前端面试手写代码——call、apply、bind

1 call、apply、bind 用法及对比

1.1 Function.prototype

三者都是Function原型上的方法，所有函数都能调用它们

Function.prototype.call
Function.prototype.apply
Function.prototype.bind

1.2 语法

fn代表一个函数

fn.call(thisArg, arg1, arg2, ...) // 接收参数列表
fn.apply(thisArg, argsArray) // apply 接收数组参数
fn.bind(thisArg, arg1, arg2, ...) // 接收参数列表

1.3 参数说明

thisArg：在 fn 运行时使用的 this 值

arg1,arg2,...：参数列表，传给 fn 使用的

argsArray：数组或类数组对象（比如Arguments对象），传给 fn 使用的

1.4 返回值

call、apply：同 fn 执行后的返回值

bind：返回一个原函数的拷贝，并拥有指定的 this 值和初始参数。并且返回的函数可以传参。

const f = fn.bind(obj, arg1, arg2, ...)
f(a, b, c, ...)
// 调用 f 相当于调用 fn.call(obj, ...args)
// args是调用bind传入的参数加上调用f传入的参数列表
// 即arg1,arg2...a,b,c...

1.5 作用

三个方法的作用相同：改变函数运行时的this值，可以实现函数的重用

1.6 用法举例

function fn(a, b) {
    console.log(this.myName);
}

const obj = {
    myName: '蜜瓜'
}

fn(1, 2)
// 输出：undefined
// 因为此时this指向全局对象，全局对象上没有myName属性

fn.call(obj, 1, 2)
fn.apply(obj, [1, 2])
// 输出：蜜瓜
// 此时this指向obj，所以可以读取到myName属性

const fn1 = fn.bind(obj, 1, 2)
fn1()
// 输出：蜜瓜
// 此时this指向obj，所以可以读取到myName属性

1.7 三个方法的对比

方法	功能	参数	是否立即执行
apply	改变函数运行时的this值	数组	是
call	改变函数运行时的this值	参数列表	是
bind	改变函数运行时的this值	参数列表	否。返回一个函数

1. apply和call会立即获得执行结果，而bind会返回一个已经指定this和参数的函数，需要手动调用此函数才会获得执行结果
2. apply和call唯一的区别就是参数形式不同
3. 只有apply的参数是数组，记忆方法：apply和数组array都是a开头

2 实现call、apply、bind

2.1 实现call

2.1.1 易混淆的变量指向

现在我们来实现call方法，命名为myCall

我们把它挂载到Function的原型上，让所有函数能调用这个方法

// 我们用剩余参数来接收参数列表
Function.prototype.myCall = function (thisArg, ...args) {
  console.log(this)
  console.log(thisArg)
}

首先要明白的是这个函数中this、thisArg分别指向什么

看看我们是怎么调用的：

fn.myCall(obj, arg1, arg2, ...)

所以，myCall中的this指向fn，thisArg指向obj（目标对象）

我们的目的是让fn运行时的this（注意这个this是fn中的）指向thisArg即目标对象

换句话说就是让fn成为obj这个对象的方法来运行（核心思路）

2.1.2 简易版call

我们根据上述核心思路可以写出一个简单版本的myCall

Function.prototype.myCall = function (thisArg, ...args) {
  // 给thisArg新增一个方法
  thisArg.f = this; // this就是fn
  // 运行这个方法，传入剩余参数
  let result = thisArg.f(...args);
  // 因为call方法的返回值同fn
  return result;
};

call方法的基本功能就完成了，但是显然存在问题：

1. 倘若有多个函数同时调用这个方法，并且目标对象相同，则存在目标对象的f属性被覆盖的可能

fn1.myCall(obj)
fn2.myCall(obj)

1. 目标对象上会永远存在这个属性f

解决方案：

1. ES6引入了一种新的原始数据类型Symbol，表示独一无二的值，最大的用法是用来定义对象的唯一属性名。
2. delete 操作符用于删除对象的某个属性

2.1.3 优化明显问题后的call

优化后的myCall：

Function.prototype.myCall = function (thisArg, ...args) {
  // 生成唯一属性名，解决覆盖的问题
  const prop = Symbol()
  // 注意这里不能用.
  thisArg[prop] = this;
  // 运行这个方法，传入剩余参数，同样不能用.
  let result = thisArg[prop](...args);
  // 运行完删除属性
  delete thisArg[prop]
  // 因为call方法的返回值同fn
  return result;
};

至此myCall方法的功能就相对完整了，但是还有一些细节需要补充

2.1.4 补充细节后的call

如果我们传入的thisArg（目标对象）是undefined或者null，我们就将其替换为指向全局对象（MDN文档就是这么描述的）

// 完整代码
Function.prototype.myCall = function (thisArg, ...args) {
  // 替换为全局对象：global或window
  thisArg = thisArg || global
  const prop = Symbol();
  thisArg[prop] = this;
  let result = thisArg[prop](...args);
  delete thisArg[prop];
  return result;
};

2.2 实现apply

apply和call实现思路一样，只是传参形式不同

// 把剩余参数改成接收一个数组
Function.prototype.myApply = function (thisArg, args) {
  thisArg = thisArg || global
  // 判断是否接收参数，若未接收参数，替换为[]
  args = args || []
  const prop = Symbol();
  thisArg[prop] = this;
  // 用...运算符展开传入
  let result = thisArg[prop](...args);
  delete thisArg[prop];
  return result;
};

2.3 实现bind

2.3.1 简易版bind

实现思路：bind会创建一个新的绑定函数，它包装了原函数对象，调用绑定函数会执行被包装的函数

前面已经实现了call和apply，我们可以选用其中一个来绑定this，然后再封装一层函数，就能得到一个简易版的方法：

Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  // this指向的是fn
  const self = this
  // 返回绑定函数
  return function() {
    // 包装了原函数对象
    return self.apply(thisArg, args)
  }
}

2.3.2 注意点

1. 注意apply的参数形式是数组，所以我们传入的是args而非...args

2. 为什么要在return前定义self来保存this？

   因为我们需要利用闭包将this（即fn）保存起来，使得myBind方法返回的函数在运行时的this值能够正确地指向fn

   具体解释如下：

// 如果不定义self
Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  return function() {
    return this.apply(thisArg, args)
  }
}
const f = fn.myBind(obj) // 返回一个函数
// 为了看得清楚，写成下面这种形式
// 其中thisArg、args保存在内存中，这是因为形成了闭包
const f = function() {
  return this.apply(thisArg, args)
}
// 现在我们调用f
// 会发现其this指向全局对象（window/global）
// 而非我们期望的fn
f()

2.3.3 让bind返回的函数（绑定函数）可以传参

前面说了bind返回的参数可以传参（见1.4），现在来对myBind进行改进：

Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  const self = this
  // 返回绑定函数，用剩余参数接收参数
  return function(...innerArgs) {
    // 合并两次传入的参数
    const finalArgs = [...args, ...innerArgs]
    return self.apply(thisArg, finalArgs)
  }
}

2.3.4 “new + 绑定函数”存在什么问题

MDN：绑定函数也可以使用 new 运算符构造，它会表现为目标函数已经被构建完毕了似的。提供的 this 值会被忽略，但前置参数仍会提供给模拟函数。

这是MDN文档中的描述，意思是绑定函数可以作为构造函数来创建实例，并且先前作为bind方法的第一个参数传入的目标对象thisArg失效，但是先前提供的参数依然有效。

先来看我们的myBind

绑定函数的内部：

// 绑定函数f
function(...innerArgs) {
  ...
  // 为了看得清楚，这里直接将self写成了fn
  return fn.apply(thisArg, finalArgs)
}

用new来创建f的实例：

const o = new f()

我们都知道（如果不知道看这篇：前端面试手写代码——模拟实现new运算符），new的过程中会执行构造函数的代码，即此处绑定函数f中的代码会被执行。

包括fn.apply(thisArg, finalArgs)这句代码，并且其中的thisArg仍然有效，这就不符合原生bind方法的描述了

2.3.5 绑定函数中怎么区分是否使用了new

如何解决：用new创建绑定函数的实例时，让先前传入的thisArg失效

事实上对于绑定函数f来说，执行时的this值并不确定。

1. 如果我们直接执行f，那么绑定函数中的this指向全局对象。

2. 如果我们用new来创建f的实例，那么f中的this指向新创建的实例。（这点如果不清楚看这篇：前端面试手写代码——模拟实现new运算符）

Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  const self = this
  return function(...innerArgs) {
    console.log(this) // 注意此处的this并不确定
    const finalArgs = [...args, ...innerArgs]
    return self.apply(thisArg, finalArgs)
  }
}
// 绑定函数
const f = fn.myBind(obj)
// 如果我们直接执行f，那么绑定函数中的this指向全局对象
f()
// 如果我们用new来创建f的实例，那么f中的this指向新创建的实例
const o = new f()

基于上述两种情况，我们可以修改myBind返回的绑定函数，在函数内对this值进行判断，从而区分是否使用了new运算符

对myBind进行如下更改：

Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  const self = this
  const bound = function(...innerArgs) {
    const finalArgs = [...args, ...innerArgs]
    const isNew = this instanceof bound // 以此来判断是否使用了new
    if (isNew) {

    }
    // 未使用new就跟原来一样返回
    return self.apply(thisArg, finalArgs)
  }
  return bound
}

2.3.6 补充完绑定函数内部操作

现在我们需要知道如果是new构造实例的情况应该进行哪些操作。

看看使用原生bind方法是什么结果：

const fn = function(a, b) {
  this.a = a
  this.b = b
}
const targetObj = {
  name: '蜜瓜'
}
// 绑定函数
const bound = fn.bind(targetObj, 1)
const o = new bound(2)
console.log(o); // fn { a: 1, b: 2 }
console.log(o.constructor); // [Function: fn]
console.log(o.__proto__ === fn.prototype); // true

可以看到，new bound()返回的是以fn为构造函数创建的实例。

根据这点可以补充完if (new) {}中的代码：

Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  const self = this
  const bound = function(...innerArgs) {
    const finalArgs = [...args, ...innerArgs]
    const isNew = this instanceof bound // 以此来判断是否使用了new
    if (isNew) {
      // 直接创建fn的实例
      return new self(...finalArgs)
    }
    // 未使用new就跟原来一样返回
    return self.apply(thisArg, finalArgs)
  }
  return bound
}
const bound = fn.myBind(targetObj, 1)
const o = new bound(2)

这样，const o = new bound(2)相当于const o = new self(...finalArgs)，因为构造函数如果显式返回一个对象，就会直接覆盖new过程中创建的对象（不知道的话可以看看这篇:前端面试手写代码——模拟实现new运算符)

2.3.7 完整代码

Function.prototype.myBind = function(thisArg, ...args) {
  const self = this
  const bound = function(...innerArgs) {
    const finalArgs = [...args, ...innerArgs]
    const isNew = this instanceof bound
    if (isNew) {
      return new self(...finalArgs)
    }
    return self.apply(thisArg, finalArgs)
  }
  return bound
}

事实上，这段代码仍存在和原生bind出入的地方，但是这里只是表达实现bind的一个整体思路，不必苛求完全一致

3 补充

1. apply、call方法还有一些细节我们没有实现：如果这个函数（fn）处于非严格模式下，则指定为 null 或 undefined 时会自动替换为指向全局对象，原始值会被包装（比如1会被包装类Number包装成对象）。
2. bind方法也是函数柯里化的一个应用，不熟悉柯里化的可以看看这篇内容：前端面试手写代码——JS函数柯里化

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