1、箭頭函式

基本用法

ES6允許使用“箭頭”（=>）定義函式。

var f = v => v;

上面的箭頭函式等同於：

var f = function(v) {
  return v;
};

如果箭頭函式不需要引數或者需要多個引數，就使用一個圓括號代表引數部分。

var f = () => 5;
// 等同於
var f = function () { return 5 };

var sum = (num1, num2) => num1 + num2;
// 等同於
var sum = function(num1, num2) {
  return num1 + num2;
};
 

如果箭頭函式的程式碼塊部分多於一條語句，就要使用大括號將它們括起來，並且使用return語句返回。

var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; }

由於大括號被解釋為程式碼塊，所以如果箭頭函式直接返回一個物件，必須在物件外面加上括號。

var getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" });

箭頭函式可以與變數解構結合使用。

const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;

// 等同於
function full(person) {
  return person.first + ' ' + person.last;
}
 

箭頭函式使得表達更加簡潔。

const isEven = n => n % 2 == 0;
const square = n => n * n;

上面程式碼只用了兩行，就定義了兩個簡單的工具函式。如果不用箭頭函式，可能就要佔用多行，而且還不如現在這樣寫醒目。

箭頭函式的一個用處是簡化回撥函式。

// 正常函式寫法
[1,2,3].map(function (x) {
  return x * x;
});

// 箭頭函式寫法
[1,2,3].map(x => x * x);

另一個例子是

// 正常函式寫法
var result = values.sort(function (a, b) {
  return a - b;
});

// 箭頭函式寫法
var result = values.sort((a, b) => a - b);
 

下面是rest引數與箭頭函式結合的例子。

const numbers = (...nums) => nums;

numbers(1, 2, 3, 4, 5)
// [1,2,3,4,5]

const headAndTail = (head, ...tail) => [head, tail];

headAndTail(1, 2, 3, 4, 5)
// [1,[2,3,4,5]]

使用注意點

箭頭函式有幾個使用注意點。

    （1）函式體內的this物件，就是定義時所在的物件，而不是使用時所在的物件。

    （2）不可以當作建構函式，也就是說，不可以使用new命令，否則會丟擲一個錯誤。

    （3）不可以使用arguments物件，該物件在函式體內不存在。如果要用，可以用rest引數代替。

    （4）不可以使用yield命令，因此箭頭函式不能用作Generator函式。

上面四點中，第一點尤其值得注意。this物件的指向是可變的，但是在箭頭函式中，它是固定的。

function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

var id = 21;

foo.call({ id: 42 });
// id: 42

上面程式碼中，setTimeout的引數是一個箭頭函式，這個箭頭函式的定義生效是在foo函式生成時，而它的真正執行要等到100毫秒後。如果是普通函式，執行時this應該指向全域性物件window，這時應該輸出21。但是，箭頭函式導致this總是指向函式定義生效時所在的物件，所以輸出的是42。

箭頭函式可以讓setTimeout裡面的this，繫結定義時所在的作用域，而不是指向執行時所在的作用域。

function Timer() {
  this.s1 = 0;
  this.s2 = 0;
  // 箭頭函式
  setInterval(() => this.s1++, 1000);
  // 普通函式
  setInterval(function () {
    this.s2++;
  }, 1000);
}

var timer = new Timer();

setTimeout(() => console.log('s1: ', timer.s1), 3100);
setTimeout(() => console.log('s2: ', timer.s2), 3100);
// s1: 3
// s2: 0

上面程式碼中，Timer函式內部設定了兩個定時器，分別使用了箭頭函式和普通函式。前者的this繫結定義時所在的作用域（即Timer函式），後者的this指向執行時所在的作用域（即全域性物件）。所以，3100毫秒之後，timer.s1被更新了3次，而timer.s2一次都沒更新。

箭頭函式可以讓this指向固定化，這種特性有利於封裝回調函式。下面是一個例子，DOM事件的回撥函式封裝在一個物件裡面。

var handler = {
  id: '123456',

  init: function() {
    document.addEventListener('click',
      event => this.doSomething(event.type), false);
  },

  doSomething: function(type) {
    console.log('Handling ' + type  + ' for ' + this.id);
  }
};

上面程式碼的init方法中，使用了箭頭函式，這導致這個箭頭函式裡面的this，總是指向handler物件。否則，回撥函式執行時，this.doSomething這一行會報錯，因為此時this指向document物件。

this指向的固定化，並不是因為箭頭函式內部有繫結this的機制，實際原因是箭頭函式根本沒有自己的this，導致內部的this就是外層程式碼塊的this。正是因為它沒有this，所以也就不能用作建構函式。

所以，箭頭函式轉成ES5的程式碼如下。

// ES6
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

// ES5
function foo() {
  var _this = this;

  setTimeout(function () {
    console.log('id:', _this.id);
  }, 100);
}

上面程式碼中，轉換後的ES5版本清楚地說明了，箭頭函式裡面根本沒有自己的this，而是引用外層的this。

function foo() {
  return () => {
    return () => {
      return () => {
        console.log('id:', this.id);
      };
    };
  };
}

var f = foo.call({id: 1});

var t1 = f.call({id: 2})()(); // id: 1
var t2 = f().call({id: 3})(); // id: 1
var t3 = f()().call({id: 4}); // id: 1

上面程式碼之中，只有一個this，就是函式foo的this，所以t1、t2、t3都輸出同樣的結果。因為所有的內層函式都是箭頭函式，都沒有自己的this，它們的this其實都是最外層foo函式的this。

除了this，以下三個變數在箭頭函式之中也是不存在的，指向外層函式的對應變數：arguments、super、new target。

function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('args:', arguments);
  }, 100);
}

foo(2, 4, 6, 8)
// args: [2, 4, 6, 8]

上面程式碼中，箭頭函式內部的變數arguments，其實是函式foo的arguments變數。

另外，由於箭頭函式沒有自己的this，所以當然也就不能用call()、apply()、bind()這些方法去改變this的指向。

(function() {
  return [
    (() => this.x).bind({ x: 'inner' })()
  ];
}).call({ x: 'outer' });
// ['outer']

上面程式碼中，箭頭函式沒有自己的this，所以bind方法無效，內部的this指向外部的this。

長期以來，JavaScript語言的this物件一直是一個令人頭痛的問題，在物件方法中使用this，必須非常小心。箭頭函式“繫結”this，很大程度上解決了這個困擾。

巢狀的箭頭函式

箭頭函式內部，還可以再使用箭頭函式。下面是一個ES5語法的多重巢狀函式。

function insert(value) {
  return {into: function (array) {
    return {after: function (afterValue) {
      array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value);
      return array;
    }};
  }};
}

insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3]

上面這個函式，可以使用箭頭函式改寫。

let insert = (value) => ({into: (array) => ({after: (afterValue) => {
  array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value);
  return array;
}})});

insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3]

下面是一個部署管道機制（pipeline）的例子，即前一個函式的輸出是後一個函式的輸入。

const pipeline = (...funcs) =>
  val => funcs.reduce((a, b) => b(a), val);

const plus1 = a => a + 1;
const mult2 = a => a * 2;
const addThenMult = pipeline(plus1, mult2);

addThenMult(5)
// 12

如果覺得上面的寫法可讀性比較差，也可以採用下面的寫法。

const plus1 = a => a + 1;
const mult2 = a => a * 2;

mult2(plus1(5))
// 12

箭頭函式還有一個功能，就是可以很方便地改寫λ演算。

// λ演算的寫法
fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v)))

// ES6的寫法
var fix = f => (x => f(v => x(x)(v)))
               (x => f(v => x(x)(v)));

上面兩種寫法，幾乎是一一對應的，由於λ演算對於電腦科學非常重要，這使得我們可以用ES6作為替代工具，探索電腦科學。

2、繫結this

箭頭函式可以繫結this物件，大大減少了顯式繫結this物件的寫法（call、apply、bind）。但是，箭頭函式並不適用於所有場合，所以ES7提出了“函式繫結”（function bind）運算子，用來取代call、apply、bind呼叫。雖然該語法還是ES7的一個提案，但是Babel轉碼器已經支援。

函式繫結運算子是並排的兩個冒號（::），雙冒號左邊是一個物件，右邊是一個函式。該運算子會自動將左邊的物件，作為上下文環境（即this物件），繫結到右邊的函式上面。

foo::bar;
// 等同於
bar.bind(foo);

foo::bar(...arguments);
// 等同於
bar.apply(foo, arguments);

const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;
function hasOwn(obj, key) {
  return obj::hasOwnProperty(key);
}

如果雙冒號左邊為空，右邊是一個物件的方法，則等於將該方法繫結在該物件上面。

var method = obj::obj.foo;
// 等同於
var method = ::obj.foo;

let log = ::console.log;
// 等同於
var log = console.log.bind(console);

由於雙冒號運算子返回的還是原物件，因此可以採用鏈式寫法。

// 例一
import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib";

getPlayers()
::map(x => x.character())
::takeWhile(x => x.strength > 100)
::forEach(x => console.log(x));

// 例二
let { find, html } = jake;

document.querySelectorAll("div.myClass")
::find("p")
::html("hahaha");

3、尾呼叫優化

尾呼叫（Tail Call）是函數語言程式設計的一個重要概念，本身非常簡單，一句話就能說清楚，就是指某個函式的最後一步是呼叫另一個函式。

function f(x){
  return g(x);
}

上面程式碼中，函式f的最後一步是呼叫函式g，這就叫尾呼叫。

以下三種情況，都不屬於尾呼叫。

// 情況一
function f(x){
  let y = g(x);
  return y;
}

// 情況二
function f(x){
  return g(x) + 1;
}

// 情況三
function f(x){
  g(x);
}

上面程式碼中，情況一是呼叫函式g之後，還有賦值操作，所以不屬於尾呼叫，即使語義完全一樣。情況二也屬於呼叫後還有操作，即使寫在一行內。情況三等同於下面的程式碼。

function f(x){
  g(x);
  return undefined;
}

尾呼叫不一定出現在函式尾部，只要是最後一步操作即可。

function f(x) {
  if (x > 0) {
    return m(x)
  }
  return n(x);
}

上面程式碼中，函式m和n都屬於尾呼叫，因為它們都是函式f的最後一步操作。

尾呼叫優化

尾呼叫之所以與其他呼叫不同，就在於它的特殊的呼叫位置。

我們知道，函式呼叫會在記憶體形成一個“呼叫記錄”，又稱“呼叫幀”（call frame），儲存呼叫位置和內部變數等資訊。如果在函式A的內部呼叫函式B，那麼A的呼叫幀上方，還會形成一個B的呼叫幀。等到B執行結束，將結果返回到A，B的呼叫幀才會消失。如果函式B內部還呼叫函式C，那就還有一個C的呼叫幀，以此類推。所有的呼叫幀，就形成一個“呼叫棧”（call stack）。

尾呼叫由於是函式的最後一步操作，所以不需要保留外層函式的呼叫幀，因為呼叫位置、內部變數等資訊都不會再用到了，只要直接用內層函式的呼叫幀，取代外層函式的呼叫幀就可以了。

function f() {
  let m = 1;
  let n = 2;
  return g(m + n);
}
f();

// 等同於
function f() {
  return g(3);
}
f();

// 等同於
g(3);

上面程式碼中，如果函式g不是尾呼叫，函式f就需要儲存內部變數m和n的值、g的呼叫位置等資訊。但由於呼叫g之後，函式f就結束了，所以執行到最後一步，完全可以刪除f(x)的呼叫幀，只保留g(3)的呼叫幀。

這就叫做“尾呼叫優化”（Tail call optimization），即只保留內層函式的呼叫幀。如果所有函式都是尾呼叫，那麼完全可以做到每次執行時，呼叫幀只有一項，這將大大節省記憶體。這就是“尾呼叫優化”的意義。

注意，只有不再用到外層函式的內部變數，內層函式的呼叫幀才會取代外層函式的呼叫幀，否則就無法進行“尾呼叫優化”。

function addOne(a){
  var one = 1;
  function inner(b){
    return b + one;
  }
  return inner(a);
}

上面的函式不會進行尾呼叫優化，因為內層函式inner用到了外層函式addOne的內部變數one。

尾遞迴

函式呼叫自身，稱為遞迴。如果尾呼叫自身，就稱為尾遞迴。

遞迴非常耗費記憶體，因為需要同時儲存成千上百個呼叫幀，很容易發生“棧溢位”錯誤（stack overflow）。但對於尾遞迴來說，由於只存在一個呼叫幀，所以永遠不會發生“棧溢位”錯誤。

function factorial(n) {
  if (n === 1) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}

factorial(5) // 120

上面程式碼是一個階乘函式，計算n的階乘，最多需要儲存n個呼叫記錄，複雜度O(n)。

如果改寫成尾遞迴，只保留一個呼叫記錄，複雜度O(1)。

function factorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5, 1) // 120

還有一個比較著名的例子，就是計算Fibonacci數列，也能充分說明尾遞迴優化的重要性。

非尾遞迴的Fibonacci數列實現如下。

function Fibonacci (n) {
  if ( n <= 1 ) {return 1};

  return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
}

Fibonacci(10) // 89
Fibonacci(100) // 堆疊溢位
Fibonacci(500) // 堆疊溢位

尾遞迴優化過的Fibonacci數列實現如下。

function Fibonacci2 (n , ac1 = 1 , ac2 = 1) {
  if( n <= 1 ) {return ac2};

  return Fibonacci2 (n - 1, ac2, ac1 + ac2);
}

Fibonacci2(100) // 573147844013817200000
Fibonacci2(1000) // 7.0330367711422765e+208
Fibonacci2(10000) // Infinity

由此可見，“尾呼叫優化”對遞迴操作意義重大，所以一些函數語言程式設計語言將其寫入了語言規格。ES6是如此，第一次明確規定，所有ECMAScript的實現，都必須部署“尾呼叫優化”。也就是說，ES6中只要使用尾遞迴，就不會發生棧溢位，相對節省記憶體。

遞迴函式的改寫

尾遞迴的實現，往往需要改寫遞迴函式，確保最後一步之呼叫自身。做到這一點的方法，就是把所有用到的內部變數改寫成函式的引數。比如上面的例子，階乘函式factorial需要用到一箇中間變數total，那就把這個中間變數改寫成函式的引數。這樣的缺點就是不太直觀，第一眼很難看出來，為什麼計算5的階乘，需要傳入兩個引數5和1？

兩個方法可以解決這個問題。方法一是在尾遞迴函式之外，再提供一個正常形式的函式。

function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

function factorial(n) {
  return tailFactorial(n, 1);
}

factorial(5) // 120

上面程式碼通過一個正常形式的階乘函式factorial，呼叫尾遞迴函式tailFactorial，看起來就正常多了。

函數語言程式設計有一個概念，叫做柯里化（currying），意思是將多引數的函式轉換成單引數的形式。這裡也可以使用柯里化。

function currying(fn, n) {
  return function (m) {
    return fn.call(this, m, n);
  };
}

function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

const factorial = currying(tailFactorial, 1);

factorial(5) // 120

上面程式碼通過柯里化，將尾遞迴函式tailFactorial變為只接受一個引數的factorial。

第二種方法就簡單多了，就是採用ES6的函式預設值。

function factorial(n, total = 1) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5) // 120

上面程式碼中，引數total有預設值1，所以呼叫時不用提供這個值。

總結一下，遞迴本質是一種迴圈操作。純粹的函數語言程式設計語言沒有迴圈操作命令，所有的迴圈都用遞迴實現，這就是為什麼尾遞迴對這些語言極其重要。對於其他支援“尾呼叫優化”的語言（比如Lua，ES6），只需要知道迴圈可以用遞迴代替，而一旦使用遞迴，就最好使用尾遞迴。

嚴格模式

ES6的尾呼叫優化只在嚴格模式下開啟，正常模式是無效的。

這是因為在正常模式下，函式內部有兩個變數，可以跟蹤函式的呼叫棧。

    -func.arguments：返回呼叫時函式的引數。

    -func.caller：返回呼叫當前函式的那個函式。

尾呼叫優化發生時，函式的呼叫棧會改寫，因此上面兩個變數就會失真。嚴格模式禁用這兩個變數，所以尾呼叫模式僅在嚴格模式下生效。

function restricted() {
  'use strict';
  restricted.caller;    // 報錯
  restricted.arguments; // 報錯
}
restricted();

尾遞迴優化的實現

尾遞迴優化只在嚴格模式下生效，那麼正常模式下，或者那些不支援該功能的環境中，有沒有辦法也使用尾遞迴優化呢？回答是可以的，就是自己實現尾遞迴優化。

它的原理非常簡單。尾遞迴之所以需要優化，原因是呼叫棧太多，造成溢位，那麼只要減少呼叫棧，就不會溢位。怎麼做可以減少呼叫棧呢？就是採用“迴圈”換掉“遞迴”。

下面是一個正常的遞迴函式。

function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}

sum(1, 100000)
// Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)

上面程式碼中，sum是一個遞迴函式，引數x是需要累加的值，引數y控制遞迴次數。一旦指定sum遞迴100000次，就會報錯，提示超出呼叫棧的最大次數。

蹦床函式（trampoline）可以將遞迴執行轉為迴圈執行。

function trampoline(f) {
  while (f && f instanceof Function) {
    f = f();
  }
  return f;
}

上面就是蹦床函式的一個實現，它接受一個函式f作為引數。只要f執行後返回一個函式，就繼續執行。注意，這裡是返回一個函式，然後執行該函式，而不是函式裡面呼叫函式，這樣就避免了遞迴執行，從而就消除了呼叫棧過大的問題。

然後，要做的就是將原來的遞迴函式，改寫為每一步返回另一個函式。

function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum.bind(null, x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}

上面程式碼中，sum函式的每次執行，都會返回自身的另一個版本。

現在，使用蹦床函式執行sum，就不會發生呼叫棧溢位。

trampoline(sum(1, 100000))
// 100001

蹦床函式並不是真正的尾遞迴優化，下面的實現才是。

function tco(f) {
  var value;
  var active = false;
  var accumulated = [];

  return function accumulator() {
    accumulated.push(arguments);
    if (!active) {
      active = true;
      while (accumulated.length) {
        value = f.apply(this, accumulated.shift());
      }
      active = false;
      return value;
    }
  };
}

var sum = tco(function(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1)
  }
  else {
    return x
  }
});

sum(1, 100000)
// 100001

上面程式碼中，tco函式是尾遞迴優化的實現，它的奧妙就在於狀態變數active。預設情況下，這個變數是不啟用的。一旦進入尾遞迴優化的過程，這個變數就激活了。然後，每一輪遞迴sum返回的都是undefined，所以就避免了遞迴執行；而accumulated陣列存放每一輪sum執行的引數，總是有值的，這就保證了accumulator函式內部的while迴圈總是會執行。這樣就很巧妙地將“遞迴”改成了“迴圈”，而後一輪的引數會取代前一輪的引數，保證了呼叫棧只有一層。

4、函式引數的尾逗號

ES2017允許函式的最後一個引數有尾逗號（traling comma）。

此前，函式定義和呼叫時，都不允許最後一個引數後面出現逗號。

function clownsEverywhere(
  param1,
  param2
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
  'foo',
  'bar'
);

上面程式碼中，如果在param2或bar後面加一個逗號，就會報錯。

如果像上面這樣，將引數寫成多行（即每個引數佔據一行），以後修改程式碼的時候，想為函式clownsEverywhere新增第三個引數，或者調整引數的次序，就勢必要在原來最後一個引數後面新增一個逗號。這對於版本管理系統來說，就會顯示新增逗號的那一行也發生了變動。這看上去有點冗餘，因此新的語法允許定義和呼叫時，尾部直接有一個逗號。

function clownsEverywhere(
  param1,
  param2,
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
  'foo',
  'bar',
);

這樣的規定也使得，函式引數與陣列和物件的尾逗號規則，保持一致了。

5、catch語句的引數

目前，有一個提案，允許try...catch結構中的catch語句呼叫時不帶有引數。

傳統的寫法是catch語句必須帶有引數，用來接收try程式碼塊丟擲的錯誤。

try {
  //  ···
} catch (error) {
  //  ···
}

新的寫法允許省略catch後面的引數，而不報錯。

try {
  //  ···
} catch {
  //  ···
}

新寫法只在不需要錯誤例項的情況下有用，因此不及傳統寫法的用途廣。

let jsonData;
try {
  jsonData = JSON.parse(str);
} catch {
  jsonData = DEFAULT_DATA;
}

上面程式碼中，JSON.parse報錯只有一種可能：解析失敗。因此，可以不需要丟擲的錯誤例項。