最近群里有人发了下面这题:
实现一个函数,运算结果可以满足如下预期结果:
- add(1)(2) // 3
- add(1, 2, 3)(10) // 16
- add(1)(2)(3)(4)(5) // 15
对于一个好奇的切图仔来说,忍不住动手尝试了一下,看到题目首先想到的是会用到高阶函数以及 Array.prototype.reduce() 。
高阶函数 (Higher-order function):高阶函数的意思是它接收另一个函数作为参数。在 javascript 中,函数是一等公民,允许函数作为参数或者返回值传递。
得到了下面这个解法:
- function add() {
- var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
- return function() {
- var arg2 = Array.prototype.slice.call(arguments);
- return args.concat(arg2).reduce(function(a, b){
- return a + b;
- });
- }
- }
验证了一下,发现错了:
- add(1)(2) // 3
- add(1, 2)(3) // 6
- add(1)(2)(3) // Uncaught TypeError: add(...)(...) is not a function(…)
上面的解法,只有在 add()() 情形下是正确的。而当链式操作的参数多于两个或者少于两个的时候,无法返回结果。
而这个也是这题的一个难点所在, add() 的时候,如何既返回一个值又返回一个函数以供后续继续调用?
后来经过高人指点,通过重写函数的 valueOf 方法或者 toString 方法,可以得到其中一种解法:
- function add () {
- var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
- var fn = function () {
- var arg_fn = Array.prototype.slice.call(arguments);
- return add.apply(null, args.concat(arg_fn));
- }
- fn.valueOf = function () {
- return args.reduce(function(a, b) {
- return a + b;
- })
- }
- return fn;
- }
嗯?第一眼看到这个解法的时候,我是懵逼的。因为我感觉 fn.valueOf() 从头到尾都没有被调用过,但是验证了下结果:
- add(1) // 1
- add(1,2)(3) //6
- add(1)(2)(3)(4)(5) // 15
神奇的对了!那么玄机必然是在上面的 fn.valueOf = function() {} 内了。为何会是这样呢?这个方法是在函数的什么时刻执行的?且听我一步一步道来。
先来简单了解下这两个方法:
用 MDN 的话来说,valueOf() 方法返回指定对象的原始值。
JavaScript 调用 valueOf() 方法用来把对象转换成原始类型的值(数值、字符串和布尔值)。但是我们很少需要自己调用此函数,valueOf 方法一般都会被 JavaScript 自动调用。
记住上面这句话,下面我们会细说所谓的自动调用是什么意思。
toString() 方法返回一个表示该对象的字符串。
每个对象都有一个 toString() 方法,当对象被表示为文本值时或者当以期望字符串的方式引用对象时,该方法被自动调用。
这里先记住,valueOf() 和 toString() 在特定的场合下会自行调用。
好,铺垫一下,先了解下 javascript 的几种原始类型,除去 Object 和 Symbol,有如下几种原始类型:
在 JavaScript 进行对比或者各种运算的时候会把对象转换成这些类型,从而进行后续的操作,下面逐一说明:
在某个操作或者运算需要字符串而该对象又不是字符串的时候,会触发该对象的 String 转换,会将非字符串的类型尝试自动转为 String 类型。系统内部会自动调用 toString 函数。举个例子:
- var obj = {
- name: 'Coco'
- };
- var str = '123' + obj;
- console.log(str); // 123[object Object]
转换规则:
上面的例子实际上是:
- var obj = {
- name: 'Coco'
- };
- var str = '123' + obj.toString();
其中, obj.toString() 的值为"[object Object]" 。
假设是数组:
- var arr = [1, 2];
- var str = '123' + arr;
- console.log(str); // 1231,2
上面 + arr ,由于这里是个字符串加操作,后面的 arr 需要转化为一个字符串类型,所以其实是调用了 + arr.toString() 。
但是,我们可以自己改写对象的 toString , valueOf 方法:
- var obj = {
- toString: function() {
- console.log('调用了 obj.toString');
- return {};
- },
- valueOf: function() {
- console.log('调用了 obj.valueOf')
- return '110';
- }
- }
- alert(obj);
- // 调用了 obj.toString
- // 调用了 obj.valueOf
- // 110
上面 alert(obj +'1') ,obj 会自动调用自己的 obj.toString() 方法转化为原始类型,如果我们不重写它的 toString 方法,将输出 [object Object]1 ,这里我们重写了 toString ,而且返回了一个原始类型字符串 111 ,所以最终 alert 出了 1111。
上面的转化规则写了, toString 方法需要存在并且返回原始类型,那么如果返回的不是一个原始类型,则会去继续寻找对象的 valueOf 方法:
下面我们尝试证明如果在一个对象尝试转换为字符串的过程中,如果 toString() 方法不可用的时候,会发生什么。
这个时候系统会再去调用 valueOf() 方法,下面我们改写对象的 toString 和 valueOf :
- var obj = {
- toString: function() {
- console.log('调用了 obj.toString');
- return {};
- },
- valueOf: function() {
- console.log('调用了 obj.valueOf')
- return '110';
- }
- }
- alert(obj);
- // 调用了 obj.toString
- // 调用了 obj.valueOf
- // 110
从结果可以看到,当 toString 不可用的时候,系统会再尝试 valueOf 方法,如果 valueOf 方法存在,并且返回原始类型(String、Number、Boolean)数据,返回 valueOf 的结果。
那么如果, toString 和 valueOf 返回的都不是原始类型呢?看下面这个例子:
- var obj = {
- toString: function() {
- console.log('调用了 obj.toString');
- return {};
- },
- valueOf: function() {
- console.log('调用了 obj.valueOf')
- return {};
- }
- }
- alert(obj);
- // 调用了 obj.toString
- // 调用了 obj.valueOf
- // Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
可以发现,如果 toString 和 valueOf 方法均不可用的情况下,系统会直接返回一个错误。
添加于 2017-03-17:在查证了 ECMAScript5 官方文档后,发现上面的描述有一点问题,Object 类型转换为 String 类型的转换规则远比上面复杂。转换规则为:1. 设原始值为调用 ToPrimitive 的结果;2. 返回 ToString(原始值) 。
上面描述的是 String 类型的转换,很多时候也会发生 Number 类型的转换:
与 String 类型转换相似,但是 Number 类型刚好反过来,先查询自身的 valueOf 方法,再查询自己 toString 方法:
按照上述步骤,分别尝试一下:
- var obj = {
- valueOf: function() {
- console.log('调用 valueOf');
- return 5;
- }
- }
- console.log(obj + 1);
- // 调用 valueOf
- // 6
- var obj = {
- valueOf: function() {
- console.log('调用 valueOf');
- return {};
- },
- toString: function() {
- console.log('调用 toString');
- return 10;
- }
- }
- console.log(obj + 1);
- // 调用 valueOf
- // 调用 toString
- // 11
- var obj = {
- valueOf: function() {
- console.log('调用 valueOf');
- return {};
- },
- toString: function() {
- console.log('调用 toString');
- return {};
- }
- }
- console.log(obj + 1);
- // 调用 valueOf
- // 调用 toString
- // Uncaught TypeError: Cannot convert object to primitive value
什么时候会进行布尔转换呢:
简单来说,除了下述 6 个值转换结果为 false,其他全部为 true:
- Boolean(undefined) // false
- Boolean(null) // false
- Boolean(0) // false
- Boolean(NaN) // false
- Boolean('') // false
好,最后回到我们一开始的题目,来讲讲函数的转换。
我们定义一个函数如下:
- function test() {
- var a = 1;
- console.log(1);
- }
如果我们仅仅是调用 test 而不是 test() ,看看会发生什么?
可以看到,这里把我们定义的 test 函数的重新打印了一遍,其实,这里自行调用了函数的 valueOf 方法:
我们改写一下 test 函数的 valueOf 方法。
- test.valueOf = function() {
- console.log('调用 valueOf 方法');
- return 2;
- }
- test;
- // 输出如下:
- // 调用 valueOf 方法
- // 2
与 Number 转换类似,如果函数的 valueOf 方法返回的不是一个原始类型,会继续找到它的 toString 方法:
- test.valueOf = function() {
- console.log('调用 valueOf 方法');
- return {};
- }
- test.toString= function() {
- console.log('调用 toString 方法');
- return 3;
- }
- test;
- // 输出如下:
- // 调用 valueOf 方法
- // 调用 toString 方法
- // 3
再看回我正文开头那题的答案,正是运用了函数会自行调用 valueOf 方法这个技巧,并改写了该方法。我们稍作改变,变形如下:
- function add () {
- console.log('进入add');
- var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
- var fn = function () {
- var arg_fn = Array.prototype.slice.call(arguments);
- console.log('调用fn');
- return add.apply(null, args.concat(arg_fn));
- }
- fn.valueOf = function () {
- console.log('调用valueOf');
- return args.reduce(function(a, b) {
- return a + b;
- })
- }
- return fn;
- }
当调用一次 add 的时候,实际是是返回 fn 这个 function,实际是也就是返回 fn.valueOf() ;
- add(1);
- // 输出如下:
- // 进入add
- // 调用valueOf
- // 1
其实也就是相当于:
- [1].reduce(function(a, b) {
- return a + b;
- })
- // 1
当链式调用两次的时候:
- add(1)(2);
- // 输出如下:
- // 进入add
- // 调用fn
- // 进入add
- // 调用valueOf
- // 3
当链式调用三次的时候:
- add(1)(2)(3);
- // 输出如下:
- // 进入add
- // 调用fn
- // 进入add
- // 调用fn
- // 进入add
- // 调用valueOf
- // 6
可以看到,这里其实有一种循环。只有最后一次调用才真正调用到 valueOf ,而之前的操作都是合并参数,递归调用本身,由于最后一次调用返回的是一个 fn 函数,所以最终调用了函数的 fn.valueOf ,并且利用了 reduce 方法对所有参数求和。
除了改写 valueOf 方法,也可以改写 toString 方法,所以,如果你喜欢,下面这样也可以:
- function add () {
- var args = Array.prototype.slice.call(arguments);
- var fn = function () {
- var arg_fn = Array.prototype.slice.call(arguments);
- return add.apply(null, args.concat(arg_fn));
- }
- fn.toString = function() {
- return args.reduce(function(a, b) {
- return a + b;
- })
- }
- return fn;
- }
这里有个规律,如果只改写 valueOf() 或是 toString() 其中一个,会优先调用被改写了的方法,而如果两个同时改写,则会像 Number 类型转换规则一样,优先查询 valueOf() 方法,在 valueOf() 方法返回的是非原始类型的情况下再查询 toString() 方法。
如果你能认真读完,相信会有所收获。
到此本文结束,如果还有什么疑问或者建议,可以多多交流,原创文章,文笔有限,才疏学浅,文中若有不正之处,万望告知。
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