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「前端面试题系列4」this的原理以及用法

这是前端面试题系列的第 4 篇,你可能错过了前面的篇章,可以在这里找到:

在前端的面试中,经常会问到有关 this 的指向问题。最近,朋友Z 向我求助说,他一看到 this 的题目就犯难,搞不清楚 this 究竟指向了谁。我为他做了解答,并整理成了这篇文章,希望能帮到有需要的同学。

一道面试题

朋友Z 给我看了这样一道题:

var length = 10;

function fn () {
    console.log(this.length);
}
 
var obj = {
    length: 5,
    method: function (fn) {
        fn();
        arguments[0]();
    }
};
 
obj.method(fn, 1);
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问:浏览器的输出结果是什么?

它的答案是:先输出一个 10,然后输出一个 2

让我们来解析一下原因:

  • 在我们这道题中,虽然 fn 作为 method 的参数传了进来,但它的调用者并不受影响,任然是 window,所以输出了 10。
  • arguments[0]();这条语句并不常见,可能大家有疑惑的点在这里。 其实,arguments 是一种特殊的对象。在函数中,我们无需指出参数名,就能访问。可以认为它是一种,隐式的传参形式
  • 当执行 arguments0; 时,其实调用了 fn()。而这时,fn 函数中 this 就指向了 arguments,这个特殊的对象。obj.method 方法接收了 2 个参数,所以 arguments 的 length,很显然就是 2 了。

文字版解析看得不是很明白的同学,可以看下面这段带注释版的:

var length = 10;

function fn () {
    // 这里可以多打印一行 this,来看清每一步的指向
    // console.log(this);
    console.log(this.length);
}
 
var obj = {
    length: 5,
    method: function (fn) {
        // 大家可以试着,把 function 里的参数 fn 去掉,
        // 并不影响 fn 的调用者,还是 window
        fn();
        // arguments 有 2 个参数,fn 和 1,
        // 当执行 arguments[0]() 等价于调用 fn(),
        // arguments是一种特殊的对象,在这里作为 fn 的调用者
        arguments[0]();
    }
};
 
obj.method(fn, 1);
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改造一下

再来,不少同学对 this 的指向感到疑惑,是因为 this 并没有指向我们预期的那个对象。

就像这道题,从语义上来看,我们期望 fn() 输出的是 obj 自己的 length,也就是 5,而不是 10。那么如果要得到 5 的结果,我们该如何修改这段代码呢?

其实只要多做一步处理就好。就是让 this 指向 obj 自己。这里,我们可以用 call 来改变 this 的指向,像下面这样:

var length = 10;

function fn () {
    console.log(this.length);
}

var obj = {
    length: 5,
    method: function (fn) {
        // 在这里用call 将 this 指向 obj 自己
        fn.call(this);
    }
};
 
obj.method(fn);
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输出的结果就是 5 了,搞定。

看吧,this 也没那么复杂吧,我们只需要一些简单的操作,就能控制 this 的指向了。那么,问题来了,为什么有时候 this 会失控呢?

其实,这与 this 机制背后的原理有关。不过别急,让我们从理解 this 的基本概念开始,先来看看 this 到底是什么?

this 是什么?

this 是 JavaScript 中的一个关键字。它通常被运用于函数体内,依赖于函数调用的上下文条件,与函数被调用的方式有关。它指向谁,则完全是由函数被调用的调用点来决定的。

所以,this,是在运行时绑定的,而与编写时的绑定无关。随着函数使用场合的不同,this 的值也会发生变化。但是有一个总的原则:那就是this 总会指向,调用函数的那个对象

为什么要用this?

从概念上理解起来,似乎有点费劲。那我们为什么还要使用 this 呢?用了 this 会带来什么好处?

让我们先看下面这个例子:

function identify() {
    return this.name.toUpperCase();
}

var me = {
    name: "Kyle"
};

var you = {
    name: "Reader"
};

identify.call( me ); // KYLE
identify.call( you ); // READER
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一开始我们可能太不明白为何这样输出。那不如先换个思路,与使用 this 相反,我们可以明确地将环境对象,传递给 identify()。像这样:

function identify(context) {
    return context.name.toUpperCase();
}
identify( you ); // READER
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在这个简单的例子中,结果是一样的。我们可以把环境对象直接传入函数,这样看来比较直观。但是,当模式越发复杂时,将执行环境作为一个明确的参数传递给函数,就会显得非常混乱了

而 this 机制,可以提供一种更优雅的方式,来隐含地“传递”一个对象的引用,这会使得 API 的设计更加地干净,复用也会变得容易。

this 的原理

明白了 this 的概念之后,不经让我好奇,为何 this 指向的就是函数运的执行环境呢?

之前,看到了 阮老师 的一篇文章,十分透彻地分析了 this 的原理。我根据自己的理解,整理如下。

很多教科书会告诉你,this 指的是函数运行时所在的环境。但是,为什么会这样?也就是说,函数的运行环境到底是怎么决定的?

理解 this 的原理,有助于帮我们更好地理解它的用法。JavaScript 语言之所以有 this 的设计,跟内存里面的数据结构有关系

来看一个简单的示例:

var obj = { foo: 5 };
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上面的代码将一个对象赋值给变量 obj。JavaScript 引擎会先在内存里面,生成一个对象 { foo: 5 },然后把这个对象的内存地址赋值给变量 obj。

也就是说,变量 obj 其实只是一个地址。后面如果要读取 obj.foo,引擎先从 obj 拿到内存地址,然后再从该地址读出原始的对象,返回它的 foo 属性。

这样的结构很清晰,但如果属性的值是一个函数,又会怎么样呢?比如这样:

var obj = { foo: function () {} };
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这时,JavaScript 引擎会将函数单独保存在内存中,然后再将函数的地址赋值给 foo 属性的 value 属性。

可以看到,函数是一个单独的值(以地址形式赋值),所以才可以在不同的环境中执行。

又因为,JavaScript 允许在函数体内部,引用当前环境的其他变量。所以需要有一种机制,能够在函数体内部获得当前的运行环境(context)。所以,this就出现了,它的设计目的就是在函数体内部,指代函数当前的运行环境

this 的用法

在理解了 this 的原理之后,我们用下面的 5 种情况,来讨论 this 的用法。

1、纯粹的函数调用

这是函数的最通常用法,属于全局性调用,因此 this 就代表全局对象 window。

function test(){
    this.x = 1;
    console.log(this.x);
}
test(); // 1
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2、作为对象方法的调用

函数作为某个对象的方法调用,这时 this 就指这个上级对象。

function test(){
    console.log(this.x);
}
var o = {};
o.x = 1;
o.m = test;
o.m(); // 1
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3、作为构造函数调用

所谓构造函数,就是通过这个函数生成一个新对象(object)。这时,this 就指这个新对象。

function test(){
    this.x = 1;
}
var o = new test();
console.log(o.x); // 1
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4、apply调用

apply() 是函数对象的一个方法,它的作用是改变函数的调用对象,它的第一个参数就表示改变后的调用这个函数的对象。因此,this 指的就是这第一个参数。

var x = 0;
function test() {
    console.log(this.x);
}
var o = {};
o.x = 1;
o.m = test;
o.m.apply(); //0
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apply() 的参数为空时,默认调用全局对象。因此,这时的运行结果为 0,证明 this 指的是全局对象。

它与上文中提到的 call 的作用是一样的,只是写法上略有区别。由于篇幅原因,我会另启一篇,来详述它们的用法。

5、箭头函数

ES6 中的箭头函数,在大部分情况下,使得 this 的指向,变得符合我们的预期。但有些时候,它也不是万能的,一不小心的话,this 同样会失控。

因为篇幅内容较多,我会另写一篇文章来介绍。

另一道面试题

最后,让我们来巩固一下 this 的概念和用法。来看一道面试题:

window.val = 1;
 
var obj = {
    val: 2,
    dbl: function () {
        this.val *= 2; 
        val *= 2;
        console.log('val:', val);
        console.log('this.val:', this.val);
    }
};

 // 说出下面的输出结果
 obj.dbl();
 var func = obj.dbl;
 func();
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答案是输出:2 、 4 、 8 、 8

解析:

  • 执行 obj.dbl(); 时, this.val 的 this 指向 obj,而下一行的 val 指向 window。所以,由 window.val 输出 2,obj.val 输出 4 。
  • 最后一行 func(); 的调用者是 window。 所以,现在的 this.val 的 this 指向 window。
  • 别忘了刚才的运算结果,window.val 已经是 2 了,所以现在 this.val *= 2; 的执行结果就是 4。
  • val *= 2; 的执行结果,就是 8 了。 所以,最终的结果就是输出 8 和 8 。

同样的,下面是带注释版的代码:

window.val = 1;
 
var obj = {
    val: 2,
    dbl: function () {
        // 第一次的 this 指向 obj。所以,2 * 2 得 4。
        
        // 第二次的调用者变为了 window。this.val 等价于 window.val,
        // 第一次运算之后,window.val 已经为 2 了, 再 * 2 得到的结果就为 4 了。
        this.val *= 2; 
        
        // 第一次的 val 的调用者是 window。1 * 2 得 2。
        
        // 第二次的 val 的调用者还是 window,
        // 执行到此处时,window.val 已经为 4 了,再 * 2 的结果就是 8 了。
        val *= 2;    
        
        // 第二次的调用者都是 window,所以两行打印的结果是一样的,都是8。
        console.log('val:', val);
        console.log('this.val:', this.val);
    }
};

 // 说出下面的输出结果
 obj.dbl();
 var func = obj.dbl;
 func();
复制代码

总结

this 指代了函数当前的运行环境,依赖于函数调用的上下文条件,在运行时才会进行绑定。请牢记总原则:this 总会指向,调用函数的那个对象

参考文献

更新

call 和 apply 具体用法的文章已更新,文末有彩蛋哦!!!详见《「干货」细说 call、apply 以及 bind 的区别和用法》 (2019-01-27)

PS:欢迎关注我的公众号 “超哥前端小栈”,交流更多的想法与技术。

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