JavaScript 学习笔记(二)

基本上所有的高级语言都支持函数,JavaScript也不例外。JavaScript的函数不但是“头等公民”,而且可以像变量一样使用,具有非常强大的抽象能力。

一般来说,一个函数是可以通过外部代码调用的一个“子程序”(或在递归的情况下由内部函数调用)。像程序本身一样,一个函数由称为函数体的一系列语句组成。值可以传递给一个函数,函数将返回一个值。

函数定义和调用

定义函数

在 JavaScript 中,定义函数的方法如下:

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function foo(x) {
if (x >= 0) {
return x;
} else {
return -x;
}
}

上面的 foo() 函数的各部分定义:

  • function 声明这是一个函数

  • foo 代表函数名称

  • (x) 括号内为函数的参数,多个参数以 , 分隔

  • {...} 花括号之间的代码为函数体,可以包含若干语句,甚至可以没有任何内容

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    function foo() {
    // TODO
    }

    注意 : 函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。

如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为undefined

由于JavaScript的函数也是一个对象,上述定义的foo()函数实际上是一个函数对象,而函数名foo可以视为指向该函数的变量。

因此,第二种定义函数的方式如下:

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var foo = function () {
// TODO
}; // 需要在函数体末尾加一个;,表示赋值语句结束

在这种方式下,function (x) { ... }是一个匿名函数,它没有函数名。但是,这个匿名函数赋值给了变量foo,所以,通过变量foo就可以调用该函数。

调用函数

调用函数:

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// 声明一个函数: 打印 Hello World!
var foo = function () {
// TODO
console.log('Hello World!')
}

// 调用函数
foo()

由于JavaScript允许传入任意个参数而不影响调用,因此传入的参数比定义的参数多也没有问题,虽然函数内部并不需要这些参数:

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// 声明一个函数
function foo(x) {
if (x >= 0) {
return x;
} else {
return -x;
}
}

// 调用函数
foo(10, 'balabala') // 返回 10
foo(-1, '张三', '李四', '王二') // 返回 1

传入的参数比定义的少也没有问题:

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// 声明一个函数
function foo(x) {
if (x >= 0) {
return x;
} else {
return -x;
}
}

// 调用函数
foo() // 返回 NaN

此时foo(x)函数的参数x将收到undefined,计算结果为NaN

要避免收到undefined,可以对参数进行检查:

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function foo(x) {
if (typeof x !== 'number') {
throw 'Please input a number!';
} else if (x >= 0) {
return x;
} else {
return -x;
}
}

arguments

JavaScript还有一个免费赠送的关键字arguments,它只在函数内部起作用,并且永远指向当前函数的调用者传入的所有参数。arguments类似Array但它不是一个Array

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function foo(x) {
console.log('x = ' + x); // 10
for (var i=0; i<arguments.length; i++) {
console.log('arg ' + i + ' = ' + arguments[i]); // 10, 20, 30
}
}
foo(10, 20, 30);

利用arguments,你可以获得调用者传入的所有参数。也就是说,即使函数不定义任何参数,还是可以拿到参数的值:

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function foo() {
if (arguments.length === 0) {
return 0;
}
var x = arguments[0];
return x >= 0 ? x : -x;
}

foo(); // 0
foo(10); // 10
foo(-1); // 1

实际上arguments最常用于判断传入参数的个数。你可能会看到这样的写法:

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// foo(a[, b], c)
// 接收2~3个参数,b是可选参数,如果只传2个参数,b默认为null:
function foo(a, b, c) {
if (arguments.length === 2) {
// 实际拿到的参数是a和b,c为undefined
c = b; // 把b赋给c
b = null; // b变为默认值
}
// ...
}

要把中间的参数b变为“可选”参数,就只能通过arguments判断,然后重新调整参数并赋值。

剩余参数

由于JavaScript函数允许接收任意个参数,于是我们就不得不用arguments来获取所有参数:

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function foo(a, b) {
var i, rest = [];
if (arguments.length > 2) {
for (i = 2; i<arguments.length; i++) {
rest.push(arguments[i]);
}
}
console.log(`a = ${a}`);
console.log(`b = ${b}`);
console.log(rest);
}

rest参数用于获取函数的多余参数,这样就不需要使用arguments对象了。rest参数搭配的变量是一个数组,该变量将多余的参数放入数组中。

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function(a, b, ...rest) {
// ...
}

如果函数的最后一个命名参数以...为前缀,则它将成为一个由剩余参数组成的真数组,其中从0(包括)到theArgs.length(排除)的元素由传递给函数的实际参数提供。

剩余参数和 arguments对象之间的区别主要有三个:

  • 剩余参数只包含那些没有对应形参的实参,而 arguments 对象包含了传给函数的所有实参。
  • arguments对象不是一个真正的数组,而剩余参数是真正的 Array实例,也就是说你能够在它上面直接使用所有的数组方法,比如 sortmapforEachpop
  • arguments对象还有一些附加的属性 (如callee属性)。

练习

1、定义一个计算圆面积的函数area_of_circle(),它有两个参数:

  • r: 表示圆的半径;
  • pi: 表示π的值,如果不传,则默认3.14
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function area_of_circle(r, pi) {
if (pi) {
return pi * r * r
} else {
return 3.14 * r * r
}
}

// 测试:
if (area_of_circle(2) === 12.56 && area_of_circle(2, 3.1416) === 12.5664) {
console.log('测试通过');
} else {
console.log('测试失败');
}

2、小明是一个JavaScript新手,他写了一个max()函数,输入任意数量的数,返回最大的那个:

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function max(...theArgs) {
theArgs.sort()
return theArgs[0]
}

变量作用域与解构赋值

在JavaScript中,用var申明的变量实际上是有作用域的。

如果一个变量在函数体内部申明,则该变量的作用域为整个函数体,在函数体外不可引用该变量:

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function foo() {
var x = 1;
x = x + 1;
}

x = x + 2; // ReferenceError: x is not defined 无法在函数体外引用变量x

如果两个不同的函数各自申明了同一个变量,那么该变量只在各自的函数体内起作用。换句话说,不同函数内部的同名变量互相独立,互不影响:

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function foo1() {
var x = 1;
x = x + 1;
}

function foo2() {
var x = 'A';
x = x + 'B';
}

由于JavaScript的函数可以嵌套,此时,内部函数可以访问外部函数定义的变量,反过来则不行:

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function foo1() {
var x = 1;
function foo2() {
var y = x + 1; // foo2 可以访问 foo1 的变量x!
}
var z = y + 1; // ReferenceError! foo1 不可以访问 foo2 的变量y!
}

如果内部函数和外部函数的变量名重名怎么办?来测试一下:

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function foo1() {
var x = 1;
function foo2() {
var x = 'A';
console.log('x in foo2() = ' + x); // 'A'
}
console.log('x in foo1() = ' + x); // 1
foo2();
}

foo1();

这说明JavaScript的函数在查找变量时从自身函数定义开始,从“内”向“外”查找。如果内部函数定义了与外部函数重名的变量,则内部函数的变量将“屏蔽”外部函数的变量。

变量提升

JavaScript的函数定义有个特点,它会先扫描整个函数体的语句,把所有申明的变量“提升”到函数顶部:

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function foo() {
var x = 'Hello, ' + y;
console.log(x);
var y = 'World!';
}

foo() // Hello, undefined

语句var x = 'Hello, ' + y;并不报错,原因是变量y在稍后申明了。但是console.log显示Hello, undefined,说明变量y的值为undefined。这正是因为JavaScript引擎自动提升了变量y的声明,但不会提升变量y的赋值。

对于上述foo()函数,JavaScript引擎看到的代码相当于:

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function foo() {
var y; // 提升变量y的申明,此时y为undefined
var x = 'Hello, ' + y;
console.log(x);
y = 'Bob';
}

由于JavaScript的这一怪异的“特性”,我们在函数内部定义变量时,请严格遵守“在函数内部首先申明所有变量”这一规则。最常见的做法是用一个var申明函数内部用到的所有变量:

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function foo() {
var
x = 1, // x初始化为1
y = x + 1, // y初始化为2
z, i; // z和i为undefined
// 其他语句:
for (i=0; i<100; i++) {
...
}
}

全局作用域

不在任何函数内定义的变量就具有全局作用域。实际上,JavaScript默认有一个全局对象window,全局作用域的变量实际上被绑定到window的一个属性:

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var course = '学习 JavaScript';
alert(course); // '学习 JavaScript'
alert(window.course); // '学习 JavaScript'

因此,直接访问全局变量course和访问window.course是完全一样的。

由于函数定义有两种方式,以变量方式var foo = function () {}定义的函数实际上也是一个全局变量,因此,顶层函数的定义也被视为一个全局变量,并绑定到window对象:

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function foo() {
alert('foo');
}

foo(); // 直接调用foo()
window.foo(); // 通过window.foo()调用

命名空间

全局变量会绑定到window上,不同的JavaScript文件如果使用了相同的全局变量,或者定义了相同名字的顶层函数,都会造成命名冲突,并且很难被发现。

减少冲突的一个方法是把自己的所有变量和函数全部绑定到一个全局变量中。例如:

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// 唯一的全局变量MYAPP:
var MYAPP = {};

// 其他变量:
MYAPP.name = 'myapp';
MYAPP.version = 1.0;

// 其他函数:
MYAPP.foo = function () {
return 'foo';
};

把自己的代码全部放入唯一的命名空间MYAPP中,会大大减少全局变量冲突的可能。

局部作用域

由于JavaScript的变量作用域实际上是函数内部,我们在for循环等语句块中是无法定义具有局部作用域的变量的:

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function foo() {
for (var i=0; i<100; i++) {
//
}
i += 100; // 仍然可以引用变量i
}

为了解决块级作用域,ES6引入了新的关键字let,用let替代var可以申明一个块级作用域的变量:

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function foo() {
var sum = 0;
for (let i=0; i<100; i++) {
sum += i;
}
// SyntaxError:
i += 1;
}

常量

由于varlet申明的是变量,如果要申明一个常量,在ES6之前是不行的,我们通常用全部大写的变量来表示“这是一个常量,不要修改它的值”:

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var PI = 3.14;

ES6标准引入了新的关键字const来定义常量,constlet都具有块级作用域:

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const PI = 3.14;
PI = 3; // Uncaught TypeError: Assignment to constant variable.
PI; // 3.14

解构赋值

从ES6开始,JavaScript引入了解构赋值,可以同时对一组变量进行赋值。

什么是解构赋值?我们先看看传统的做法,如何把一个数组的元素分别赋值给几个变量:

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var array = ['hello', 'JavaScript', 'ES6'];
var x = array[0];
var y = array[1];
var z = array[2];

在ES6中,可以使用解构赋值,直接对多个变量同时赋值:

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var [x, y, z] = ['hello', 'JavaScript', 'ES6'];
// x, y, z分别被赋值为数组对应元素:
console.log('x = ' + x + ', y = ' + y + ', z = ' + z);

注意,对数组元素进行解构赋值时,多个变量要用[...]括起来。

如果数组本身还有嵌套,也可以通过下面的形式进行解构赋值,注意嵌套层次和位置要保持一致:

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let [x, [y, z]] = ['hello', ['JavaScript', 'ES6']];
x; // 'hello'
y; // 'JavaScript'
z; // 'ES6

解构赋值还可以忽略某些元素:

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let [, , z] = ['hello', 'JavaScript', 'ES6']; // 忽略前两个元素,只对z赋值第三个元素
z; // 'ES6'

如果需要从一个对象中取出若干属性,也可以使用解构赋值,便于快速获取对象的指定属性:

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var person = {
name: '小明',
age: 20,
gender: 'male',
phoneNumber: '88888888',
school: 'No.4 middle school'
};
var {name, age, phoneNumber} = person;
// name, age, passport分别被赋值为对应属性:
console.log(
`姓名: ${name}
年龄: ${age}
电话号码: ${phoneNumber}`);

对一个对象进行解构赋值时,同样可以直接对嵌套的对象属性进行赋值,只要保证对应的层次是一致的:

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var person = {
name: '小明',
age: 20,
gender: 'male',
phoneNumber: '88888888',
school: 'No.4 middle school',
address: {
city: 'Beijing',
street: 'No.1 Road',
zipcode: '100001'
}
};
var {name, address: {city, zip}} = person;
name; // '小明'
city; // 'Beijing'
zip; // undefined, 因为属性名是zipcode而不是zip
// 注意: address不是变量,而是为了让city和zip获得嵌套的address对象的属性:
address; // Uncaught ReferenceError: address is not defined

使用解构赋值对对象属性进行赋值时,如果对应的属性不存在,变量将被赋值为undefined,这和引用一个不存在的属性获得undefined是一致的。如果要使用的变量名和属性名不一致,可以用下面的语法获取:

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var person = {
name: '小明',
age: 20,
gender: 'male',
phoneNumber: '88888888',
school: 'No.4 middle school'
};
let {name, phoneNumber:cellPhoneNumber} = person;
console.log(name); // '小明'
console.log(cellPhoneNumber); // '88888888'

解构赋值还可以使用默认值,这样就避免了不存在的属性返回undefined的问题:

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var person = {
name: '小明',
age: 20,
gender: 'male',
phoneNumber: '88888888',
school: 'No.4 middle school'
};
var {name, single=true} = person;
name; // '小明'
single; // true

有些时候,如果变量已经被声明了,再次赋值的时候,正确的写法也会报语法错误:

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// 声明变量:
var x, y;
// 解构赋值:
{x, y} = { name: '小明', x: 100, y: 200};
// 语法错误: Uncaught SyntaxError: Unexpected token =

因为JavaScript引擎把{开头的语句当作了块处理,于是=不再合法。解决方法是用小括号括起来:

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({x, y} = { name: '小明', x: 100, y: 200});

使用场景

解构赋值在很多时候可以大大简化代码。例如,交换两个变量xy的值,可以这么写,不再需要临时变量:

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var x=1, y=2;
[x, y] = [y, x]

快速获取当前页面的域名和路径:

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var {hostname:domain, pathname:path} = location;

如果一个函数接收一个对象作为参数,那么,可以使用解构直接把对象的属性绑定到变量中。例如,下面的函数可以快速创建一个Date对象:

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function buildDate({year, month, day, hour=0, minute=0, second=0}) {
return new Date(year + '-' + month + '-' + day + ' ' + hour + ':' + minute + ':' + second);
}

它的方便之处在于传入的对象只需要yearmonthday这三个属性:

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buildDate({ year: 2017, month: 1, day: 1 });
// Sun Jan 01 2017 00:00:00 GMT+0800 (CST)

也可以传入hourminutesecond属性:

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buildDate({ year: 2017, month: 1, day: 1, hour: 20, minute: 15 });
// Sun Jan 01 2017 20:15:00 GMT+0800 (CST)

使用解构赋值可以减少代码量,但是,需要在支持ES6解构赋值特性的现代浏览器中才能正常运行。

方法

在一个对象中绑定函数,称为这个对象的方法。

在JavaScript中,对象的定义是这样的:

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var xiaoming = {
name: '小明',
birth: 1996
};

但是,如果我们给xiaoming绑定一个函数,就可以做更多的事情。比如,写个age()方法,返回xiaoming的年龄:

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var xiaoming = {
name: '小明',
birth: 1996,
age: function () {
var y = new Date().getFullYear();
return y - this.birth;
}
};

xiaoming.age; // function xiaoming.age()
xiaoming.age(); // 今年调用是25,明年调用就变成26了

绑定到对象上的函数称为方法,和普通函数也没啥区别,但是它在内部使用了一个this关键字

在一个方法内部,this是一个特殊变量,它始终指向当前对象,也就是xiaoming这个变量。所以,this.birth可以拿到xiaomingbirth属性。

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function getAge() {
var y = new Date().getFullYear();
return y - this.birth;
}

var xiaoming = {
name: '小明',
birth: 1996,
age: getAge
};

xiaoming.age(); // 25, 正常结果
getAge(); // NaN

单独调用函数getAge()怎么返回了NaN

JavaScript的函数内部如果调用了this,那么这个this到底指向谁?

答案是,视情况而定!

如果以对象的方法形式调用,比如xiaoming.age(),该函数的this指向被调用的对象,也就是xiaoming,这是符合我们预期的。

如果单独调用函数,比如getAge(),此时,该函数的this指向全局对象,也就是window

把上面的方法重构一下:

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var xiaoming = {
name: '小明',
birth: 1990,
age: function () {
function getAgeFromBirth() {
var y = new Date().getFullYear();
return y - this.birth;
}
return getAgeFromBirth();
}
};

xiaoming.age(); // Uncaught TypeError: Cannot read property 'birth' of undefined

报错了!原因是this指针只在age方法的函数内指向xiaoming,在函数内部定义的函数,this又指向undefined了!

修复的办法是先用一个that变量首先捕获this

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var xiaoming = {
name: '小明',
birth: 1990,
age: function () {
var that = this; // 在方法内部一开始就捕获this
function getAgeFromBirth() {
var y = new Date().getFullYear();
return y - that.birth; // 用that而不是this
}
return getAgeFromBirth();
}
};

xiaoming.age(); // 25

var that = this;,你就可以放心地在方法内部定义其他函数,而不是把所有语句都堆到一个方法中。

apply

要指定函数的this指向哪个对象,可以用函数本身的apply方法,它接收两个参数,第一个参数就是需要绑定的this变量,第二个参数是Array,表示函数本身的参数。

apply修复getAge()调用:

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function getAge() {
var y = new Date().getFullYear();
return y - this.birth;
}

var xiaoming = {
name: '小明',
birth: 1990,
age: getAge
};

xiaoming.age(); // 25
getAge.apply(xiaoming, []); // 25, this指向xiaoming, 参数为空

另一个与apply()类似的方法是call(),唯一区别是:

  • apply()把参数打包成Array再传入
  • call()把参数按顺序传入。

比如调用Math.max(3, 5, 4),分别用apply()call()实现如下:

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Math.max.apply(null, [3, 5, 4]); // 5
Math.max.call(null, 3, 5, 4); // 5

对普通函数调用,我们通常把this绑定为null

装饰器

利用apply(),我们还可以动态改变函数的行为。

JavaScript的所有对象都是动态的,即使内置的函数,我们也可以重新指向新的函数。

现在假定我们想统计一下代码一共调用了多少次parseInt(),可以把所有的调用都找出来,然后手动加上count += 1,不过这样做太笨了。最佳方案是用我们自己的函数替换掉默认的parseInt()

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var count = 0;
var oldParseInt = parseInt; // 保存原函数

window.parseInt = function () {
count += 1;
return oldParseInt.apply(null, arguments); // 调用原函数
};

// 测试:
parseInt('10');
parseInt('20');
parseInt('30');
console.log('count = ' + count); // 3

高阶函数

高阶函数英文叫Higher-order function。那么什么是高阶函数?

JavaScript的函数其实都指向某个变量。既然变量可以指向函数,函数的参数能接收变量,那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数,这种函数就称之为高阶函数。

一个最简单的高阶函数:

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function add(x, y, f) {
return f(x) + f(y);
}

当我们调用add(-5, 6, Math.abs)时,参数xyf分别接收-56和函数Math.abs,根据函数定义,我们可以推导计算过程为:

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x = -5;
y = 6;
f = Math.abs;
f(x) + f(y) ==> Math.abs(-5) + Math.abs(6) ==> 11;
return 11;

用代码验证一下:

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function add(x, y, f) {
return f(x) + f(y);
}

var x = add(-5, 6, Math.abs); // 11
console.log(x);

Map/Reduce

当前的软件实现是指定一个Map(映射)函数,用来把一组键值对映射成一组新的键值对,指定并发的Reduce(归约)函数,用来保证所有映射的键值对中的每一个共享相同的键组。

Map

举例说明,比如我们有一个函数f(x)=x2,要把这个函数作用在一个数组[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]上,就可以用Map实现如下:

2021-01-31-01.png

由于map()方法定义在JavaScript的Array中,我们调用Arraymap()方法,传入我们自己的函数,就得到了一个新的Array作为结果:

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function pow(x) {
return x * x;
}
var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
var results = arr.map(pow); // [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
console.log(results);

注意:map()传入的参数是pow,即函数对象本身。

不需要map(),写一个循环,也可以计算出结果:

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var f = function (x) {
return x * x;
};

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
var result = [];
for (var i=0; i<arr.length; i++) {
result.push(f(arr[i]));
}

的确可以,但是,从上面的循环代码,我们无法一眼看明白“把f(x)作用在Array的每一个元素并把结果生成一个新的Array”。

所以,map()作为高阶函数,事实上它把运算规则抽象了,因此,我们不但可以计算简单的f(x)=x2,还可以计算任意复杂的函数,比如,把Array的所有数字转为字符串:

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var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
arr.map(String); // ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

Reduce

再看reduce的用法。Array的reduce()把一个函数作用在这个Array[x1, x2, x3...]上,这个函数必须接收两个参数,reduce()把结果继续和序列的下一个元素做累积计算,其效果就是:

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[x1, x2, x3, x4].reduce(f) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)

比方说对一个Array求和,就可以用reduce实现:

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var arr = [1, 3, 5, 7, 9];
arr.reduce(function (x, y) {
return x + y;
}); // 25

练习

  1. 利用reduce()求积:
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function product(...arr) {
return arr.reduce((a, b) => {
return a * b
});
}

console.log(product(1,2,3,4,5)) // 120
  1. 利用reduce()[1, 3, 5, 7, 9]变换成整数13579
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function toInt(...arr) {
return arr.reduce((a, b) => {
return a * 10 + b
})
}
  1. 不要使用JavaScript内置的parseInt()函数,利用map和reduce操作实现一个string2int()函数:
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function string2int(s) {
var arrStr = s.split('');
var arrInt = arrStr.map(x => {
return +x;
});
return arrInt.reduce((x, y) => {
return x * 10 + y;
});
}

// 测试:
if (string2int('0') === 0 && string2int('12345') === 12345 && string2int('12300') === 12300) {
if (string2int.toString().indexOf('parseInt') !== -1) {
console.log('请勿使用parseInt()!');
} else if (string2int.toString().indexOf('Number') !== -1) {
console.log('请勿使用Number()!');
} else {
console.log('测试通过!');
}
}
else {
console.log('测试失败!');
}
  1. 请把用户输入的不规范的英文名字,变为首字母大写,其他小写的规范名字。输入:['adam', 'LISA', 'barT'],输出:['Adam', 'Lisa', 'Bart']
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function normalize(arr) {
return arr.map(s => {
s=s.toLowerCase();
var temp=[...s];
temp[0]=temp[0].toUpperCase();
return s=temp.join(""); //map函数体内记得加return哦,不然函数执行后释放就啥都没了。
});
}
  1. 小明希望利用map()把字符串变成整数,而结果是1, NaN, NaN,请帮他找到原因并修正代码:
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var arr = ['1', '2', '3'];
var r;
// r = arr.map(parseInt); // 1,NaN,NaN
r = arr.map(x => {
return parseInt(x)
});
console.log(r); // 1,2,3

由于map()接收的回调函数可以有3个参数:callback(currentValue, index, array),通常我们仅需要第一个参数,而忽略了传入的后面两个参数。不幸的是,parseInt(string, radix)没有忽略第二个参数,导致实际执行的函数分别是:

  • parseInt(‘1’, 0); // 1, 按十进制转换
  • parseInt(‘2’, 1); // NaN, 没有一进制
  • parseInt(‘3’, 2); // NaN, 按二进制转换不允许出现3

可以改为r = arr.map(Number);,因为Number(value)函数仅接收一个参数。

filter

filter也是一个常用的操作,它用于把Array的某些元素过滤掉,然后返回剩下的元素。

map()类似,Arrayfilter()也接收一个函数。和map()不同的是,filter()把传入的函数依次作用于每个元素,然后根据返回值是true还是false决定保留还是丢弃该元素。

例如,在一个Array中,删掉偶数,只保留奇数,可以这么写:

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var arr = [1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 15];
var r = arr.filter(x => {
return x % 2 !== 0;
});
consoel.log(r); // [1, 5, 9, 15]

把一个Array中的空字符串删掉,可以这么写:

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var arr = ['A', '', 'B', null, undefined, 'C', '  '];
var r = arr.filter(function (s) {
return s && s.trim(); // 注意:IE9以下的版本没有trim()方法
});
consoel.log(r); // ['A', 'B', 'C']

回调函数

filter()接收的回调函数,其实可以有多个参数。通常我们仅使用第一个参数,表示Array的某个元素。回调函数还可以接收另外两个参数,表示元素的位置和数组本身:

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var arr = ['A', 'B', 'C'];
var r = arr.filter((element, index, self) => {
console.log(element); // 依次打印'A', 'B', 'C'
console.log(index); // 依次打印0, 1, 2
console.log(self); // self就是变量arr
return true;
});

利用filter,可以巧妙地去除Array的重复元素:

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var
r,
arr = ['apple', 'strawberry', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'orange', 'strawberry'];
r = arr.filter(function (element, index, self) {
return self.indexOf(element) === index;
});
console.log(r.toString()); // apple,strawberry,banana,pear,orange

去除重复元素依靠的是indexOf总是返回第一个元素的位置,后续的重复元素位置与indexOf返回的位置不相等,因此被filter滤掉了。

练习

  1. 请尝试用filter()筛选出素数:
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function get_primes(arr) {
return arr.filter(x => {
if (x === 2) {
return true;
} else if (x > 2) {
for (let i = 2; i < x; i++) {
if (x%i === 0) {
return false
};
};
return true
} ;
});
}

sort

排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序,排序的核心是比较两个元素的大小。如果是数字,我们可以直接比较,但如果是字符串或者两个对象呢?直接比较数学上的大小是没有意义的,因此,比较的过程必须通过函数抽象出来。通常规定,对于两个元素xy,如果认为x < y,则返回-1,如果认为x == y,则返回0,如果认为x > y,则返回1,这样,排序算法就不用关心具体的比较过程,而是根据比较结果直接排序。

JavaScript的Arraysort()方法就是用于排序的,但是排序结果可能让你大吃一惊:

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// 看上去正常的结果:
['Google', 'Apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Apple', 'Google', 'Microsoft'];

// apple排在了最后:
['Google', 'apple', 'Microsoft'].sort(); // ['Google', 'Microsoft", 'apple']

// 无法理解的结果:
[10, 20, 1, 2].sort(); // [1, 10, 2, 20]

第二个排序把apple排在了最后,是因为字符串根据ASCII码进行排序,而小写字母a的ASCII码在大写字母之后。

第三个排序是因为Arraysort()方法默认把所有元素先转换为String再排序,结果'10'排在了'2'的前面,因为字符'1'比字符'2'的ASCII码小。

如果不知道sort()方法的默认排序规则,直接对数字排序,绝对栽进坑里!

幸运的是,sort()方法也是一个高阶函数,它还可以接收一个比较函数来实现自定义的排序。

要按数字大小排序,我们可以这么写:

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var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort(function (x, y) {
if (x < y) {
return -1;
}
if (x > y) {
return 1;
}
return 0;
});
console.log(arr); // [1, 2, 10, 20]

如果要倒序排序,我们可以把大的数放前面:

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var arr = [10, 20, 1, 2];
arr.sort(function (x, y) {
if (x < y) {
return 1;
}
if (x > y) {
return -1;
}
return 0;
}); // [20, 10, 2, 1]

默认情况下,对字符串排序,是按照ASCII的大小比较的,现在,我们提出排序应该忽略大小写,按照字母序排序。要实现这个算法,不必对现有代码大加改动,只要我们能定义出忽略大小写的比较算法就可以:

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var arr = ['Google', 'apple', 'Microsoft'];
arr.sort(function (s1, s2) {
x1 = s1.toUpperCase();
x2 = s2.toUpperCase();
if (x1 < x2) {
return -1;
}
if (x1 > x2) {
return 1;
}
return 0;
}); // ['apple', 'Google', 'Microsoft']

sort()方法会直接对Array进行修改,它返回的结果仍是当前Array

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var a1 = ['B', 'A', 'C'];
var a2 = a1.sort();
a1; // ['A', 'B', 'C']
a2; // ['A', 'B', 'C']
a1 === a2; // true, a1和a2是同一对象

Array

对于数组,除了map()reducefilter()sort()这些方法可以传入一个函数外,Array对象还提供了很多非常实用的高阶函数。

every

every()方法可以判断数组的所有元素是否满足测试条件。

例如,给定一个包含若干字符串的数组,判断所有字符串是否满足指定的测试条件:

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var arr = ['Apple', 'pear', 'orange'];
console.log(arr.every(function (s) {
return s.length > 0;
})); // true, 因为每个元素都满足s.length>0

console.log(arr.every(function (s) {
return s.toLowerCase() === s;
})); // false, 因为不是每个元素都全部是小写

find

find()方法用于查找符合条件的第一个元素,如果找到了,返回这个元素,否则,返回undefined

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var arr = ['Apple', 'pear', 'orange'];
console.log(arr.find(function (s) {
return s.toLowerCase() === s;
})); // 'pear', 因为pear全部是小写

console.log(arr.find(function (s) {
return s.toUpperCase() === s;
})); // undefined, 因为没有全部是大写的元素

findIndex

findIndex()find()类似,也是查找符合条件的第一个元素,不同之处在于findIndex()会返回这个元素的索引,如果没有找到,返回-1

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var arr = ['Apple', 'pear', 'orange'];
console.log(arr.findIndex(function (s) {
return s.toLowerCase() === s;
})); // 1, 因为'pear'的索引是1

console.log(arr.findIndex(function (s) {
return s.toUpperCase() === s;
})); // -1

forEach

forEach()map()类似,它也把每个元素依次作用于传入的函数,但不会返回新的数组。forEach()常用于遍历数组,因此,传入的函数不需要返回值:

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var arr = ['Apple', 'pear', 'orange'];
arr.forEach(console.log); // 依次打印每个元素

闭包

函数作为返回值

高阶函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回。

我们来实现一个对Array的求和。通常情况下,求和的函数是这样定义的:

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function sum(arr) {
return arr.reduce(function (x, y) {
return x + y;
});
}

sum([1, 2, 3, 4, 5]); // 15

但是,如果不需要立刻求和,而是在后面的代码中,根据需要再计算怎么办?可以不返回求和的结果,而是返回求和的函数!

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function lazy_sum(arr) {
var sum = function () {
return arr.reduce(function (x, y) {
return x + y;
});
}
return sum;
}

当我们调用lazy_sum()时,返回的并不是求和结果,而是求和函数:

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var f = lazy_sum([1, 2, 3, 4, 5]); // function sum()

调用函数f时,才真正计算求和的结果:

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f(); // 15

注意到返回的函数在其定义内部引用了局部变量arr,所以,当一个函数返回了一个函数后,其内部的局部变量还被新函数引用,所以,闭包用起来简单,实现起来可不容易。

另一个需要注意的问题是,返回的函数并没有立刻执行,而是直到调用了f()才执行。我们来看一个例子:

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function count() {
var arr = [];
for (var i=1; i<=3; i++) {
arr.push(function () {
return i * i;
});
}
return arr;
}

var results = count();
var f1 = results[0];
var f2 = results[1];
var f3 = results[2];

在上面的例子中,每次循环,都创建了一个新的函数,然后,把创建的3个函数都添加到一个Array中返回了。

你可能认为调用f1()f2()f3()结果应该是149,但实际结果是:

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f1(); // 16
f2(); // 16
f3(); // 16

箭头函数

箭头函数相当于匿名函数,并且简化了函数定义。箭头函数有两种格式,一种像上面的,只包含一个表达式,连{ ... }return都省略掉了。还有一种可以包含多条语句,这时候就不能省略{ ... }return

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x => {
if (x > 0) {
return x * x;
}
else {
return - x * x;
}
}

如果参数不是一个,就需要用括号()括起来:

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// 两个参数:
(x, y) => x * x + y * y

// 无参数:
() => 3.14

// 可变参数:
(x, y, ...rest) => {
var i, sum = x + y;
for (i=0; i<rest.length; i++) {
sum += rest[i];
}
return sum;
}

练习

  1. 请使用箭头函数简化排序时传入的函数:
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var arr = [10, 20, 1, 2];

arr.sort((x, y) => {
if (x > y) {
return 1;
} else {
return -1;
}
});
console.log(arr); // [1, 2, 10, 20]

generator

generator(生成器)是ES6标准引入的新的数据类型。一个generator看上去像一个函数,但可以返回多次。

generator跟函数很像,定义如下:

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function* foo(x) {
yield x + 1;
yield x + 2;
return x + 3;
}

generator和函数不同的是,generator由function*定义(注意多出的*号),并且,除了return语句,还可以用yield返回多次。

我们以一个著名的斐波那契数列为例,它由01开头:

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// 普通写法
function fib(max) {
var
t,
a = 0,
b = 1,
arr = [0, 1];
while (arr.length < max) {
[a, b] = [b, a + b];
arr.push(b);
}
return arr;
}

// 测试:
fib(5); // [0, 1, 1, 2, 3]
fib(10); // [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]
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// 用generator改写
function* fib(max) {
var
t,
a = 0,
b = 1,
n = 0;
while (n < max) {
yield a;
[a, b] = [b, a + b];
n ++;
}
return;
}

直接调用试试:

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fib(5); // fib {[[GeneratorStatus]]: "suspended", [[GeneratorReceiver]]: Window}

直接调用一个generator和调用函数不一样,fib(5)仅仅是创建了一个generator对象,还没有去执行它。

调用generator对象有两个方法,一是不断地调用generator对象的next()方法:

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var f = fib(5);
f.next(); // {value: 0, done: false}
f.next(); // {value: 1, done: false}
f.next(); // {value: 1, done: false}
f.next(); // {value: 2, done: false}
f.next(); // {value: 3, done: false}
f.next(); // {value: undefined, done: true}

next()方法会执行generator的代码,然后,每次遇到yield x;就返回一个对象{value: x, done: true/false},然后“暂停”。返回的value就是yield的返回值,done表示这个generator是否已经执行结束了。如果donetrue,则value就是return的返回值。

当执行到donetrue时,这个generator对象就已经全部执行完毕,不要再继续调用next()了。

第二个方法是直接用for ... of循环迭代generator对象,这种方式不需要我们自己判断done

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function* fib(max) {
var
t,
a = 0,
b = 1,
n = 0;
while (n < max) {
yield a;
[a, b] = [b, a + b];
n ++;
}
return;
}
for (var x of fib(10)) {
console.log(x); // 依次输出0, 1, 1, 2, 3, ...
}

generator和普通函数相比,有什么用?

因为generator可以在执行过程中多次返回,所以它看上去就像一个可以记住执行状态的函数,利用这一点,写一个generator就可以实现需要用面向对象才能实现的功能。例如,用一个对象来保存状态,得这么写:

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var fib = {
a: 0,
b: 1,
n: 0,
max: 5,
next: function () {
var
r = this.a,
t = this.a + this.b;
this.a = this.b;
this.b = t;
if (this.n < this.max) {
this.n ++;
return r;
} else {
return undefined;
}
}
};

用对象的属性来保存状态,相当繁琐。

generator还有另一个巨大的好处,就是把异步回调代码变成“同步”代码。这个好处要等到后面学了AJAX以后才能体会到。

没有generator之前的黑暗时代,用AJAX时需要这么写代码:

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ajax('http://url-1', data1, function (err, result) {
if (err) {
return handle(err);
}
ajax('http://url-2', data2, function (err, result) {
if (err) {
return handle(err);
}
ajax('http://url-3', data3, function (err, result) {
if (err) {
return handle(err);
}
return success(result);
});
});
});

有了generator的之后,用AJAX时可以这么写:

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try {
r1 = yield ajax('http://url-1', data1);
r2 = yield ajax('http://url-2', data2);
r3 = yield ajax('http://url-3', data3);
success(r3);
}
catch (err) {
handle(err);
}

看上去是同步的代码,实际执行是异步的。

练习

要生成一个自增的ID,可以编写一个next_id()函数:

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function* next_id() {
let currentId = 0;
while (true){
yield currentId+=1;
}
}

async

ES2017 标准引入了 async 函数,使得异步操作变得更加方便。

async 函数是什么?一句话,它就是 Generator 函数的语法糖。

有一个 Generator 函数,依次读取两个文件:

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const fs = require('fs');

const readFile = function (fileName) {
return new Promise(function (resolve, reject) {
fs.readFile(fileName, function(error, data) {
if (error) return reject(error);
resolve(data);
});
});
};

const gen = function* () {
const f1 = yield readFile('/etc/fstab');
const f2 = yield readFile('/etc/shells');
console.log(f1.toString());
console.log(f2.toString());
};

上面代码的函数gen可以写成async函数,就是下面这样:

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const asyncReadFile = async function () {
const f1 = await readFile('/etc/fstab');
const f2 = await readFile('/etc/shells');
console.log(f1.toString());
console.log(f2.toString());
};

async函数就是将 Generator 函数的星号(*)替换成async,将yield替换成await,仅此而已

async函数对 Generator 函数的改进,体现在以下四点:

内置执行器

Generator 函数的执行必须靠执行器,所以才有了co模块,而async函数自带执行器。也就是说,async函数的执行,与普通函数一模一样,只要一行。

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asyncReadFile();

上面的代码调用了asyncReadFile函数,然后它就会自动执行,输出最后结果。这完全不像 Generator 函数,需要调用next方法,或者用co模块,才能真正执行,得到最后结果。

更好的语义

asyncawait,比起星号和yield,语义更清楚了。async表示函数里有异步操作,await表示紧跟在后面的表达式需要等待结果。

更广的适用性

co模块约定,yield命令后面只能是 Thunk 函数或 Promise 对象,而async函数的await命令后面,可以是 Promise 对象和原始类型的值(数值、字符串和布尔值,但这时会自动转成立即 resolved 的 Promise 对象)

返回值是 Promise

async函数的返回值是 Promise 对象,这比 Generator 函数的返回值是 Iterator 对象方便多了。你可以用then方法指定下一步的操作。

进一步说,async函数完全可以看作多个异步操作,包装成的一个 Promise 对象,而await命令就是内部then命令的语法糖。

async函数内部return语句返回的值,会成为then方法回调函数的参数:

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async function f() {
return 'hello world';
}

f().then(v => console.log(v))
// "hello world"

上面代码中,函数f内部return命令返回的值,会被then方法回调函数接收到。

async函数内部抛出错误,会导致返回的 Promise 对象变为reject状态。抛出的错误对象会被catch方法回调函数接收到。

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async function errorFoo() {
throw new Error("出现异常");
}
errorFoo().then(function (result) {
console.log(result);
}).catch(function (error) {
console.log(error.message);
});
/**
出现异常
*/

注意,任何一个await语句后面的 Promise 对象变为reject状态,那么整个async函数都会中断执行。

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async function f() {
await Promise.reject('出错了');
await Promise.resolve('hello world'); // 不会执行
}

上面代码中,第二个await语句是不会执行的,因为第一个await语句状态变成了reject

有时,我们希望即使前一个异步操作失败,也不要中断后面的异步操作。这时可以将第一个await放在try...catch结构里面,这样不管这个异步操作是否成功,第二个await都会执行。

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async function f() {
try {
await Promise.reject('出错了');
} catch(e) {
}
return await Promise.resolve('hello world');
}

f()
.then(v => console.log(v))
// hello world

另一种方法是await后面的 Promise 对象再跟一个catch方法,处理前面可能出现的错误。

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async function f() {
await Promise.reject('出错了')
.catch(e => console.log(e));
return await Promise.resolve('hello world');
}

f()
.then(v => console.log(v))
// 出错了
// hello world

@o@ 本系列笔记是 记录学习 JavaScript 学习的点点滴滴,主要参考资料 廖雪峰 - JavaScript 教程

文章作者: Jie
文章链接: https://blog.zhangjie.me/2021/01/31/JavaScript-Learning-Notes-two/
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