
    addAll(pieces) {
        _.each(pieces, piece => this.add(piece));
    },
    ...
}

箭头函数与普通函数还有一个区别,那就是箭头函数中不能使用 arguments 对象。当然,你可以使用 rest 参数和参数默认值。

使用箭头来刺穿计算机的黑暗心脏

我们已经讨论了箭头函数的实际用途,这里还有一点我想谈谈:ES6 的箭头函数可以作为一个学习工具,来探索计算机世界中一些深层次的东西。本节的东西不一定实用,你可以自己决定是否跳过本节。

在 1936 年,阿隆佐·邱奇(Alonzo Church)和阿兰·图灵(Alan Turing)开始独立研发强大的计算机模型。图灵称他的模型为 a-machines,但人们都称其为图灵机。邱奇编写了一种函数机制,他的模型被称为 λ 表达式(λ 是小写希腊字母 lambda),这是 Lisp 使用 LAMBDA 来表示函数的原因,同时也是为什么我们今天将函数表达式称为 “lambda” 表达式的原因。

但 λ 表达式是什么呢?“计算模型”又是什么意思呢?

这很难用简单几句话就表达清楚,但我尽力:λ 表达式是最早的编程语言之一,但这并不是 λ 表达式的设计初衷,毕竟一个程序语言不会延续十年或二十年,但 λ 表达式是一个非常简单、纯粹并符合数学思想的语言,可以表达任何形式的计算。邱奇希望通过该模型来证明计算相关的一切事情。

他发现,在他的模型中只需要一个东西:function

想象一下该机制是多么强大,不需要对象、数组、数字,不需要 if 语句和 while 循环,不需要分号、赋值语句、逻辑操作符和事件循环,只使用函数就可以实现 JavaScript 中的任何运算。

下面是使用 λ 表达式实现的一个排序程序:

fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v)))

等价的 JavaScript 函数是:

var fix = f => (x => f(v => x(x)(v)))
               (x => f(v => x(x)(v)));

也就是说,JavaScript 包含了一个 λ 表达式的运行时实例,λ 表达式存在于 JavaScript 内部。

关于邱奇以及之后的研究者与 λ 表达式之间的故事,以及 λ 表达式如何悄然成为每种编程语言中的主要实现的故事,已经超出了本文的范围。但如果你对计算机基础科学感兴趣,或者你只想了解如何在一门语言中只使用函数来实现循环和递归,你可以在某个下雨的下午研究一下 Church numeralsfixed-point combinators,并在 Firefox 的控制台或 Scratchpad 中实践一下。有了 ES6 中的箭头函数的优势,JavaScript 可以称为探索 λ 表达式最好的语言。

兼容性

早在 2013 年,原文作者就在 Firefox 中实现了箭头函数,Mooij 使其运行得更加快,还要感谢 Tooru Fujisawa 和 ziyunfei 的补丁。

微软的 Edge 的预览版中也已经实现了箭头函数,若果你现在就想在 Web 开发中使用箭头函数,你可以借助 Babel, TraceurTypeScript

下周我们将讨论一个比较陌生的特性,我们将看到 typeof x 将返回一个从未见过的值。Air Jordan XXXI 31 Shoes

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