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。
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网友评论
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”。
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。。。
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~
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?
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?
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?
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
代码中
bound.prototype = new fNOP();
应为 bound.prototype = new F();
吧
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。