函数绑定

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小牛编辑

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2023-12-01

当将对象方法作为回调进行传递，例如传递给 setTimeout，这儿会存在一个常见的问题：“丢失 this”。

在本章中，我们会学习如何去解决这个问题。

丢失 “this”

我们已经看到了丢失 this 的例子。一旦方法被传递到与对象分开的某个地方 —— this 就丢失。

下面是使用 setTimeout 时 this 是如何丢失的：

let user = {
  firstName: "John",
  sayHi() {
    alert(`Hello, ${this.firstName}!`);
  }
};

setTimeout(user.sayHi, 1000); // Hello, undefined!

正如我们所看到的，输出没有像 this.firstName 那样显示 “John”，而显示了 undefined！

这是因为 setTimeout 获取到了函数 user.sayHi，但它和对象分离开了。最后一行可以被重写为：

let f = user.sayHi;
setTimeout(f, 1000); // 丢失了 user 上下文

浏览器中的 setTimeout 方法有些特殊：它为函数调用设定了 this=window（对于 Node.js，this 则会变为计时器（timer）对象，但在这儿并不重要）。所以对于 this.firstName，它其实试图获取的是 window.firstName，这个变量并不存在。在其他类似的情况下，通常 this 会变为 undefined。

这个需求很典型 —— 我们想将一个对象方法传递到别的地方（这里 —— 传递到调度程序），然后在该位置调用它。如何确保在正确的上下文中调用它？

解决方案 1：包装器

最简单的解决方案是使用一个包装函数：

let user = {
  firstName: "John",
  sayHi() {
    alert(`Hello, ${this.firstName}!`);
  }
};

setTimeout(function() {
  user.sayHi(); // Hello, John!
}, 1000);

现在它可以正常工作了，因为它从外部词法环境中获取到了 user，就可以正常地调用方法了。

相同的功能，但是更简短：

setTimeout(() => user.sayHi(), 1000); // Hello, John!

看起来不错，但是我们的代码结构中出现了一个小漏洞。

如果在 setTimeout 触发之前（有一秒的延迟！）user 的值改变了怎么办？那么，突然间，它将调用错误的对象！

let user = {
  firstName: "John",
  sayHi() {
    alert(`Hello, ${this.firstName}!`);
  }
};

setTimeout(() => user.sayHi(), 1000);

// ……user 的值在不到 1 秒的时间内发生了改变
user = {
  sayHi() { alert("Another user in setTimeout!"); }
};

// Another user in setTimeout!

下一个解决方案保证了这样的事情不会发生。

解决方案 2：bind

函数提供了一个内建方法 bind，它可以绑定 this。

基本的语法是：

// 稍后将会有更复杂的语法
let boundFunc = func.bind(context);

func.bind(context) 的结果是一个特殊的类似于函数的“外来对象（exotic object）”，它可以像函数一样被调用，并且透明地（transparently）将调用传递给 func 并设定 this=context。

换句话说，boundFunc 调用就像绑定了 this 的 func。

举个例子，这里的 funcUser 将调用传递给了 func 同时 this=user：

let user = {
  firstName: "John"
};

function func() {
  alert(this.firstName);
}

let funcUser = func.bind(user);
funcUser(); // John

这里的 func.bind(user) 作为 func 的“绑定的（bound）变体”，绑定了 this=user。

所有的参数（arguments）都被“原样”传递给了初始的 func，例如：

let user = {
  firstName: "John"
};

function func(phrase) {
  alert(phrase + ', ' + this.firstName);
}

// 将 this 绑定到 user
let funcUser = func.bind(user);

funcUser("Hello"); // Hello, John（参数 "Hello" 被传递，并且 this=user）

现在我们来尝试一个对象方法：

let user = {
  firstName: "John",
  sayHi() {
    alert(`Hello, ${this.firstName}!`);
  }
};

let sayHi = user.sayHi.bind(user); // (*)

// 可以在没有对象（译注：与对象分离）的情况下运行它
sayHi(); // Hello, John!

setTimeout(sayHi, 1000); // Hello, John!

// 即使 user 的值在不到 1 秒内发生了改变
// sayHi 还是会使用预先绑定（pre-bound）的值，该值是对旧的 user 对象的引用
user = {
  sayHi() { alert("Another user in setTimeout!"); }
};

在 (*) 行，我们取了方法 user.sayHi 并将其绑定到 user。sayHi 是一个“绑定后（bound）”的方法，它可以被单独调用，也可以被传递给 setTimeout —— 都没关系，函数上下文都会是正确的。

这里我们能够看到参数（arguments）都被“原样”传递了，只是 this 被 bind 绑定了：

let user = {
  firstName: "John",
  say(phrase) {
    alert(`${phrase}, ${this.firstName}!`);
  }
};

let say = user.say.bind(user);

say("Hello"); // Hello, John（参数 "Hello" 被传递给了 say）
say("Bye"); // Bye, John（参数 "Bye" 被传递给了 say）

便捷方法：bindAll

如果一个对象有很多方法，并且我们都打算将它们都传递出去，那么我们可以在一个循环中完成所有方法的绑定：

for (let key in user) {
  if (typeof user[key] == 'function') {
    user[key] = user[key].bind(user);
  }
}

JavaScript 库还提供了方便批量绑定的函数，例如 lodash 中的 _.bindAll(object, methodNames)。

偏函数（Partial functions）

到现在为止，我们只在谈论绑定 this。让我们再深入一步。

我们不仅可以绑定 this，还可以绑定参数（arguments）。虽然很少这么做，但有时它可以派上用场。

bind 的完整语法如下：

let bound = func.bind(context, [arg1], [arg2], ...);

它允许将上下文绑定为 this，以及绑定函数的起始参数。

例如，我们有一个乘法函数 mul(a, b)：

function mul(a, b) {
  return a * b;
}

让我们使用 bind 在该函数基础上创建一个 double 函数：

function mul(a, b) {
  return a * b;
}

let double = mul.bind(null, 2);

alert( double(3) ); // = mul(2, 3) = 6
alert( double(4) ); // = mul(2, 4) = 8
alert( double(5) ); // = mul(2, 5) = 10

对 mul.bind(null, 2) 的调用创建了一个新函数 double，它将调用传递到 mul，将 null 绑定为上下文，并将 2 绑定为第一个参数。并且，参数（arguments）均被“原样”传递。

它被称为偏函数应用程序（partial function application） —— 我们通过绑定先有函数的一些参数来创建一个新函数。

请注意，这里我们实际上没有用到 this。但是 bind 需要它，所以我们必须传入 null 之类的东西。

下面这段代码中的 triple 函数将值乘了三倍：

function mul(a, b) {
  return a * b;
}

let triple = mul.bind(null, 3);

alert( triple(3) ); // = mul(3, 3) = 9
alert( triple(4) ); // = mul(3, 4) = 12
alert( triple(5) ); // = mul(3, 5) = 15

为什么我们通常会创建一个偏函数？

好处是我们可以创建一个具有可读性高的名字（double，triple）的独立函数。我们可以使用它，并且不必每次都提供一个参数，因为参数是被绑定了的。

另一方面，当我们有一个非常通用的函数，并希望有一个通用型更低的该函数的变体时，偏函数会非常有用。

例如，我们有一个函数 send(from, to, text)。然后，在一个 user 对象的内部，我们可能希望对它使用 send 的偏函数变体：从当前 user 发送 sendTo(to, text)。

在没有上下文情况下的 partial

当我们想绑定一些参数（arguments），但是这里没有上下文 this，应该怎么办？例如，对于一个对象方法。

原生的 bind 不允许这种情况。我们不可以省略上下文直接跳到参数（arguments）。

幸运的是，仅绑定参数（arguments）的函数 partial 比较容易实现。

像这样：

function partial(func, ...argsBound) {
  return function(...args) { // (*)
    return func.call(this, ...argsBound, ...args);
  }
}

// 用法：
let user = {
  firstName: "John",
  say(time, phrase) {
    alert(`[${time}] ${this.firstName}: ${phrase}!`);
  }
};

// 添加一个带有绑定时间的 partial 方法
user.sayNow = partial(user.say, new Date().getHours() + ':' + new Date().getMinutes());

user.sayNow("Hello");
// 类似于这样的一些内容：
// [10:00] John: Hello!

partial(func[, arg1, arg2...]) 调用的结果是一个包装器 (*)，它调用 func 并具有以下内容：

与它获得的函数具有相同的 this（对于 user.sayNow 调用来说，它是 user）
然后给它 ...argsBound —— 来自于 partial 调用的参数（"10:00"）
然后给它 ...args —— 给包装器的参数（"Hello"）

使用 spread 可以很容易实现这些操作，对吧？

此外，还有来自 lodash 库的现成的 _.partial 实现。

总结

方法 func.bind(context, ...args) 返回函数 func 的“绑定的（bound）变体”，它绑定了上下文 this 和第一个参数（如果给定了）。

通常我们应用 bind 来绑定对象方法的 this，这样我们就可以把它们传递到其他地方使用。例如，传递给 setTimeout。

当我们绑定一个现有的函数的某些参数时，绑定后的（不太通用的）函数被称为 partially applied 或 partial。

当我们不想一遍又一遍地重复相同的参数时，partial 非常有用。就像我们有一个 send(from, to) 函数，并且对于我们的任务来说，from 应该总是一样的，那么我们就可以搞一个 partial 并使用它。