面试官问:能否模拟实现JS的bind方法

Posted by 若川 on January 14, 2019

写在最前:

作者:罗小川 授权转载

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~~ 正文从这里开始

前言

用过React的同学都知道,经常会使用bind来绑定this

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import React, { Component } from 'react';
class TodoItem extends Component{
    constructor(props){
        super(props);
        this.handleClick = this.handleClick.bind(this);
    }
    handleClick(){
        console.log('handleClick');
    }
    render(){
        return  (
            <div onClick={this.handleClick}>点击</div>
        );
    };
}
export default TodoItem;

那么面试官可能会问是否想过new到底做了什么,怎么模拟实现呢。

附上之前写文章写过的一段话:已经有很多模拟实现bind的文章,为什么自己还要写一遍呢。学习就好比是座大山,人们沿着不同的路登山,分享着自己看到的风景。你不一定能看到别人看到的风景,体会到别人的心情。只有自己去登山,才能看到不一样的风景,体会才更加深刻。

先看一下bind是什么。从上面的React代码中,可以看出bind执行后是函数,并且每个函数都可以执行调用它。 眼见为实,耳听为虚。读者可以在控制台一步步点开例子1中的obj:

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var obj = {};
console.log(obj);
console.log(typeof Function.prototype.bind); // function
console.log(typeof Function.prototype.bind());  // function
console.log(Function.prototype.bind.name);  // bind
console.log(Function.prototype.bind().name);  // bound

因此可以得出结论1:

1、bind是Functoin原型链中Function.prototype的一个属性,每个函数都可以调用它。
2、bind本身是一个函数名为bind的函数,返回值也是函数,函数名是bound 。(打出来就是bound加上一个空格)。 知道了bind是函数,就可以传参,而且返回值’bound ‘也是函数,也可以传参,就很容易写出例子2:

后文统一 bound 指原函数original bind之后返回的函数,便于说明。

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var obj = {
    name: '轩辕Rowboat',
};
function original(a, b){
    console.log(this.name);
    console.log([a, b]);
    return false;
}
var bound = original.bind(obj, 1);
var boundResult = bound(2); // '轩辕Rowboat', [1, 2]
console.log(boundResult); // false
console.log(original.bind.name); // 'bind'
console.log(original.bind.length); // 1
console.log(original.bind().length); // 2 返回original函数的形参个数
console.log(bound.name); // 'bound original'
console.log((function(){}).bind().name); // 'bound '
console.log((function(){}).bind().length); // 0

由此可以得出结论2:

1、调用bind的函数中的this指向bind()函数的第一个参数。

2、传给bind()的其他参数接收处理了,bind()之后返回的函数的参数也接收处理了,也就是说合并处理了。

3、并且bind()后的name为bound + 空格 + 调用bind的函数名。如果是匿名函数则是bound + 空格。

4、bind后的返回值函数,执行后返回值是原函数(original)的返回值。

5、bind函数形参(即函数的length)是1。bind后返回的bound函数形参不定,根据绑定的函数原函数(original)形参个数确定。

根据结论2:我们就可以简单模拟实现一个简版bindFn

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// 第一版 修改this指向,合并参数
Function.prototype.bindFn = function bind(thisArg){
    if(typeof this !== 'function'){
        throw new TypeError(this + 'must be a function');
    }
    // 存储函数本身
    var self = this;
    // 去除thisArg的其他参数 转成数组
    var args = [].slice.call(arguments, 1);
    var bound = function(){
        // bind返回的函数 的参数转成数组
        var boundArgs = [].slice.call(arguments);
        // apply修改this指向,把两个函数的参数合并传给self函数,并执行self函数,返回执行结果
        return self.apply(thisArg, args.concat(boundArgs));
    }
    return bound;
}
// 测试
var obj = {
    name: '轩辕Rowboat',
};
function original(a, b){
    console.log(this.name);
    console.log([a, b]);
}
var bound = original.bindFn(obj, 1);
bound(2); // '轩辕Rowboat', [1, 2]


如果面试官看到你答到这里,估计对你的印象60、70分应该是会有的。 但我们知道函数是可以用new来实例化的。那么bind()返回值函数会是什么表现呢。

接下来看例子3:
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var obj = {
    name: '轩辕Rowboat',
};
function original(a, b){
    console.log('this', this); // original {}
    console.log('typeof this', typeof this); // object
    this.name = b;
    console.log('name', this.name); // 2
    console.log('this', this);  // original {name: 2}
    console.log([a, b]); // 1, 2
}
var bound = original.bind(obj, 1);
var newBoundResult = new bound(2);
console.log(newBoundResult, 'newBoundResult'); // original {name: 2}

从例子3种可以看出this指向了new bound()生成的新对象。

可以分析得出结论3:

1、bind原先指向obj的失效了,其他参数有效。

2、new bound的返回值是以original原函数构造器生成的新对象。original原函数的this指向的就是这个新对象。

另外前不久写过一篇文章:面试官问:能否模拟实现JS的new操作符。简单摘要: new做了什么:

1.创建了一个全新的对象。
2.这个对象会被执行[[Prototype]](也就是__proto__)链接。
3.生成的新对象会绑定到函数调用的this。
4.通过new创建的每个对象将最终被[[Prototype]]链接到这个函数的prototype对象上。
5.如果函数没有返回对象类型Object(包含Functoin, Array, Date, RegExg, Error),那么new表达式中的函数调用会自动返回这个新的对象。

所以相当于new调用时,bind的返回值函数bound内部要模拟实现new实现的操作。 话不多说,直接上代码。

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// 第三版 实现new调用
Function.prototype.bindFn = function bind(thisArg){
    if(typeof this !== 'function'){
        throw new TypeError(this + ' must be a function');
    }
    // 存储调用bind的函数本身
    var self = this;
    // 去除thisArg的其他参数 转成数组
    var args = [].slice.call(arguments, 1);
    var bound = function(){
        // bind返回的函数 的参数转成数组
        var boundArgs = [].slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(boundArgs);
        // new 调用时,其实this instanceof bound判断也不是很准确。es6 new.target就是解决这一问题的。
        if(this instanceof bound){
            // 这里是实现上文描述的 new 的第 1, 2, 4 步
            // 1.创建一个全新的对象
            // 2.并且执行[[Prototype]]链接
            // 4.通过`new`创建的每个对象将最终被`[[Prototype]]`链接到这个函数的`prototype`对象上。
            // self可能是ES6的箭头函数,没有prototype,所以就没必要再指向做prototype操作。
            if(self.prototype){
                // ES5 提供的方案 Object.create()
                // bound.prototype = Object.create(self.prototype);
                // 但 既然是模拟ES5的bind,那浏览器也基本没有实现Object.create()
                // 所以采用 MDN ployfill方案 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Object/create
                function Empty(){}
                Empty.prototype = self.prototype;
                bound.prototype = new Empty();
            }
            // 这里是实现上文描述的 new 的第 3 步
            // 3.生成的新对象会绑定到函数调用的`this`。
            var result = self.apply(this, finalArgs);
            // 这里是实现上文描述的 new 的第 5 步
            // 5.如果函数没有返回对象类型`Object`(包含`Functoin`, `Array`, `Date`, `RegExg`, `Error`),
            // 那么`new`表达式中的函数调用会自动返回这个新的对象。
            var isObject = typeof result === 'object' && result !== null;
            var isFunction = typeof result === 'function';
            if(isObject || isFunction){
                return result;
            }
            return this;
        }
        else{
            // apply修改this指向,把两个函数的参数合并传给self函数,并执行self函数,返回执行结果
            return self.apply(thisArg, finalArgs);
        }
    };
    return bound;
}

面试官看到这样的实现代码,基本就是满分了,心里独白:这小伙子/小姑娘不错啊。不过可能还会问this instanceof bound不准确问题。 上文注释中提到this instanceof bound也不是很准确,ES6 new.target很好的解决这一问题,我们举个例子4:

instanceof 不准确,ES6 new.target很好的解决这一问题
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function Student(name){
    if(this instanceof Student){
        this.name = name;
        console.log('name', name);
    }
    else{
        throw new Error('必须通过new关键字来调用Student。');
    }
}
var student = new Student('轩辕');
var notAStudent = Student.call(student, 'Rowboat'); // 不抛出错误,且执行了。
console.log(student, 'student', notAStudent, 'notAStudent');

function Student2(name){
    if(typeof new.target !== 'undefined'){
        this.name = name;
        console.log('name', name);
    }
    else{
        throw new Error('必须通过new关键字来调用Student2。');
    }
}
var student2 = new Student2('轩辕');
var notAStudent2 = Student2.call(student2, 'Rowboat');
console.log(student2, 'student2', notAStudent2, 'notAStudent2'); // 抛出错误

细心的同学可能会发现了这版本的代码没有实现bind后的bound函数的nameMDN Function.name和lengthMDN Function.length。面试官可能也发现了这一点继续追问,如何实现,或者问是否看过es5-shim的源码实现L201-L335。如果不限ES版本。其实可以用ES5的Object.defineProperties来实现。

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Object.defineProperties(bound, {
    'length': {
        value: self.length,
    },
    'name': {
        value: 'bound ' + self.name,
    }
});

es5-shim的源码实现bind

直接附上源码(有删减注释和部分修改等)

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var $Array = Array;
var ArrayPrototype = $Array.prototype;
var $Object = Object;
var array_push = ArrayPrototype.push;
var array_slice = ArrayPrototype.slice;
var array_join = ArrayPrototype.join;
var array_concat = ArrayPrototype.concat;
var $Function = Function;
var FunctionPrototype = $Function.prototype;
var apply = FunctionPrototype.apply;
var max = Math.max;
// 简版 源码更复杂些。
var isCallable = function isCallable(value){
    if(typeof value !== 'function'){
        return false;
    }
    return true;
};
var Empty = function Empty() {};
// 源码是 defineProperties
// 源码是bind笔者改成bindFn便于测试
FunctionPrototype.bindFn = function bind(that) {
    var target = this;
    if (!isCallable(target)) {
        throw new TypeError('Function.prototype.bind called on incompatible ' + target);
    }
    var args = array_slice.call(arguments, 1);
    var bound;
    var binder = function () {
        if (this instanceof bound) {
            var result = apply.call(
                target,
                this,
                array_concat.call(args, array_slice.call(arguments))
            );
            if ($Object(result) === result) {
                return result;
            }
            return this;
        } else {
            return apply.call(
                target,
                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);
    }
    // 这里是Function构造方式生成形参length $1, $2, $3...
    bound = $Function('binder', 'return function (' + array_join.call(boundArgs, ',') + '){ return binder.apply(this, arguments); }')(binder);

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

你说出es5-shim源码bind实现,感慨这代码真是高效、严谨。面试官心里独白可能是:你就是我要找的人,薪酬福利你可以和HR去谈下。

最后总结一下

1、bind是Function原型链中的Function.prototype的一个属性,它是一个函数,修改this指向,合并参数传递给原函数,返回值是一个新的函数。

2、bind返回的函数可以通过new调用,这时提供的this的参数被忽略,指向了new生成的全新对象。内部模拟实现了new操作符。

3、es5-shim源码模拟实现bind时用Function实现了length。

事实上,平时其实很少需要使用自己实现的投入到生成环境中。但面试官通过这个面试题能考察很多知识。比如this指向,原型链,闭包,函数等知识,可以扩展很多。

读者发现有不妥或可改善之处,欢迎指出。另外觉得写得不错,可以点个赞,也是对笔者的一种支持。

文章中的例子和测试代码放在github中bind模拟实现 github。bind模拟实现 预览地址 F12看控制台输出,结合source面板查看效果更佳。

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// 最终版 删除注释 详细注释版请看上文
Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function bind(thisArg){
    if(typeof this !== 'function'){
        throw new TypeError(this + ' must be a function');
    }
    var self = this;
    var args = [].slice.call(arguments, 1);
    var bound = function(){
        var boundArgs = [].slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(boundArgs);
        if(this instanceof bound){
            if(self.prototype){
                function Empty(){}
                Empty.prototype = self.prototype;
                bound.prototype = new Empty();
            }
            var result = self.apply(this, finalArgs);
            var isObject = typeof result === 'object' && result !== null;
            var isFunction = typeof result === 'function';
            if(isObject || isFunction){
                return result;
            }
            return this;
        }
        else{
            return self.apply(thisArg, finalArgs);
        }
    };
    return bound;
}

参考

关于

作者:常以轩辕Rowboat为名混迹于江湖。前端路上 | PPT爱好者 | 所知甚少,唯善学。 个人博客:https://lxchuan12.github.io/

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