【进阶3-3期】深度解析 call 和 apply 原理、使用场景及实现-白红宇

之前文章详细介绍了 this 的使用，不了解的查看【进阶3-1期】。

call() 和 apply()

call() 方法调用一个函数, 其具有一个指定的 this 值和分别地提供的参数(参数的列表)。

call() 和 apply()的区别在于，call()方法接受的是若干个参数的列表，而apply()方法接受的是一个包含多个参数的数组

举个例子：

var func = function(arg1, arg2) {     ...};func.call(this, arg1, arg2); // 使用 call，参数列表func.apply(this, [arg1, arg2]) // 使用 apply，参数数组复制代码

使用场景

下面列举一些常用用法：

1、合并两个数组

var vegetables = ['parsnip', 'potato'];var moreVegs = ['celery', 'beetroot'];// 将第二个数组融合进第一个数组// 相当于 vegetables.push('celery', 'beetroot');Array.prototype.push.apply(vegetables, moreVegs);// 4vegetables;// ['parsnip', 'potato', 'celery', 'beetroot']复制代码

当第二个数组(如示例中的 moreVegs )太大时不要使用这个方法来合并数组，因为一个函数能够接受的参数个数是有限制的。不同的引擎有不同的限制，JS核心限制在 65535，有些引擎会抛出异常，有些不抛出异常但丢失多余参数。

如何解决呢？方法就是将参数数组切块后循环传入目标方法

function concatOfArray(arr1, arr2) {    var QUANTUM = 32768;    for (var i = 0, len = arr2.length; i < len; i += QUANTUM) {        Array.prototype.push.apply(            arr1,             arr2.slice(i, Math.min(i + QUANTUM, len) )        );    }    return arr1;}// 验证代码var arr1 = [-3, -2, -1];var arr2 = [];for(var i = 0; i < 1000000; i++) {    arr2.push(i);}Array.prototype.push.apply(arr1, arr2);// Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceededconcatOfArray(arr1, arr2);// (1000003) [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ...]复制代码

2、获取数组中的最大值和最小值

var numbers = [5, 458 , 120 , -215 ]; Math.max.apply(Math, numbers);   //458    Math.max.call(Math, 5, 458 , 120 , -215); //458// ES6Math.max.call(Math, ...numbers); // 458复制代码

为什么要这么用呢，因为数组 numbers 本身没有 max方法，但是 Math有呀，所以这里就是借助 call / apply 使用 Math.max 方法。

3、验证是否是数组

function isArray(obj){     return Object.prototype.toString.call(obj) === '[object Array]';}isArray([1, 2, 3]);// true// 直接使用 toString()[1, 2, 3].toString(); 	// "1,2,3""123".toString(); 		// "123"123.toString(); 		// SyntaxError: Invalid or unexpected tokenNumber(123).toString(); // "123"Object(123).toString(); // "123"复制代码

可以通过toString() 来获取每个对象的类型，但是不同对象的 toString()有不同的实现，所以通过 Object.prototype.toString() 来检测，需要以 call() / apply() 的形式来调用，传递要检查的对象作为第一个参数。

另一个验证是否是数组的方法

var toStr = Function.prototype.call.bind(Object.prototype.toString);function isArray(obj){     return toStr(obj) === '[object Array]';}isArray([1, 2, 3]);// true// 使用改造后的 toStrtoStr([1, 2, 3]); 	// "[object Array]"toStr("123"); 		// "[object String]"toStr(123); 		// "[object Number]"toStr(Object(123)); // "[object Number]"复制代码

上面方法首先使用 Function.prototype.call函数指定一个 this 值，然后 .bind 返回一个新的函数，始终将 Object.prototype.toString 设置为传入参数。其实等价于 Object.prototype.toString.call() 。

这里有一个前提是toString()方法没有被覆盖

Object.prototype.toString = function() {    return '';}isArray([1, 2, 3]);// false复制代码

4、类数组对象（Array-like Object）使用数组方法

var domNodes = document.getElementsByTagName("*");domNodes.unshift("h1");// TypeError: domNodes.unshift is not a functionvar domNodeArrays = Array.prototype.slice.call(domNodes);domNodeArrays.unshift("h1"); // 505 不同环境下数据不同// (505) ["h1", html.gr__hujiang_com, head, meta, ...] 复制代码

类数组对象有下面两个特性

1、具有：指向对象元素的数字索引下标和 length 属性

2、不具有：比如 push 、shift、 forEach 以及 indexOf等数组对象具有的方法

要说明的是，类数组对象是一个对象。JS中存在一种名为类数组的对象结构，比如 arguments 对象，还有DOM API 返回的 NodeList 对象都属于类数组对象，类数组对象不能使用 push/pop/shift/unshift 等数组方法，通过 Array.prototype.slice.call 转换成真正的数组，就可以使用 Array下所有方法。

类数组对象转数组的其他方法：

// 上面代码等同于var arr = [].slice.call(arguments)；ES6:let arr = Array.from(arguments);let arr = [...arguments];复制代码

Array.from() 可以将两类对象转为真正的数组：类数组对象和可遍历（iterable）对象（包括ES6新增的数据结构 Set 和 Map）。

PS扩展一：为什么通过 Array.prototype.slice.call() 就可以把类数组对象转换成数组？

其实很简单，slice 将 Array-like 对象通过下标操作放进了新的 Array 里面。

下面代码是 MDN 关于 slice 的Polyfill，链接

Array.prototype.slice = function(begin, end) {      end = (typeof end !== 'undefined') ? end : this.length;      // For array like object we handle it ourselves.      var i, cloned = [],        size, len = this.length;      // Handle negative value for "begin"      var start = begin || 0;      start = (start >= 0) ? start : Math.max(0, len + start);      // Handle negative value for "end"      var upTo = (typeof end == 'number') ? Math.min(end, len) : len;      if (end < 0) {        upTo = len + end;      }      // Actual expected size of the slice      size = upTo - start;      if (size > 0) {        cloned = new Array(size);        if (this.charAt) {          for (i = 0; i < size; i++) {            cloned[i] = this.charAt(start + i);          }        } else {          for (i = 0; i < size; i++) {            cloned[i] = this[start + i];          }        }      }      return cloned;    };  }复制代码

PS扩展二：通过 Array.prototype.slice.call() 就足够了吗？存在什么问题？

在低版本IE下不支持通过Array.prototype.slice.call(args)将类数组对象转换成数组，因为低版本IE（IE < 9）下的DOM对象是以 com 对象的形式实现的，js对象与 com 对象不能进行转换。

兼容写法如下：

function toArray(nodes){    try {        // works in every browser except IE        return Array.prototype.slice.call(nodes);    } catch(err) {        // Fails in IE < 9        var arr = [],            length = nodes.length;        for(var i = 0; i < length; i++){            // arr.push(nodes[i]); // 两种都可以            arr[i] = nodes[i];        }        return arr;    }}复制代码

PS 扩展三：为什么要有类数组对象呢？或者说类数组对象是为什么解决什么问题才出现的？

JavaScript类型化数组是一种类似数组的对象，并提供了一种用于访问原始二进制数据的机制。 Array存储的对象能动态增多和减少，并且可以存储任何JavaScript值。JavaScript引擎会做一些内部优化，以便对数组的操作可以很快。然而，随着Web应用程序变得越来越强大，尤其一些新增加的功能例如：音频视频编辑，访问WebSockets的原始数据等，很明显有些时候如果使用JavaScript代码可以快速方便地通过类型化数组来操作原始的二进制数据，这将会非常有帮助。

一句话就是，可以更快的操作复杂数据。

5、调用父构造函数实现继承

function  SuperType(){    this.color=["red", "green", "blue"];}function  SubType(){    // 核心代码，继承自SuperType    SuperType.call(this);}var instance1 = new SubType();instance1.color.push("black");console.log(instance1.color);// ["red", "green", "blue", "black"]var instance2 = new SubType();console.log(instance2.color);// ["red", "green", "blue"]复制代码

在子构造函数中，通过调用父构造函数的call方法来实现继承，于是SubType的每个实例都会将SuperType 中的属性复制一份。

缺点：

只能继承父类的实例属性和方法，不能继承原型属性/方法

无法实现复用，每个子类都有父类实例函数的副本，影响性能

更多继承方案查看我之前的文章。

call的模拟实现

以下内容参考自

先看下面一个简单的例子

var value = 1;var foo = {    value: 1};function bar() {    console.log(this.value);}bar.call(foo); // 1复制代码

通过上面的介绍我们知道，call()主要有以下两点

1、call()改变了this的指向

2、函数 bar 执行了

模拟实现第一步

如果在调用call()的时候把函数 bar()添加到foo()对象中，即如下

var foo = {    value: 1,    bar: function() {        console.log(this.value);    }};foo.bar(); // 1复制代码

这个改动就可以实现：改变了this的指向并且执行了函数bar。

但是这样写是有副作用的，即给foo额外添加了一个属性，怎么解决呢？

解决方法很简单，用 delete 删掉就好了。

所以只要实现下面3步就可以模拟实现了。

1、将函数设置为对象的属性：foo.fn = bar

2、执行函数：foo.fn()

3、删除函数：delete foo.fn

代码实现如下：

// 第一版Function.prototype.call2 = function(context) {    // 首先要获取调用call的函数，用this可以获取    context.fn = this; 		// foo.fn = bar    context.fn();			// foo.fn()    delete context.fn;		// delete foo.fn}// 测试一下var foo = {    value: 1};function bar() {    console.log(this.value);}bar.call2(foo); // 1复制代码

完美！

模拟实现第二步

第一版有一个问题，那就是函数 bar 不能接收参数，所以我们可以从 arguments中获取参数，取出第二个到最后一个参数放到数组中，为什么要抛弃第一个参数呢，因为第一个参数是 this。

类数组对象转成数组的方法上面已经介绍过了，但是这边使用ES3的方案来做。

var args = [];for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {    args.push('arguments[' + i + ']');}复制代码

参数数组搞定了，接下来要做的就是执行函数 context.fn()。

context.fn( args.join(',') ); // 这样不行复制代码

上面直接调用肯定不行，args.join(',')会返回一个字符串，并不会执行。

这边采用 eval方法来实现，拼成一个函数。

eval('context.fn(' + args +')')复制代码

上面代码中args 会自动调用 args.toString() 方法，因为'context.fn(' + args +')'本质上是字符串拼接，会自动调用toString()方法，如下代码：

var args = ["a1", "b2", "c3"];console.log(args);// ["a1", "b2", "c3"]console.log(args.toString());// a1,b2,c3console.log("" + args);// a1,b2,c3复制代码

所以说第二个版本就实现了，代码如下：

// 第二版Function.prototype.call2 = function(context) {    context.fn = this;    var args = [];    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {        args.push('arguments[' + i + ']');    }    eval('context.fn(' + args +')');    delete context.fn;}// 测试一下var foo = {    value: 1};function bar(name, age) {    console.log(name)    console.log(age)    console.log(this.value);}bar.call2(foo, 'kevin', 18); // kevin// 18// 1复制代码

完美！！

模拟实现第三步

还有2个细节需要注意：

1、this 参数可以传 null 或者 undefined，此时 this 指向 window

2、this 参数可以传基本类型数据，原生的 call 会自动用 Object() 转换

3、函数是可以有返回值的

实现上面的三点很简单，代码如下

// 第三版Function.prototype.call2 = function (context) {    context = context ? Object(context) : window; // 实现细节 1 和 2    context.fn = this;    var args = [];    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {        args.push('arguments[' + i + ']');    }    var result = eval('context.fn(' + args +')');    delete context.fn    return result; // 实现细节 2}// 测试一下var value = 2;var obj = {    value: 1}function bar(name, age) {    console.log(this.value);    return {        value: this.value,        name: name,        age: age    }}function foo() {    console.log(this);}bar.call2(null); // 2foo.call2(123); // Number {123, fn: ƒ}bar.call2(obj, 'kevin', 18);// 1// {
    //    value: 1,//    name: 'kevin',//    age: 18// }复制代码

完美！！！

call和apply模拟实现汇总

call的模拟实现

ES3：

Function.prototype.call = function (context) {    context = context ? Object(context) : window;     context.fn = this;    var args = [];    for(var i = 1, len = arguments.length; i < len; i++) {        args.push('arguments[' + i + ']');    }    var result = eval('context.fn(' + args +')');    delete context.fn    return result;}复制代码

ES6：

Function.prototype.call = function (context) {  context = context ? Object(context) : window;   context.fn = this;  let args = [...arguments].slice(1);  let result = context.fn(...args);  delete context.fn  return result;}复制代码

apply的模拟实现

ES3：

Function.prototype.apply = function (context, arr) {    context = context ? Object(context) : window;     context.fn = this;    var result;    // 判断是否存在第二个参数    if (!arr) {        result = context.fn();    } else {        var args = [];        for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {            args.push('arr[' + i + ']');        }        result = eval('context.fn(' + args + ')');    }    delete context.fn    return result;}复制代码

ES6：

Function.prototype.apply = function (context, arr) {    context = context ? Object(context) : window;     context.fn = this;      let result;    if (!arr) {        result = context.fn();    } else {        result = context.fn(...arr);    }          delete context.fn    return result;}复制代码

思考题

call 和 apply 的模拟实现有没有问题？欢迎思考评论。

PS: 上期思考题留到下一期讲解，下一期介绍重点介绍 bind 原理及实现

参考

进阶系列目录

【进阶1期】调用堆栈

【进阶2期】作用域闭包

【进阶3期】 this全面解析

【进阶4期】深浅拷贝原理

【进阶5期】原型Prototype

【进阶6期】高阶函数

【进阶7期】事件机制

【进阶8期】 Event Loop原理

【进阶9期】 Promise原理

【进阶10期】Async/Await原理

【进阶11期】防抖/节流原理

【进阶12期】模块化详解

【进阶13期】ES6重难点

【进阶14期】计算机网络概述

【进阶15期】浏览器渲染原理

【进阶16期】webpack配置

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【进阶18期】前端监控

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