从一道面试题,到“我可能看了假源码”

今天想谈谈一道前端面试题,我做面试官的时候经常喜欢用它来考察面试者的基础是否扎实,以及逻辑、思维能力和临场表现,题目是:“模拟实现ES5中原生bind函数”。
也许这道题目已经不再新鲜,部分读者也会有思路来解答。社区上关于原生bind的研究也很多,比如用它来实现函数“颗粒化(currying)”,
或者“反颗粒化(uncurrying)”。
但是,我确信有很多细节是您注意不到的,也是社区上关于这个话题普遍缺失的。
这篇文章面向有较牢固JS基础的读者,会从最基本的理解入手,一直到分析ES5-shim实现bind源码,相信不同程度的读者都能有所收获。
也欢迎大家与我讨论。

bind函数究竟是什么?

在开启我们的探索之前,有必要先明确一下bind到底实现了什么:
1)简单粗暴地来说,bind是用于绑定this指向的。(如果你还不了解JS中this的指向问题,以及执行环境上下文的奥秘,这篇文章暂时就不太适合阅读)。

2)bind使用语法:

fun.bind(thisArg[, arg1[, arg2[, ...]]])

bind方法会创建一个新函数。当这个新函数被调用时,bind的第一个参数将作为它运行时的this,之后的一序列参数将会在传递的实参前传入作为它的参数。本文不打算科普基础,如果您还不清楚,请参考MDN内容

3)bind返回的绑定函数也能使用new操作符创建对象:这种行为就像把原函数当成构造器。提供的this值被忽略,同时调用时的参数被提供给模拟函数。

初级实现

了解了以上内容,我们来实现一个初级的bind函数Polyfill:

Function.prototype.bind = function (context) {
    var me = this;
    var argsArray = Array.prototype.slice.call(arguments);
    return function () {
        return me.apply(context, argsArray.slice(1))
    }
}

这是一般“表现良好”的面试者所能给我提供的答案,如果面试者能写到这里,我会给他60分。
我们先简要解读一下:
基本原理是使用apply进行模拟。函数体内的this,就是需要绑定this的实例函数,或者说是原函数。最后我们使用apply来进行参数(context)绑定,并返回。
同时,将第一个参数(context)以外的其他参数,作为提供给原函数的预设参数,这也是基本的“颗粒化(curring)”基础。

初级实现的加分项

上面的实现(包括后面的实现),其实是一个典型的“Monkey patching(猴子补丁)”,即“给内置对象扩展方法”。所以,如果面试者能进行一下“嗅探”,进行兼容处理,就是锦上添花了,我会给10分的附加分。

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    ...
}

颗粒化(curring)实现

上述的实现方式中,我们返回的参数列表里包含:atgsArray.slice(1),他的问题在于存在预置参数功能丢失的现象。
想象我们返回的绑定函数中,如果想实现预设传参(就像bind所实现的那样),就面临尴尬的局面。真正实现颗粒化的“完美方式”是:

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    var me = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    return function () {
        var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(innerArgs);
        return me.apply(context, finalArgs);
    }
}

如果面试者能够给出这样的答案,我内心独白会是“不错啊,貌似你就是我要找的那个TA~”。但是,我们注意在上边bind方法介绍的第三条提到:bind返回的函数如果作为构造函数,搭配new关键字出现的话,我们的绑定this就需要“被忽略”。

构造函数场景下的兼容

有了上边的讲解,不难理解需要兼容构造函数场景的实现:

Function.prototype.bind = Function.prototype.bind || function (context) {
    var me = this;
    var args = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
    var F = function () {};
    F.prototype = this.prototype;
    var bound = function () {
        var innerArgs = Array.prototype.slice.call(arguments);
        var finalArgs = args.concat(innerArgs);
        return me.apply(this instanceof F ? this : context || this, finalArgs);
    }
    bound.prototype = new F();
    return bound;
}

如果面试者能够写成这样,我几乎要给满分,会帮忙联系HR谈薪酬了。当然,还可以做的更加严谨。

更严谨的做法

我们需要调用bind方法的一定要是一个函数,所以可以在函数体内做一个判断:

if (typeof this !== "function") {
  throw new TypeError("Function.prototype.bind - what is trying to be bound is not callable");
}

做到所有这一切,我会很开心的给满分。其实MDN上有个自己实现的polyfill,就是如此实现的。
另外,《JavaScript Web Application》一书中对bind()的实现,也是如此。

故事貌似要画上休止符了——

一切还没完,高潮即将上演

如果你认为这样就完了,其实我会告诉你说,高潮才刚要上演。曾经的我也认为上述方法已经比较完美了,直到我看了es5-shim源码(已适当删减):

bind: function bind(that) {
    var target = this;
    if (!isCallable(target)) {
        throw new TypeError('Function.prototype.bind called on incompatible ' + target);
    }
    var args = array_slice.call(arguments, 1);
    var bound;
    var binder = function () {
        if (this instanceof bound) {
            var result = target.apply(
                this,
                array_concat.call(args, array_slice.call(arguments))
            );
            if ($Object(result) === result) {
                return result;
            }
            return this;
        } else {
            return target.apply(
                that,
                array_concat.call(args, array_slice.call(arguments))
            );
        }
    };
    var boundLength = max(0, target.length - args.length);
    var boundArgs = [];
    for (var i = 0; i < boundLength; i++) {
        array_push.call(boundArgs, '$' + i);
    }
    bound = Function('binder', 'return function (' + boundArgs.join(',') + '){ return binder.apply(this, arguments); }')(binder);

    if (target.prototype) {
        Empty.prototype = target.prototype;
        bound.prototype = new Empty();
        Empty.prototype = null;
    }
    return bound;
}

看到了这样的实现,心中的困惑太多,不禁觉得我看了“假源码”。但是仔细分析一下,剩下就是一个大写的 。。。服!
这里先留一个悬念,不进行源码分析。读者可以自己先研究一下。如果想看源码分析,点击这篇文章的后续-源码解读

总结

通过比对几版的polyfill实现,对于bind应该有了比较深刻的认识。作为这道面试题的考察点,肯定不是让面试者实现低版本浏览器的向下兼容,因为我们有了es5-shim,es5-sham处理兼容性问题,并且无脑兼容我也认为是历史的倒退。
回到这道题考查点上,他有效的考察了很重要的知识点:比如this的指向,JS的闭包,原型原型链功力,设计程序上的兼容考虑等等硬素质。
在前端技术快速发展迭代的今天,在“前端市场是否饱和”“前端求职火爆异常”“前端入门简单,钱多人傻”的浮躁环境下,对基础内功的修炼就显得尤为重要,这也是你在前端路上能走多远、走多久的关键。

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