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JavaScript深入之史上最全--5种this绑定全面解析

Posted 2022-11-8 Updated 2023-12- 30
By Alfred
41~53 min read

this的绑定规则总共有下面5种。

  1. 默认绑定（严格/非严格模式）

  2. 隐式绑定

  3. 显式绑定

  4. new绑定

  5. 箭头函数绑定

调用位置

调用位置就是函数在代码中被调用的位置（而不是声明的位置）。 查找方法：

  • 分析调用栈：调用位置就是当前正在执行的函数的前一个调用中

    function baz() {
    // 当前调用栈是：baz
    // 因此，当前调用位置是全局作用域
​
    console.log( "baz" );
    bar(); // <-- bar的调用位置
}
​
function bar() {
    // 当前调用栈是：baz --> bar
    // 因此，当前调用位置在baz中
​
    console.log( "bar" );
    foo(); // <-- foo的调用位置
}
​
function foo() {
    // 当前调用栈是：baz --> bar --> foo
    // 因此，当前调用位置在bar中
​
    console.log( "foo" );
}
​
baz(); // <-- baz的调用位置

  • 使用开发者工具得到调用栈：

    设置断点或者插入debugger;语句，运行时调试器会在那个位置暂停，同时展示当前位置的函数调用列表，这就是调用栈。找到栈中的第二个元素，这就是真正的调用位置。

绑定规则

默认绑定

  • 独立函数调用，可以把默认绑定看作是无法应用其他规则时的默认规则，this指向全局对象。

  • 严格模式下，不能将全局对象用于默认绑定，this会绑定到undefined。只有函数运行在非严格模式下，默认绑定才能绑定到全局对象。在严格模式下调用函数则不影响默认绑定。

function foo() { // 运行在严格模式下，this会绑定到undefined
    "use strict";
    
    console.log( this.a );
}
​
var a = 2;
​
// 调用
foo(); // TypeError: Cannot read property 'a' of undefined
​
// --------------------------------------
​
function foo() { // 运行
    console.log( this.a );
}
​
var a = 2;
​
(function() { // 严格模式下调用函数则不影响默认绑定
    "use strict";
    
    foo(); // 2
})();

隐式绑定

当函数引用有上下文对象时，隐式绑定规则会把函数中的this绑定到这个上下文对象。对象属性引用链中只有上一层或者说最后一层在调用中起作用。

function foo() {
    console.log( this.a );
}
​
var obj = {
    a: 2,
    foo: foo
};
​
obj.foo(); // 2

隐式丢失

被隐式绑定的函数特定情况下会丢失绑定对象，应用默认绑定，把this绑定到全局对象或者undefined上。

// 虽然bar是obj.foo的一个引用，但是实际上，它引用的是foo函数本身。
// bar()是一个不带任何修饰的函数调用，应用默认绑定。
function foo() {
    console.log( this.a );
}
​
var obj = {
    a: 2,
    foo: foo
};
​
var bar = obj.foo; // 函数别名
​
var a = "oops, global"; // a是全局对象的属性
​
bar(); // "oops, global"

参数传递就是一种隐式赋值，传入函数时也会被隐式赋值。回调函数丢失this绑定是非常常见的。

function foo() {
    console.log( this.a );
}
​
function doFoo(fn) {
    // fn其实引用的是foo
    
    fn(); // <-- 调用位置！
}
​
var obj = {
    a: 2,
    foo: foo
};
​
var a = "oops, global"; // a是全局对象的属性
​
doFoo( obj.foo ); // "oops, global"
​
// ----------------------------------------
​
// JS环境中内置的setTimeout()函数实现和下面的伪代码类似：
function setTimeout(fn, delay) {
    // 等待delay毫秒
    fn(); // <-- 调用位置！
}

显式绑定

通过call(..)或者 apply(..)方法。第一个参数是一个对象，在调用函数时将这个对象绑定到this。因为直接指定this的绑定对象，称之为显示绑定。

function foo() {
    console.log( this.a );
}
​
var obj = {
    a: 2
};
​
foo.call( obj ); // 2  调用foo时强制把foo的this绑定到obj上

显示绑定无法解决丢失绑定问题。

解决方案：

  1. 硬绑定

    创建函数bar()，并在它的内部手动调用foo.call(obj)，强制把foo的this绑定到了obj。这种方式让我想起了借用构造函数继承。

     function foo() {
     console.log( this.a );
 }
​
 var obj = {
     a: 2
 };
​
 var bar = function() {
     foo.call( obj );
 };
​
 bar(); // 2
 setTimeout( bar, 100 ); // 2
​
 // 硬绑定的bar不可能再修改它的this
 bar.call( window ); // 2

    典型应用场景是创建一个包裹函数，负责接收参数并返回值。

     function foo(something) {
     console.log( this.a, something );
     return this.a + something;
 }
​
 var obj = {
     a: 2
 };
​
 var bar = function() {
     return foo.apply( obj, arguments );
 };
​
 var b = bar( 3 ); // 2 3
 console.log( b ); // 5

    创建一个可以重复使用的辅助函数。

     function foo(something) {
     console.log( this.a, something );
     return this.a + something;
 }

 // 简单的辅助绑定函数
 function bind(fn, obj) {
     return function() {
         return fn.apply( obj, arguments );
     }
 }

 var obj = {
     a: 2
 };

 var bar = bind( foo, obj );

 var b = bar( 3 ); // 2 3
 console.log( b ); // 5

    ES5内置了Function.prototype.bind，bind会返回一个硬绑定的新函数，用法如下。

     function foo(something) {
     console.log( this.a, something );
     return this.a + something;
 }

 var obj = {
     a: 2
 };

 var bar = foo.bind( obj );

 var b = bar( 3 ); // 2 3
 console.log( b ); // 5

  2. API调用的“上下文”

    JS许多内置函数提供了一个可选参数，被称之为“上下文”（context），其作用和bind(..)一样，确保回调函数使用指定的this。这些函数实际上通过call(..)和apply(..)实现了显式绑定。

     function foo(el) {
     console.log( el, this.id );
 }

 var obj = {
     id: "awesome"
 }

 var myArray = [1, 2, 3]
 // 调用foo(..)时把this绑定到obj
 myArray.forEach( foo, obj );
 // 1 awesome 2 awesome 3 awesome

new绑定

  • 在JS中，构造函数只是使用new操作符时被调用的普通函数，他们不属于某个类，也不会实例化一个类。

  • 包括内置对象函数（比如Number(..)）在内的所有函数都可以用new来调用，这种函数调用被称为构造函数调用。

  • 实际上并不存在所谓的“构造函数”，只有对于函数的“构造调用”。

使用new来调用函数，或者说发生构造函数调用时，会自动执行下面的操作。

  1. 创建（或者说构造）一个新对象。

  2. 这个新对象会被执行[[Prototype]]连接。

  3. 这个新对象会绑定到函数调用的this。

  4. 如果函数没有返回其他对象，那么new表达式中的函数调用会自动返回这个新对象。 使用new来调用foo(..)时，会构造一个新对象并把它（bar）绑定到foo(..)调用中的this。

function foo(a) {
    this.a = a;
}

var bar = new foo(2); // bar和foo(..)调用中的this进行绑定
console.log( bar.a ); // 2

手写一个new实现

function create() {
	// 创建一个空的对象
    var obj = new Object(),
	// 获得构造函数，arguments中去除第一个参数
    Con = [].shift.call(arguments);
	// 链接到原型，obj 可以访问到构造函数原型中的属性
    obj.__proto__ = Con.prototype;
	// 绑定 this 实现继承，obj 可以访问到构造函数中的属性
    var ret = Con.apply(obj, arguments);
	// 优先返回构造函数返回的对象
	return ret instanceof Object ? ret : obj;
};

使用这个手写的new

function Person() {...}

// 使用内置函数new
var person = new Person(...)
                        
// 使用手写的new，即create
var person = create(Person, ...)

代码原理解析：

  1. 用new Object()的方式新建了一个对象obj

  2. 取出第一个参数，就是我们要传入的构造函数。此外因为 shift 会修改原数组，所以 arguments会被去除第一个参数

  3. 将 obj的原型指向构造函数，这样obj就可以访问到构造函数原型中的属性

  4. 使用apply，改变构造函数this 的指向到新建的对象，这样 obj就可以访问到构造函数中的属性

  5. 返回 obj

优先级

st=>start: Start
e=>end: End
cond1=>condition: new绑定
op1=>operation: this绑定新创建的对象，
				var bar = new foo()
				
cond2=>condition: 显示绑定
op2=>operation: this绑定指定的对象，
				var bar = foo.call(obj2)
				
cond3=>condition: 隐式绑定
op3=>operation: this绑定上下文对象，
				var bar = obj1.foo()
				
op4=>operation: 默认绑定
op5=>operation: 函数体严格模式下绑定到undefined，
				否则绑定到全局对象，
				var bar = foo()

st->cond1
cond1(yes)->op1->e
cond1(no)->cond2
cond2(yes)->op2->e
cond2(no)->cond3
cond3(yes)->op3->e
cond3(no)->op4->op5->e

在new中使用硬绑定函数的目的是预先设置函数的一些参数，这样在使用new进行初始化时就可以只传入其余的参数（柯里化）。

function foo(p1, p2) {
    this.val = p1 + p2;
}

// 之所以使用null是因为在本例中我们并不关心硬绑定的this是什么
// 反正使用new时this会被修改
var bar = foo.bind( null, "p1" );

var baz = new bar( "p2" );

baz.val; // p1p2

绑定例外

被忽略的this

把null或者undefined作为this的绑定对象传入call、apply或者bind，这些值在调用时会被忽略，实际应用的是默认规则。

下面两种情况下会传入null

  • 使用apply(..)来“展开”一个数组，并当作参数传入一个函数

  • bind(..)可以对参数进行柯里化（预先设置一些参数）

function foo(a, b) {
    console.log( "a:" + a + "，b:" + b );
}

// 把数组”展开“成参数
foo.apply( null, [2, 3] ); // a:2，b:3

// 使用bind(..)进行柯里化
var bar = foo.bind( null, 2 );
bar( 3 ); // a:2，b:3

总是传入null来忽略this绑定可能产生一些副作用。如果某个函数确实使用了this，那默认绑定规则会把this绑定到全局对象中。

更安全的this

安全的做法就是传入一个特殊的对象（空对象），把this绑定到这个对象不会对你的程序产生任何副作用。 JS中创建一个空对象最简单的方法是Object.create(null)，这个和{}很像，但是并不会创建Object.prototype这个委托，所以比{}更空。

function foo(a, b) {
    console.log( "a:" + a + "，b:" + b );
}

// 我们的空对象
var ø = Object.create( null );

// 把数组”展开“成参数
foo.apply( ø, [2, 3] ); // a:2，b:3

// 使用bind(..)进行柯里化
var bar = foo.bind( ø, 2 );
bar( 3 ); // a:2，b:3

间接引用

间接引用下，调用这个函数会应用默认绑定规则。间接引用最容易在赋值时发生。

// p.foo = o.foo的返回值是目标函数的引用，所以调用位置是foo()而不是p.foo()或者o.foo()
function foo() {
    console.log( this.a );
}

var a = 2;
var o = { a: 3, foo: foo };
var p = { a: 4};

o.foo(); // 3
(p.foo = o.foo)(); // 2

软绑定

  • 硬绑定可以把this强制绑定到指定的对象（new除外），防止函数调用应用默认绑定规则。但是会降低函数的灵活性，使用硬绑定之后就无法使用隐式绑定或者显式绑定来修改this。

  • 如果给默认绑定指定一个全局对象和undefined以外的值，那就可以实现和硬绑定相同的效果，同时保留隐式绑定或者显示绑定修改this的能力。

// 默认绑定规则，优先级排最后
// 如果this绑定到全局对象或者undefined，那就把指定的默认对象obj绑定到this,否则不会修改this
if(!Function.prototype.softBind) {
    Function.prototype.softBind = function(obj) {
        var fn = this;
        // 捕获所有curried参数
        var curried = [].slice.call( arguments, 1 ); 
        var bound = function() {
            return fn.apply(
            	(!this || this === (window || global)) ? 
                	obj : this,
                curried.concat.apply( curried, arguments )
            );
        };
        bound.prototype = Object.create( fn.prototype );
        return bound;
    };
}

使用：软绑定版本的foo()可以手动将this绑定到obj2或者obj3上，但如果应用默认绑定，则会将this绑定到obj。

function foo() {
    console.log("name:" + this.name);
}

var obj = { name: "obj" },
    obj2 = { name: "obj2" },
    obj3 = { name: "obj3" };

// 默认绑定，应用软绑定，软绑定把this绑定到默认对象obj
var fooOBJ = foo.softBind( obj );
fooOBJ(); // name: obj 

// 隐式绑定规则
obj2.foo = foo.softBind( obj );
obj2.foo(); // name: obj2 <---- 看！！！

// 显式绑定规则
fooOBJ.call( obj3 ); // name: obj3 <---- 看！！！

// 绑定丢失，应用软绑定
setTimeout( obj2.foo, 10 ); // name: obj

this词法

ES6新增一种特殊函数类型：箭头函数，箭头函数无法使用上述四条规则，而是根据外层（函数或者全局）作用域（词法作用域）来决定this。

  • foo()内部创建的箭头函数会捕获调用时foo()的this。由于foo()的this绑定到obj1，bar(引用箭头函数)的this也会绑定到obj1，箭头函数的绑定无法被修改(new也不行)。

function foo() {
    // 返回一个箭头函数
    return (a) => {
        // this继承自foo()
        console.log( this.a );
    };
}

var obj1 = {
    a: 2
};

var obj2 = {
    a: 3
}

var bar = foo.call( obj1 );
bar.call( obj2 ); // 2，不是3！

ES6之前和箭头函数类似的模式，采用的是词法作用域取代了传统的this机制。

function foo() {
    var self = this; // lexical capture of this
    setTimeout( function() {
        console.log( self.a ); // self只是继承了foo()函数的this绑定
    }, 100 );
}

var obj = {
    a: 2
};

foo.call(obj); // 2

代码风格统一问题：如果既有this风格的代码，还会使用 seft = this 或者箭头函数来否定this机制。

  • 只使用词法作用域并完全抛弃错误this风格的代码；

  • 完全采用this风格，在必要时使用bind(..)，尽量避免使用 self = this 和箭头函数。

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