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从一道面试题,到“我可能看了假源码”

从一道面试题,到“我可能看了假源码”

作者: LucasHC | 来源:发表于2017-02-20 17:01 被阅读3528次

今天想谈谈一道前端面试题,我做面试官的时候经常喜欢用它来考察面试者的基础是否扎实,以及逻辑、思维能力和临场表现,题目是:“模拟实现ES5中原生bind函数”。
也许这道题目已经不再新鲜,部分读者也会有思路来解答。社区上关于原生bind的研究也很多,比如用它来实现函数“颗粒化(currying)”,
或者“反颗粒化(uncurrying)”。
但是,我确信有很多细节是您注意不到的,也是社区上关于这个话题普遍缺失的。
这篇文章面向有较牢固JS基础的读者,会从最基本的理解入手,一直到分析ES5-shim实现bind源码,相信不同程度的读者都能有所收获。
也欢迎大家与我讨论。

bind函数究竟是什么?

在开启我们的探索之前,有必要先明确一下bind到底实现了什么:
1)简单粗暴地来说,bind是用于绑定this指向的。(如果你还不了解JS中this的指向问题,以及执行环境上下文的奥秘,这篇文章暂时就不太适合阅读)。

2)bind使用语法:

fun.bind(thisArg[, arg1[, arg2[, ...]]])

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,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。本文不打算科普基础,如果您还不清楚,请参考MDN内容

3)bind返回的绑定函数也能使用new操作符创建对象:这种行为就像把原函数当成构造器。提供的this值被忽略,同时调用时的参数被提供给模拟函数。

初级实现

了解了以上内容,我们来实现一个初级的bind函数Polyfill:

Function.prototype.bind = function (context) {
    var me = this;
    var argsArray = Array.prototype.slice.call(arguments);
    return function () {
        return me.apply(context, argsArray.slice(1))
    }
}

这是一般“表现良好”的面试者所能给我提供的答案,如果面试者能写到这里,我会给他60分。
我们先简要解读一下:
基本原理是使用apply进行模拟。函数体内的this,就是需要绑定this的实例函数,或者说是原函数。最后我们使用apply来进行参数(context)绑定,并返回。
同时,将第一个参数(context)以外的其他参数,作为提供给原函数的预设参数,这也是基本的“颗粒化(curring)”基础。

初级实现的加分项

上面的实现(包括后面的实现),其实是一个典型的“Monkey patching(猴子补丁)”,即“给内置对象扩展方法”。所以,如果面试者能进行一下“嗅探”,进行兼容处理,就是锦上添花了,我会给10分的附加分。

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    ...
}

颗粒化(curring)实现

上述的实现方式中,我们返回的参数列表里包含:atgsArray.slice(1),他的问题在于存在预置参数功能丢失的现象。
想象我们返回的绑定函数中,如果想实现预设传参(就像bind所实现的那样),就面临尴尬的局面。真正实现颗粒化的“完美方式”是:

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    var me = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    return function () {
        var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(innerArgs);
        return me.apply(context, finalArgs);
    }
}

如果面试者能够给出这样的答案,我内心独白会是“不错啊,貌似你就是我要找的那个TA~”。但是,我们注意在上边bind方法介绍的第三条提到:bind返回的函数如果作为构造函数,搭配new关键字出现的话,我们的绑定this就需要“被忽略”。

构造函数场景下的兼容

有了上边的讲解,不难理解需要兼容构造函数场景的实现:

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    var me = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    var F = function () {};
    F.prototype = this.prototype;
    var bound = function () {
        var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(innerArgs);
        return me.apply(this instanceof F ? this : context || this, finalArgs);
    }
    bound.prototype = new F();
    return bound;
}

如果面试者能够写成这样,我几乎要给满分,会帮忙联系HR谈薪酬了。当然,还可以做的更加严谨。

更严谨的做法

我们需要调用bind方法的一定要是一个函数,所以可以在函数体内做一个判断:

if (typeof this !== "function") {
  throw new TypeError("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");
}

做到所有这一切,我会很开心的给满分。其实MDN上有个自己实现的polyfill,就是如此实现的。
另外,《JavaScript Web Application》一书中对bind()的实现,也是如此。

故事貌似要画上休止符了——

一切还没完,高潮即将上演

如果你认为这样就完了,其实我会告诉你说,高潮才刚要上演。曾经的我也认为上述方法已经比较完美了,直到我看了es5-shim源码(已适当删减):

bind: function bind(that) {
    var target = this;
    if (!isCallable(target)) {
        throw new TypeError('Function.prototype.bind called on incompatible ' + target);
    }
    var args = array_slice.call(arguments, 1);
    var bound;
    var binder = function () {
        if (this instanceof bound) {
            var result = target.apply(
                this,
                array_concat.call(args, array_slice.call(arguments))
            );
            if ($Object(result) === result) {
                return result;
            }
            return this;
        } else {
            return target.apply(
                that,
                array_concat.call(args, array_slice.call(arguments))
            );
        }
    };
    var boundLength = max(0, target.length - args.length);
    var boundArgs = [];
    for (var i = 0; i < boundLength; i++) {
        array_push.call(boundArgs, '$' + i);
    }
    bound = Function('binder', 'return function (' + boundArgs.join(',') + '){ return binder.apply(this, arguments); }')(binder);

    if (target.prototype) {
        Empty.prototype = target.prototype;
        bound.prototype = new Empty();
        Empty.prototype = null;
    }
    return bound;
}

看到了这样的实现,心中的困惑太多,不禁觉得我看了“假源码”。但是仔细分析一下,剩下就是一个大写的 。。。服!
这里先留一个悬念,不进行源码分析。读者可以自己先研究一下。如果想看源码分析,点击这篇文章的后续-源码解读

总结

通过比对几版的polyfill实现,对于bind应该有了比较深刻的认识。作为这道面试题的考察点,肯定不是让面试者实现低版本浏览器的向下兼容,因为我们有了es5-shim,es5-sham处理兼容性问题,并且无脑兼容我也认为是历史的倒退。
回到这道题考查点上,他有效的考察了很重要的知识点:比如this的指向,JS的闭包,原型原型链功力,设计程序上的兼容考虑等等硬素质。
在前端技术快速发展迭代的今天,在“前端市场是否饱和”“前端求职火爆异常”“前端入门简单,钱多人傻”的浮躁环境下,对基础内功的修炼就显得尤为重要,这也是你在前端路上能走多远、走多久的关键。

PS:百度知识搜索部大前端继续招兵买马,有意向者火速联系。。。

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网友评论

  • 懒猫来:this instanceof F 改成 this instanceof bound 也可以吧。
  • 黄努努:前辈你好,我有一点疑问想向你咨询一下。
    Function.prototype.bind方法构造出来的函数是没有prototype属性。但是我们重写的bind方法为了兼容作为构造函数的情况,是有prototype的情况的。(即使不兼容也是有prototype,只是不一样)。
    原声bind返还的函数没有prototype,但是依然可以作为构造函数new出实例。而我们(本文)却通过指定prototype来兼容作为构造函数的情况,是否说明我们对 new 操作的理解还不到位呢?
    我也翻了一下MDN对new operator的解释,很可惜,并没有涉及到 bind返还函数作为构造函数的情况。实现的最关键一步也仅仅用了一个单词“inheriting”。
    5c35b022bb97:F.prototype = this.prototype;请问这里有什么特别的涵义呢?感觉如果没有这句赋值是不是也可以正常执行呢?
    Annnnnn:确实,原生的bind里面返回的函数不带有prototype属性,那么这个new出来的实例有什么意义呢
    LucasHC:@黄努努 非常棒的发现!
    你说的是有道理的。但是问题在于,我们如果要兼容NEW的情况,返回的函数存在prototype属性是无法避免的。至少据我所知,包括查到资料都是无法规避的。比如,你看看ES5-shim的源码,也存在这种情况。

    但是这种情况,可以理解“无伤大雅”,具体在工程上考量,那就视情况而定了。

    另外,不知道你知不知道“ ES6 为new命令引入了一个new.target属性”,这个属性能够判断函数的调用是否是new,还是正常调用。我们可以这样子去规避。

    问题在于,这是ES6的新特性,我们在写ES5 pollyfill,当然就不能这么用了。我尝试发现Babel对这个新特性的变异情况,目测也是无法正常编译的,你可以参考我写的测试:

    http://babeljs.io/repl/#?babili=false&evaluate=true&lineWrap=false&presets=env%2Ces2015%2Ces2015-loose%2Ces2016%2Ces2017%2Creact%2Cstage-0%2Cstage-1%2Cstage-2%2Cstage-3&targets=&browsers=&builtIns=false&experimental=false&loose=false&spec=false&code=function%20Person(name)%20%7B%20%20%0A%20%20%20%20if(new.target%20!%3D%3D%20undefined)%20%7B%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20this.name%20%3D%20name%3B%20%20%0A%20%20%20%20%7D%20else%20%7B%20%20%0A%20%20%20%20%20%20%20%20throw%20new%20Error('%20%E5%BF%85%E9%A1%BB%E4%BD%BF%E7%94%A8%20new%20%E7%94%9F%E6%88%90%E5%AE%9E%E4%BE%8B%20')%3B%20%20%0A%20%20%20%20%7D%20%20%0A%7D%20%20%0A&playground=true


    另外,如果你是学生有实习打算的话,欢迎联系我。。。
  • 黄努努:刚看完题时,下意识的以为不允许用call和apply...不知道这样做能不能实现
  • c924a13233c6:1. 好早之前也是看mdn,第一次见兼容构造函数,读几遍才捋明白。
    2. 最后一步兼容function length确实没见过,涨姿势了。想想Function.prototype.length至今使用次数应该是0。
    3. 动态函数创建那里,我记得语法是 new Function (),刚又去翻mdn,指明了用普通函数和构造函数的方式调用Function,效果一样。

    3点收获、感谢~
  • 30a263b80bbb:```js
    return me.apply(this instanceof F ? this : context || this, finalArgs);
    ```
    请问这个语句中的context || this的意图是什么哦? 为什么还要加一个context的判断,context为null或者undefined的话在me中都会指向全局,this的话有几种可能: 直接调用, 依旧是全局,如果有依附于某个上下文的话,啊哈!它是不是在绕我?
    LucasHC:@Lance_0b02 特定执行环境也包括作为对象方法调用情况。我就喜欢你这样善于思考的同学哈哈。BTW,有兴趣不嫌弃来百度工作给我发简历呀:yum:
    30a263b80bbb:@LucasHC 你所指的有特定的执行环境是不是就是,apply,call,bind这种绑定上下文,如果是的话,那么,我这个bind的方法本来就是绑定上下文的作用,你又来一个特定执行环境(当前),我有种感觉就是bind两次,这种场景常不常见哦,其实我想说的是,我怎么想也想不到还要去判断context取this, 我见识不广,还请多多指教!:stuck_out_tongue_winking_eye:
    LucasHC:@Lance_0b02 你这不把答案都自己说了吗。没用提供context的话,就提供一个函数体内自身的this做back up咯。存在的情况也就是你说的全局环境直接调用和有特定的执行环境。你理解的没错。
  • 2f0d61308013:```javascript
    Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    var me = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    var F = function () {};
    F.prototype = this.prototype;
    var bound = function () {
    var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
    var finalArgs = args.concat(innerArgs);
    return me.apply(this instanceof F ? this : context || this, finalArgs);
    }
    bound.prototype = new F();
    return bound;
    }
    ```
    这个方案里面有个地方不是很明白,请教一下:
    此处为什么要加一句`bound.prototype = new F();`? 按我的理解,在上面的`F.prototype = this.prototype;`这一句的时候,已经把bound.prototype指向了原函数的prototype,也就是说bound已经把原函数当成了构造器,为什么还要让bound指向原函数的实例?
    2f0d61308013:@LucasHC 搜嘎,是为了防止污染,明白了,O(∩_∩)O谢谢
    LucasHC:@水乙 因为作为构造函数使用时,您new的是bound而不会是F;bound.prototype = new F() 是将bound原型指向F()实例。不然你完全可以bound.prototype = this.prototype, F出现的意义就是防止bound.prototype = this.prototype 这样做法对this原型的污染。
  • JohnsonChe:我之前在惊鸿三世的博客下看到一段 写的“有问题的”绑定函数,还去segmentfault提了问题,最后看到楼主这篇文章,感触颇深,真的很精粹
    LucasHC:@JohnsonChe 很高兴能带给您思考和感触。:+1::+1:
  • 2b3fd90a0147:问一个问题 既然是构造函数 为什么要给构造函数去bind一下?

    按我的理解 构造函数内部已经改变了this的指向,在bind一下是不是多此一举; 如果不用new 那么那个函数就不是一个构造函数 。也就可以正常使用bind方法。

    这里没理清楚 能帮忙解答一下吗?
    2b3fd90a0147:这个例子很生动形象 明白了 多谢啦
    LucasHC:问的问题很可爱~
    首先,ES5带来的bind返回的函数可以作为构造函数,并且“使用new操作符创建对象:这种行为就像把原函数当成构造器。提供的this值被忽略。”

    但是你注意,我们的第一个版本实现,并不会模拟这样的事实。

    new操作符所做的,是隐式返回构造函数中的this,他最终指向了生成的对象实例。
    第一种实现中,
    new操作符+我们实现的bind返回函数,隐式的返回“我们实现的bind返回函数中的this”,而这个this,是不会指向生成的对象实例的。

    我给你写了一段代码,你可以试着跑一跑,就会明白其中的道理。

    function test (arg1) {
    this.arg1 = arg1;
    }

    var o1 = {
    key: 'value'
    }

    var testBind = test.bind(o1, 'testArg');

    var o2 = new testBind();

    o2.__proto__ === test.prototype; // true
    o2.arg1 //

    // 以上是正常实现bind,
    // bind返回的绑定函数也能使用new操作符创建对象:这种行为就像把原函数当成构造器。提供的this值被忽略。



    // 我们自己实现时,如果不兼容上面构造函数情况:
    Function.prototype.bindByUs = function (context) {
    var me = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    return function () {
    var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
    var finalArgs = args.concat(innerArgs);
    return me.apply(context, finalArgs);
    }
    }

    function test (arg1) {
    this.arg1 = arg1;
    }

    var o1 = {
    key: 'value'
    }


    var testBind = test.bindByUs(o1, 'testArg');

    var o2 = new testBind(); // false
    o2.arg1 // undefined
  • y小贤:## 构造函数场景下的兼容
    代码中
    bound.prototype = new fNOP();
    应为 bound.prototype = new F();

    而且这个兼容构造函数的实现其实并没有你说的这么好理解。
    LucasHC:@y小贤 仅限北京 sorry
    y小贤:@LucasHC ::angry: 广州招实习吗
    LucasHC:@y小贤 你说的对 谢谢纠正。兼容构造函数的确实不太好理解 需要读者自己去体会感悟 要求有较强的原型功底和对new深刻理解。我应该再讲得详细些。
  • JS大神:楼主有点装逼了,:sweat_smile:
    LucasHC:@山本57 嗯,装的太大了
  • 正凯:谢谢分享
    LucasHC:@正凯 以后经常会有分享 也欢迎一起讨论
  • small_a:怎么联系?招实习还是正式?
    LucasHC:@small_a 都招 houce@baidu.com

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