JavaScript中call、apply、bind实现原理详解

前言

众所周知 call、apply、bind 的作用都是‘改变’作用域，但是网上对这这‘改变’说得含糊其辞，并未做详细说明，‘改变’是直接替换作用域？谁替换谁？怎么产生效果？这些问题如果不理解清楚，就算看过手写实现，估计也记不长久

所以本文介绍了call、apply、bind的用法和他们各自的实现原理。

call

call() 方法使用一个指定的 this 值和单独给出的一个或多个参数来调用一个函数。

即：可以改变当前函数的this指向；还会让当前函数执行。

用法

function fun() {
  console.log(this.name, arguments)
}
let obj = { name: 'clying' }
fun.call(obj, 'deng', 'deng')
// clying [Arguments] { '0': 'deng', '1': 'deng' }

实现

call和apply的实现，都是使用将函数放到字面量obj的某个属性中，使函数中的this指向obj这个字面量对象。

简单的实现版本：

Function.prototype.mycall = function (context) {
  context = (context == null || context == undefined) ? window : new Object(context)
  context.fn = this
  context.fn()
  delete context.fn
}

给函数原型添加mycall方法，创建一个上下文对象context，如果传入的对象不存在时，将指向全局window。通过给context添加fn属性，context的fn引用调用该方法的函数fun，并执行fun。执行完成之后删除该属性fn。

当中需要先获取传入的参数，那它变成字符串数组。

执行方法使用的是eval函数，再通过eval计算字符串，并执行其中代码，返回计算结果。

升级版：

给call中传入参数。

Function.prototype.mycall = function (context) {
  context = (context == null || context == undefined) ? window : new Object(context)
  context.fn = this
  let arr = []
  for (let i = 1; i < arguments.length; i++) {
    arr.push('argument[' + i + ']') //  ["arguments[1]", "arguments[2]"]
  }
  let r = eval('context.fn(' + arr + ')') // 执行函数fun，并传入参数
  delete context.fn
  return r
}

此外，也可以通过解构的语法来实现call。

Function.prototype.mycall = function (context, ...args) {
  context = (context == null || context == undefined) ? window : new Object(context)
  context.fn = this
  context.fn(...args)
  delete context.fn
}

如果想要能够多次调用call方法，可以将context.fn(…args)保存到变量中，最后返回即可。

Function.prototype.mycall = function (context, ...args) {
  context = (context == null || context == undefined) ? window : new Object(context)
  context.fn = this
  let r = context.fn(...args)
  delete context.fn
  return r
}

apply

与call方法类似，call方法接收的是一个参数列表，而apply方法接收的是一个包含多个参数的数组。

用法

将函数中的this指向传入的第一个参数，第二个参数为数组。

function fun() {
  console.log(this.name, arguments);
}
let obj = {
  name: 'clying'
}
fun.apply(obj, [22, 1])
// clying Arguments(2) [22, 1]

实现

自己实现一个apply方法myapply。实现方法与call类似，不过在接收参数时，可以使用一个args作为传入的第二个参数。直接判断如果未传入第二个参数，直接执行函数；否则使用eval执行函数。

Function.prototype.myapply = function (context, args) {
 context = (context == null || context == undefined) ? window : new Object(context)
  context.fn = this
  if(!args) return context.fn()
  let r = eval('context.fn('+args+')')
  delete context.fn
  return r
}

bind

bind() 方法创建一个新的函数，不自动执行，需要手动调用bind() 。这个新函数的 this 被指定为 bind() 的第一个参数，而其余参数将作为新函数的参数，供调用时使用。

用法

将obj绑定到fun函数的this上，函数fun可以使用obj内部的属性，和传入的变量。

function fun() {
  console.log(this.name, arguments);
}
let obj = {
  name: 'clying'
}
let b = fun.bind(obj,2)
b(3)
// clying Arguments(2) [2, 3]

此外，bind方法绑定的函数还可以new一个实例，不过此时的this会发生改变。

升级版-使用原型属性用法：

function fun() {
  console.log(this.name, arguments);
}
let obj = {
  name: 'clying'
}
fun.prototype.age = 23
let b = fun.bind(obj, 3)
let instance = new b(4)
console.log(instance.age);
//undefined Arguments(2) [3, 4]
// 23

实现

基本版：

bind的实现可以基于call和apply的基础上实现。

因为bind不是立即执行的，所以可以通过返回一个函数，让用户手动执行。在返回函数中利用call或者apply传入指定的this对象和参数。

apply实现bind

Function.prototype.mybind = function (context) {
  let that = this
  let bindargs = Array.prototype.slice.call(arguments, 1)
  return function () {
    let args = Array.prototype.slice.call(arguments)
    return that.apply(context, bindargs.concat(args))
  }
}

利用apply方法，主要是在获取处理bind传入的参数，以及用户执行函数传入的参数。利用Array原型方法的slice方法，截取所需的参数。

在获取bind传入的参数时，需要从第二个参数开始截取，所以开始位置为1。

call实现bind

Function.prototype.mybind = function (context, ...args1) {
  let that = this
  return function (...args2) {
    return that.call(context, ...args1, ...args2)
  }
}

call实现直接将参数拼接call方法的后面即可。

升级版：

bind除了可以改变this指向、用户可以在bind后面传入参数也可以在用户执行时传入参数外。还可以让执行函数进行new操作。

当一个绑定函数是用来构建一个值的，原来提供的 this 就会被忽略。不过提供的参数列表仍然会插入到构造函数调用时的参数列表之前。

apply

Function.prototype.mybind = function (context) {
  let that = this
  let bindargs = Array.prototype.slice.call(arguments, 1)
  function fBind() {
    let args = Array.prototype.slice.call(arguments)
    // 如果使用的是new，那么this会指向fBind实例，this作为当前实例传入 不是的话，使用context上下文对象
    return that.apply(this instanceof fBind ? this : context, bindargs.concat(args))
  }
  return fBind
}

在使用new操作符时，注意的是需要改变this的指向问题，如果是new，那么this指向的是实例，不使用new则指向bind当前传入的第一个参数。

此外，还牵扯到原函数可以添加自身方法属性。如果想要能够使用fun自身的原型方法还需要使用fBind.prototype = this.prototype，实现原型共用。但是对于引用类型属性值共享，不能在不改变其他实例情况下改变（一个原型方法或属性改变，所有引用的都会发生改变）。

Function.prototype.mybind = function (context) {
  let that = this
  let args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1)
  function fBind() { // 执行bind函数
    let bindargs = Array.prototype.slice.call(arguments)
    return that.apply(this instanceof fBind ? this : context, args.concat(bindargs))
  }
  function Fn(){} // 两个类的原型并未公用，而是通过原型链的方式找到该原型方法
  Fn.prototype = this.prototype
  fBind.prototype = new Fn()
  return fBind
}

对于上述情况，可以使用一个函数中间件的形式，利用原型链去找到原函数原型方法或属性。

call

call与apply的差别只是处理参数的不同，其他均类似。

Function.prototype.mybind = function (context, ...args1) {
  let that = this
  function fBind(...args2) {
    return that.call(this instanceof fBind ? this : context, ...args1, ...args2)
  }
  function Fn() { }
  Fn.prototype = this.prototype
  fBind.prototype = new Fn()
  return fBind
}