Что такое функция объекта
Функция и функциональный объект
Написано с участием Игоря Катричека katrichek@gmail.com
Человек и все живые существа используют окружающую среду в своих целях. Считается что, построив парадигму объектов и, рассматривая созданные им объекты через призму их полезности, человек достиг в этом большего совершенства, чем животные. Например, отполировав медную пластину до зеркального блеска, человек использует свойство созданного им предмета отражать свет и называет эту пластину зеркалом. Такое отношение к среде порождает разделение объектов на полезные, вредные и никчемные. Создали ли животные парадигму объектов, или у них своя, отличная от нас парадигма, мы не знаем, спросить не можем.
По факту, все объекты — это части окружающей нас среды. Нет различия между самолетом и камнем. Нет разницы между объектами, в создании которых принимал человек и теми, в создании которых он не участвовал. Чтобы не тратить время на бесполезные споры о степени участия человека в создании тех или иных объектов, я предлагаю не делать различие между ними.
Понятие о функции
Любой объект можно наделить функцией. Например, зная те потоки, которые исчезают в теле объекта, и те потоки, которые образуются в нем, мы можем сказать, что функция объекта — преобразование входящих потоков в выходящие (например, у зеркала функция отражать падающий свет). Мы можем наделить объект функцией быть самим собой. И тогда функция объекта — это поток его состояний (например, функция картины демонстрировать себя). Правда, при этом мы учитываем не все потоки и не все состояния, а только те из них, которые либо желанны, либо необходимы с нашей точки зрения, например, для объяснения причин их возникновения.
Такое описание, в котором мы сконцентрированы только на желаемых и необходимых потоках материи, энергии и состояний, мы называем функцией.
Есть мнение, что функция связана только с потоками энергии или материи. Но такое представление о функции ничего не говорит о желаемом или необходимом потоке состояний. Поэтому я считаю, что определение функции надо дополнить желаемым потоком состояний. В определении функции не уточняется, есть ли она преобразование потоков, или просто их излучение и поглощение. Понятно, что преобразование не есть излучение. Можно попытаться исследовать этот вопрос с помощью примеров. Например, функция музыкального центра — играть музыку. В этом определении нет ничего про преобразование потоков. Именно поэтому я буду настаивать на том, что функция не связана с преобразованием потоков, но есть лишь их поглощение и излучение.
Субъективность функции
Поскольку желания и необходимости для каждого субъекта индивидуальны, то представление о желаемых и необходимых потоках — тоже субъективно. Поэтому очень важно помнить, что функция всегда субъективна. Она отражает субъективный взгляд на мир. Два субъекта, глядя на один и тот же объект, могут сделать разные выводы о его функциональном назначении.
Именно эта субъективность в определении функции заставила системную инженерию разделить объекты на те, которые создала природа, и на те, которые создал человек. Якобы те, что сделал человек, имеют функцию, а те, которые создала природа, не имеют оной. На это есть два возражения:
Поэтому такое деление изначально обречено на неудачу. Нет разницы между объектами, есть разница в трактовке потоков, связанных с этими объектами.
Связь между объектом и функцией
Изучая потоки, мы строим объекты. Как я писал ранее, потоки первичны, объекты, построенные на их основе — вторичны. Поэтому мы можем исследовать потоки, не строя при этом объекты. Мы лишь ограничиваем те области пространства, в которых происходит поглощение, испускание, передача потоков. Далее применяем к этим областям наше представление о желаемых и необходимых потоках. Так рождаются функции, не связанные с объектами. В такой интерпретации функция — это область пространства, в которой происходят поглощения, испускания или передачи желаемых потоков, а также потоков, которые могут объяснить эти поглощения, испускания или передачи. Замечу, что для такого подхода построение потока состояний невозможно, поскольку нет выделенного объекта.
Мы можем построить объект и задуматься над тем, для чего он предназначен. Тогда мы можем посмотреть на потоки, которые поглощаются и излучаются в его теле или с его поверхности, можем посмотреть на поток его состояний. Если эти потоки могут показаться нам полезными или необходимыми, мы создаем в своем воображении функцию, которая связана с этим объектом. Так рождается понятие об объекте и его функции.
Мы можем перестать быть пассивными наблюдателями и стать активными участниками в создании новых объектов с заданными функциональными свойствами. Это позволяет не ждать и не искать объект с заданными свойствами, а иметь его к заданному сроку в определенном месте. Но эти объекты, повторюсь, являются такой же частью природы, как и все остальные.
Понятие о функциональном объекте
В случае с функцией, лишенной объекта, мы можем попытаться построить объект, связанный с ней. Так рождается представление о функциональных объектах. Например, пусть есть преобразование электроэнергии с 110 кв в 10 кв. Это описание двух потоков — одного входящего и одного выходящего. Мы можем локализовать пространство, в котором происходит преобразование этих потоков. Это пространство назовем трансформатор напряжения. Это будет функциональный объект, потому что нам не важно, как происходит преобразование, есть ли там железяка, или преобразование происходит иным способом, но покуда есть потоки, мы знаем, что там что-то есть. И это что-то мы называем функциональным объектом. Функциональный объект ничем не отличается от физического. Просто, создавая те или иные объекты, мы концентрируем свое внимание на разных аспектах сущего.
Руководство по JavaScript, часть 4: функции
Сегодня публикуем четвёртую часть перевода руководства по JavaScript, которая посвящена функциям.
Функции в JavaScript
Поговорим о функциях в JavaScript, сделаем их общий обзор и рассмотрим подробности о них, знание которых позволит вам эффективно ими пользоваться.
Функция — это самостоятельный блок кода, который можно, один раз объявив, вызывать столько раз, сколько нужно. Функция может, хотя это и необязательно, принимать параметры. Функции возвращают единственное значение.
Кроме того, функции в JavaScript называют «функциями первого класса» так как их можно назначать переменным, их можно передавать другим функциям в качестве аргументов, их можно возвращать из других функций.
Сначала рассмотрим особенности работы с функциями и соответствующие синтаксические конструкции, которые существовали в языке до появления стандарта ES6 и актуальны до сих пор.
Вот как выглядит объявление функции (function declaration).
В наши дни такие функции называют «обычными», отличая их от «стрелочных» функций, которые появились в ES6.
Функцию можно назначить переменной или константе. Такая конструкция называется функциональным выражением (function expression).
Можно заметить, что в вышеприведённом примере функция назначена константе, но сама она имени не имеет. Такие функции называют анонимными. Подобным функциям можно назначать имена. В таком случае речь идёт об именованном функциональном выражении (named function expression).
Использование таких выражений повышает удобство отладки (в сообщениях об ошибках, где проводится трассировка стека, видно имя функции). Имя функции в функциональном выражении может понадобиться и для того, чтобы функция могла бы сама себя вызывать, без чего не обойтись при реализации рекурсивных алгоритмов.
В стандарте ES6 появились стрелочные функции (arrow function), которые особенно удобно использовать в виде так называемых «встроенных функций» (inline function) — в роли аргументов, передаваемых другим функциям (коллбэков).
Стрелочные функции, помимо того, что структуры, используемые для их объявления, получаются более компактными, чем при использовании обычных функций, отличаются от них некоторыми важными особенностями, о которых мы поговорим ниже.
Параметры функций
Параметры представляют собой переменные, которые задаются на этапе объявления функции и будут содержать передаваемые ей значения (эти значения называют аргументами). Функции в JavaScript могут либо не иметь параметров, либо иметь один или несколько параметров.
Здесь показано несколько примеров стрелочных функций.
Начиная со стандарта ES6 у функций могут быть так называемые «параметры по умолчанию» (default parameters).
Они представляют собой стандартные значения, задаваемые параметрам функций в том случае, если при её вызове значения некоторых параметров не задаются. Например, функцию, показанную выше, можно вызвать как с передачей ей всех двух принимаемых ей параметров, так и другими способами.
В ES8 появилась возможность ставить запятую после последнего аргумента функции (это называется trailing comma). Эта возможность позволяет повысить удобство редактирования кода при использовании систем контроля версий в ходе разработки программ. Подробности об этом можно почитать здесь и здесь.
Передаваемые функциям аргументы можно представлять в виде массивов. Для того чтобы разобрать эти аргументы можно воспользоваться оператором, который выглядит как три точки (это — так называемый «оператор расширения» или «оператор spread»). Вот как это выглядит.
Если функции нужно принимать много параметров, то запомнить порядок их следования может быть непросто. В таких случаях используются объекты с параметрами и возможности по деструктурированию объектов ES6.
Этот приём позволяет, описывая параметры в виде свойств объекта и передавая функции объект, получить в функции доступ к параметрам по их именам без использования дополнительных конструкций. Подробнее об этом приёме можно почитать здесь.
Значения, возвращаемые из функций
Если после ключевого слова return указать некое значение, то это значение возвращается в место вызова функции в качестве результата выполнения этой функции.
Из функции можно возвращать лишь одно значение. Для того чтобы получить возможность возврата нескольких значений, возвращать их можно либо в виде объекта, используя объектный литерал, либо в виде массива, а при вызове функции применять конструкцию деструктурирующего присваивания. Имена параметров при этом сохраняются. При этом, если нужно работать с объектом или массивом, возвращённым из функции, именно в виде объекта или массива, можно обойтись без деструктурирующего присваивания.
Конструкцию const [ name, age ] = doSomething() можно прочитать следующим образом: «объявить константы name и age и присвоить им значения элементов массива, который возвратит функция».
Вот как то же самое выглядит с использованием объекта.
Вложенные функции
Функции можно объявлять внутри других функций.
Область видимости вложенной функции ограничена внешней по отношению к ней функцией, её нельзя вызвать извне.
Методы объектов
Когда функции используются в качестве свойств объектов, такие функции называют методами объектов.
Ключевое слово this
Как видно, вызов метода start() приводит ко вполне ожидаемому результату, а вот метод stop() явно работает неправильно.
Вот как выглядит выполнение такого кода в консоли браузера.
Особенности ключевого слова this в обычных и стрелочных функциях
Всё это означает, что стрелочные функции не подходят на роль методов объектов и конструкторов (если попытаться использовать стрелочную функцию в роли конструктора — будет выдана ошибка TypeError ).
Немедленно вызываемые функциональные выражения
Немедленно вызываемое функциональное выражение (Immediately Invoked Function Expression, IIFE) — это функция, которая автоматически вызывается сразу после её объявления.
Точка с запятой перед IIFE необязательна, но её использование позволяет застраховаться от ошибок, связанных с автоматической расстановкой точек с запятой.
Поднятие функций
Если переместить вызов функции так, чтобы он шёл после её объявления, ничего не изменится.
Если же в похожей ситуации воспользоваться функциональным выражением, то похожий код выдаст ошибку.
Стрелочные функции
Сейчас мы подробнее поговорим о стрелочных функциях, с которыми мы уже встречались. Их можно считать одним из наиболее значительных новшеств стандарта ES6, они отличаются от обычных функций не только внешним видом, но и особенностями поведения. В наши дни они используются чрезвычайно широко. Пожалуй, нет ни одного современного проекта, где они не использовались бы в подавляющем большинстве случаев. Можно сказать, что их появление навсегда изменило и внешний вид JS-кода и особенности его работы.
С чисто внешней точки зрения синтаксис объявления стрелочных функций оказывается компактнее синтаксиса обычных функций. Вот объявление обычной функции.
Вот объявление стрелочной функции, которое, в целом, если не учитывать особенности стрелочных функций, аналогично предыдущему.
Как видите, параметры стрелочных функций, как и в случае с обычными функциями, описывают в скобках. При этом, если такая функция принимает всего один параметр, его можно указать без скобок. Например, вот функция, которая возвращает результат деления переданного ей числа на 2.
В результате оказывается, что стрелочные функции очень удобно использовать в ситуациях, в которых нужны маленькие функции.
▍Неявный возврат результатов работы функции
Мы уже касались этой особенности стрелочных функций, но она настолько важна, что её следует обсудить подробнее. Речь идёт о том, что однострочные стрелочные функции поддерживают неявный возврат результатов своей работы. Пример возврата примитивного значения из однострочной стрелочной функции мы уже видели. Как быть, если такая функция должна возвратить объект? В таком случае фигурные скобки объектного литерала могут запутать систему, поэтому в теле функции используются круглые скобки.
▍Ключевое слово this и стрелочные функции
Как мы уже видели, при использовании ключевого слова this в методе объекта, представленного обычной функцией, this указывает на объект, которому принадлежит метод. В таком случае говорят о привязке ключевого слова this к значению, представляющему собой контекст выполнения функции. В частности, если функция вызвана в виде метода объекта, то ключевое слово this привязано к этому объекту.
В случае же со стрелочными функциями оказывается так, что в них привязка this не выполняется, они пользуются ключевым словом this из содержащих их областей видимости. В результате их не рекомендуется использовать в качестве методов объектов.
Замыкания
Замыкания — это важная концепция в JavaScript. Фактически, если вы писали JS-функции, то вы пользовались и замыканиями. Замыкания применяются в некоторых паттернах проектирования — в том случае, если нужно организовать строгий контроль доступа к неким данным или функциям.
Когда функция вызывается, у неё есть доступ ко всему тому, что находится во внешней по отношению к ней области видимости. Но к тому, что объявлено внутри функции, извне доступа нет. То есть, если в функции была объявлена некая переменная (или другая функция), они недоступны внешнему коду ни во время выполнения функции, ни после завершения её работы. Однако если из функции возвратить другую функцию, то эта новая функция будет иметь доступ ко всему тому, что было объявлено в исходной функции. При этом всё это будет скрыто от внешнего кода в замыкании.
Рассмотрим пример. Вот функция, которая принимает имя собаки, после чего выводит его в консоль.
Значение, возвращаемое этой функцией нас пока не интересует, текст выводится в консоль с помощью IIFE, что в данном случае особой роли не играет, однако, это поможет нам увидеть связь между этой функцией и её вариантом, в котором, вместо вызова функции, которая выводит текст в консоль, мы эту функцию из переписанной функции bark() возвратим.
Результат работы код в двух случаях оказывается одинаковым. Но во втором случае то, что было передано исходной функции при её вызове (имя собаки, Roger ), хранится в замыкании, после чего используется другой функцией, возвращённой из исходной.
Проведём ещё один эксперимент — создадим, пользуясь исходной функцией, две новых, для разных собак.
Этот код выведет следующее.
Итоги
Уважаемые читатели! Как вы относитесь к стрелочным функциям в JavaScript?
Функции
Функции в JavaScript
Это определяет высокую выразительную мощность JavaScript и позволяет относить его к числу языков, реализующих функциональную парадигму программирования (что само по себе есть очень круто по многим соображениям).
Функция в JavaScript специальный тип объектов, позволяющий формализовать средствами языка определённую логику поведения и обработки данных.
Для понимания работы функций необходимо (и достаточно?) иметь представление о следующих моментах:
Объявление функций
Функции вида «function declaration statement»
Объявление функции (function definition, или function declaration, или function statement) состоит из ключевого слова function и следующих частей:
Например, следующий код объявляет простую функцию с именем square:
Функция square принимает один параметр, названный number. Состоит из одной инструкции, которая означает вернуть параметр этой функции (это number ) умноженный на самого себя. Инструкция return указывает на значение, которые будет возвращено функцией.
Примитивные параметры (например, число) передаются функции значением; значение передаётся в функцию, но если функция меняет значение параметра, это изменение не отразится глобально или после вызова функции.
Если вы передадите объект как параметр (не примитив, например, массив или определяемые пользователем объекты), и функция изменит свойство переданного в неё объекта, это изменение будет видно и вне функции, как показано в следующим примере:
Функции вида «function definition expression»
Функция вида «function declaration statement» по синтаксису является инструкцией (statement), ещё функция может быть вида «function definition expression». Такая функция может быть анонимной (она не имеет имени). Например, функция square может быть вызвана так:
Однако, имя может быть и присвоено для вызова самой себя внутри самой функции и для отладчика (debugger) для идентифицированные функции в стек-треках (stack traces; «trace» — «след» / «отпечаток»).
В следующим коде наша функция принимает функцию, которая является function definition expression, и выполняет его для каждого элемента принятого массива вторым аргументом.
Функция возвращает: [0, 1, 8, 125, 1000].
В JavaScript функция может быть объявлена с условием. Например, следующая функция будет присвоена переменной myFunc только, если num равно 0:
Метод — это функция, которая является свойством объекта. Узнать больше про объекты и методы можно по ссылке: Работа с объектами.
Вызовы функций
Объявление функции не выполняет её. Объявление функции просто называет функцию и указывает, что делать при вызове функции.
Эта инструкция вызывает функцию с аргументом 5. Функция вызывает свои инструкции и возвращает значение 25.
Функции могут быть в области видимости, когда они уже определены, но функции вида «function declaration statment» могут быть подняты (поднятие — hoisting), также как в этом примере:
Область видимости функции — функция, в котором она определена, или целая программа, если она объявлена по уровню выше.
Примечание: Это работает только тогда, когда объявлении функции использует вышеупомянутый синтаксис (т.е. function funcName()<> ). Код ниже не будет работать. Имеется в виду то, что поднятие функции работает только с function declaration и не работает с function expression.
Аргументы функции не ограничиваются строками и числами. Вы можете передавать целые объекты в функцию. Функция show_props() (объявленная в Работа с объектами) является примером функции, принимающей объекты аргументом.
Функция может вызвать саму себя. Например, вот функция рекурсивного вычисления факториала:
Затем вы можете вычислить факториалы от одного до пяти следующим образом:
Область видимости функций
Переменные объявленные в функции не могут быть доступными где-нибудь вне этой функции, поэтому переменные (которые нужны именно для функции) объявляют только в scope функции. При этом функция имеет доступ ко всем переменным и функциям, объявленным внутри её scope. Другими словами функция объявленная в глобальном scope имеет доступ ко всем переменным в глобальном scope. Функция объявленная внутри другой функции ещё имеет доступ и ко всем переменным её родительской функции и другим переменным, к которым эта родительская функция имеет доступ.
Scope и стек функции
Рекурсия
Функция может вызывать саму себя. Три способа такого вызова:
Для примера рассмотрим следующие функцию:
Внутри функции (function body) все следующие вызовы эквивалентны:
Функция, которая вызывает саму себя, называется рекурсивной функцией (recursive function). Получается, что рекурсия аналогична циклу (loop). Оба вызывают некоторый код несколько раз, и оба требуют условия (чтобы избежать бесконечного цикла, вернее бесконечной рекурсии). Например, следующий цикл:
можно было изменить на рекурсивную функцию и вызовом этой функции:
Однако некоторые алгоритмы не могут быть простыми повторяющимися циклами. Например, получение всех элементов структуры дерева (например, DOM) проще всего реализуется использованием рекурсии:
Также возможно превращение некоторых рекурсивных алгоритмов в нерекурсивные, но часто их логика очень сложна, и для этого потребуется использование стека (stack). По факту рекурсия использует stack: function stack.
Поведение стека можно увидеть в следующем примере:
Вложенные функции (nested functions) и замыкания (closures)
Вы можете вложить одну функцию в другую. Вложенная функция (nested function; inner) приватная (private) и она помещена в другую функцию (outer). Так образуется замыкание (closure). Closure — это выражение (обычно функция), которое может иметь свободные переменные вместе со средой, которая связывает эти переменные (что «закрывает» («close») выражение).
Поскольку вложенная функция это closure, это означает, что вложенная функция может «унаследовать» (inherit) аргументы и переменные функции, в которую та вложена. Другими словами, вложенная функция содержит scope внешней («outer») функции.
Следующий пример показывает вложенную функцию:
Поскольку вложенная функция формирует closure, вы можете вызвать внешнюю функцию и указать аргументы для обоих функций (для outer и innner).
Сохранение переменных
Это не отличается от хранения ссылок в других объектах, но часто менее очевидно, потому что не устанавливаются ссылки напрямую и нельзя посмотреть там.
Несколько уровней вложенности функций (Multiply-nested functions)
Функции можно вкладывать несколько раз, т.е. функция (A) хранит в себе функцию (B), которая хранит в себе функцию (C). Обе функции B и C формируют closures, так B имеет доступ к переменным и аргументам A, и C имеет такой же доступ к B. В добавок, поскольку C имеет такой доступ к B, который имеет такой же доступ к A, C ещё имеет такой же доступ к A. Таким образом closures может хранить в себе несколько scope; они рекурсивно хранят scope функций, содержащих его. Это называется chaining (chain — цепь; Почему названо «chaining» будет объяснено позже)
Рассмотрим следующий пример:
Конфликты имён (Name conflicts)
Когда два аргумента или переменных в scope у closure имеют одинаковые имена, происходит конфликт имени (name conflict). Более вложенный (more inner) scope имеет приоритет, так самый вложенный scope имеет наивысший приоритет, и наоборот. Это цепочка областей видимости (scope chain). Самым первым звеном является самый глубокий scope, и наоборот. Рассмотрим следующие:
Замыкания
Closures это один из главных особенностей JavaScript. JavaScript разрешает вложенность функций и предоставляет вложенной функции полный доступ ко всем переменным и функциям, объявленным внутри внешней функции (и другим переменным и функции, к которым имеет доступ эта внешняя функция).
Однако, внешняя функция не имеет доступа к переменным и функциям, объявленным во внутренней функции. Это обеспечивает своего рода инкапсуляцию для переменных внутри вложенной функции.
Также, поскольку вложенная функция имеет доступ к scope внешней функции, переменные и функции, объявленные во внешней функции, будет продолжать существовать и после её выполнения для вложенной функции, если на них и на неё сохранился доступ (имеется ввиду, что переменные, объявленные во внешней функции, сохраняются, только если внутренняя функция обращается к ним).
Closure создаётся, когда вложенная функция как-то стала доступной в неком scope вне внешней функции.
Более сложный пример представлен ниже. Объект с методами для манипуляции вложенной функции внешней функцией можно вернуть (return).
В коде выше переменная name внешней функции доступна для вложенной функции, и нет другого способа доступа к вложенным переменным кроме как через вложенную функцию. Вложенные переменные вложенной функции являются безопасными хранилищами для внешних аргументов и переменных. Они содержат «постоянные» и «инкапсулированные» данные для работы с ними вложенными функциями. Функции даже не должны присваиваться переменной или иметь имя.
Однако есть ряд подводных камней, которые следует учитывать при использовании замыканий. Если закрытая функция определяет переменную с тем же именем, что и имя переменной во внешней области, нет способа снова ссылаться на переменную во внешней области.
Использование объекта arguments
Объект arguments функции является псевдо-массивом. Внутри функции вы можете ссылаться к аргументам следующим образом:
Для примера рассмотрим функцию, которая конкатенирует несколько строк. Единственным формальным аргументом для функции будет строка, которая указывает символы, которые разделяют элементы для конкатенации. Функция определяется следующим образом:
Вы можете передавать любое количество аргументов в эту функцию, и он конкатенирует каждый аргумент в одну строку.
Рассмотрите объект Function в JavaScript-справочнике для большей информации.
Параметры функции
Начиная с ECMAScript 2015 появились два новых вида параметров: параметры по умолчанию (default parameters) и остаточные параметры (rest parameters).
Параметры по умолчанию (Default parameters)
С параметрами по умолчанию проверка наличия значения параметра в теле функции не нужна. Теперь вы можете просто указать значение по умолчанию для параметра b в объявлении функции:
Для более детального рассмотрения ознакомьтесь с параметрами по умолчанию.
Остаточные параметры (Rest parameters)
Остаточные параметры предоставляют нам массив неопределённых аргументов. В примере мы используем остаточные параметры, чтобы собрать аргументы с индексами со 2-го до последнего. Затем мы умножим каждый из них на значение первого аргумента. В этом примере используется стрелочная функция (Arrow functions), о которой будет рассказано в следующей секции.
Стрелочные функции
Более короткие функции
В некоторых функциональных паттернах приветствуется использование более коротких функций. Сравните:
Лексика this
До стрелочных функций каждая новая функция определяла своё значение this (новый объект в случае конструктора, undefined в strict mode, контекстный объект, если функция вызвана как метод объекта, и т.д.). Это оказалось раздражающим с точки зрения объектно-ориентированного стиля программирования.
В ECMAScript 3/5 эта проблема была исправлена путём присвоения значения this переменной, которую можно было бы замкнуть.
В arrow function значением this является окружающий его контекст, так следующий код работает ожидаемо:
Далее
Подробное техническое описание функций в статье справочника Функции
Смотрите также Function в Справочнике JavaScript для получения дополнительной информации по функции как объекту.