面试官问：能否模拟实现JS的call和apply方法

写于2018年11月30日，发布在掘金上阅读量近一万，现在发布到微信公众号申明原创。相对比较基础的知识，虽然日常开发可能用得比较少，各种源码中有很多call和apply，需要掌握。

前言

这是面试官问系列的第三篇，旨在帮助读者提升JS基础知识，包含new、call、apply、this、继承相关知识。
面试官问系列文章如下：感兴趣的读者可以点击阅读。
1.面试官问：能否模拟实现JS的new操作符
2.面试官问：能否模拟实现JS的bind方法
3.面试官问：能否模拟实现JS的call和apply方法
4.面试官问：JS的this指向
5.面试官问：JS的继承

之前写过两篇《面试官问：能否模拟实现JS的new操作符》和《面试官问：能否模拟实现JS的bind方法》

其中模拟bind方法时是使用的call和apply修改this指向。但面试官可能问：能否不用call和apply来实现呢。意思也就是需要模拟实现call和apply的了。

附上之前写文章写过的一段话：已经有很多模拟实现call和apply的文章，为什么自己还要写一遍呢。学习就好比是座大山，人们沿着不同的路登山，分享着自己看到的风景。你不一定能看到别人看到的风景，体会到别人的心情。只有自己去登山，才能看到不一样的风景，体会才更加深刻。

先通过`MDN`认识下`call`和`apply`

MDN 文档：Function.prototype.call()
语法

fun.call(thisArg, arg1, arg2, ...)

thisArg
在fun函数运行时指定的this值。需要注意的是，指定的this值并不一定是该函数执行时真正的this值，如果这个函数处于非严格模式下，则指定为null和undefined的this值会自动指向全局对象(浏览器中就是window对象)，同时值为原始值(数字，字符串，布尔值)的this会指向该原始值的自动包装对象。
arg1, arg2, ...
指定的参数列表
返回值
返回值是你调用的方法的返回值，若该方法没有返回值，则返回undefined。

MDN 文档：Function.prototype.apply()

func.apply(thisArg, [argsArray])

thisArg
可选的。在 func 函数运行时使用的 this 值。请注意，this可能不是该方法看到的实际值：如果这个函数处于非严格模式下，则指定为 null 或 undefined 时会自动替换为指向全局对象，原始值会被包装。
argsArray
可选的。一个数组或者类数组对象，其中的数组元素将作为单独的参数传给 func 函数。如果该参数的值为 null 或 undefined，则表示不需要传入任何参数。从ECMAScript 5 开始可以使用类数组对象。
返回值
调用有指定this值和参数的函数的结果。直接先看例子1

`call` 和 `apply` 的异同

相同点：
1、call和apply的第一个参数thisArg，都是func运行时指定的this。而且，this可能不是该方法看到的实际值：如果这个函数处于非严格模式下，则指定为 null 或 undefined 时会自动替换为指向全局对象，原始值会被包装。
2、都可以只传递一个参数。
不同点：apply只接收两个参数，第二个参数可以是数组也可以是类数组，其实也可以是对象，后续的参数忽略不计。call接收第二个及以后一系列的参数。
看两个简单例子1和2**：

// 例子1：浏览器环境 非严格模式下var doSth = function(a, b){console.log(this);console.log([a, b]);
}
doSth.apply(null, [1, 2]); // this是window  // [1, 2]
doSth.apply(0, [1, 2]); // this 是 Number(0) // [1, 2]
doSth.apply(true); // this 是 Boolean(true) // [undefined, undefined]
doSth.call(undefined, 1, 2); // this 是 window // [1, 2]
doSth.call('0', 1, {a: 1}); // this 是 String('0') // [1, {a: 1}]

// 例子2：浏览器环境 严格模式下'use strict';
var doSth2 = function(a, b){console.log(this);console.log([a, b]);
}
doSth2.call(0, 1, 2); // this 是 0 // [1, 2]
doSth2.apply('1'); // this 是 '1' // [undefined, undefined]
doSth2.apply(null, [1, 2]); // this 是 null // [1, 2]

typeof 有7种类型（undefined number string boolean symbol object function），笔者都验证了一遍：更加验证了相同点第一点，严格模式下，函数的this值就是call和apply的第一个参数thisArg，非严格模式下，thisArg值被指定为 null 或 undefined 时this值会自动替换为指向全局对象，原始值则会被自动包装，也就是new Object()。

重新认识了call和apply会发现：它们作用都是一样的，改变函数里的this指向为第一个参数thisArg，如果明确有多少参数，那可以用call，不明确则可以使用apply。也就是说完全可以不使用call，而使用apply代替。
也就是说，我们只需要模拟实现apply，call可以根据参数个数都放在一个数组中，给到apply即可。

模拟实现 `apply`

既然准备模拟实现apply，那先得看看ES5规范。ES5规范英文版，ES5规范中文版。apply的规范下一个就是call的规范，可以点击打开新标签页去查看，这里摘抄一部分。

Function.prototype.apply (thisArg, argArray)
当以 thisArg 和 argArray 为参数在一个 func 对象上调用 apply 方法，采用如下步骤：

1.如果 IsCallable(func) 是 false, 则抛出一个 TypeError 异常。
2.如果 argArray 是 null 或 undefined, 则返回提供 thisArg 作为 this 值并以空参数列表调用 func 的 [[Call]] 内部方法的结果。
3.返回提供 thisArg 作为 this 值并以空参数列表调用 func 的 [[Call]] 内部方法的结果。
4.如果 Type(argArray) 不是 Object, 则抛出一个 TypeError 异常。
5~8 略
9.提供 thisArg 作为 this 值并以 argList 作为参数列表，调用 func 的 [[Call]] 内部方法，返回结果。
apply 方法的 length 属性是 2。

在外面传入的 thisArg 值会修改并成为 this 值。thisArg 是 undefined 或 null 时它会被替换成全局对象，所有其他值会被应用 ToObject 并将结果作为 this 值，这是第三版引入的更改。

结合上文和规范，如何将函数里的this指向第一个参数thisArg呢，这是一个问题。这时候请出例子3：

// 浏览器环境 非严格模式下var doSth = function(a, b){console.log(this);console.log(this.name);console.log([a, b]);
}
var student = {name: '若川',doSth: doSth,
};
student.doSth(1, 2); // this === student // true // '若川' // [1, 2]
doSth.apply(student, [1, 2]); // this === student // true // '若川' // [1, 2]

可以得出结论1：在对象student上加一个函数doSth，再执行这个函数，这个函数里的this就指向了这个对象。那也就是可以在thisArg上新增调用函数，执行后删除这个函数即可。知道这些后，我们试着容易实现第一版本：

// 浏览器环境 非严格模式function getGlobalObject(){returnthis;
}
Function.prototype.applyFn = function apply(thisArg, argsArray){ // `apply` 方法的 `length` 属性是 `2`。// 1.如果 `IsCallable(func)` 是 `false`, 则抛出一个 `TypeError` 异常。if(typeofthis !== 'function'){thrownewTypeError(this + ' is not a function');}// 2.如果 argArray 是 null 或 undefined, 则// 返回提供 thisArg 作为 this 值并以空参数列表调用 func 的 [[Call]] 内部方法的结果。if(typeof argsArray === 'undefined' || argsArray === null){argsArray = [];}// 3.如果 Type(argArray) 不是 Object, 则抛出一个 TypeError 异常 .if(argsArray !== newObject(argsArray)){thrownewTypeError('CreateListFromArrayLike called on non-object');}if(typeof thisArg === 'undefined' || thisArg === null){// 在外面传入的 thisArg 值会修改并成为 this 值。// ES3: thisArg 是 undefined 或 null 时它会被替换成全局对象 浏览器里是windowthisArg = getGlobalObject();}// ES3: 所有其他值会被应用 ToObject 并将结果作为 this 值，这是第三版引入的更改。thisArg = newObject(thisArg);var __fn = '__fn';thisArg[__fn] = this;// 9.提供 thisArg 作为 this 值并以 argList 作为参数列表，调用 func 的 [[Call]] 内部方法，返回结果var result = thisArg[__fn](...argsArray);delete thisArg[__fn];return result;
};

实现第一版后，很容易找出两个问题：

[ ] 1.__fn 同名覆盖问题，thisArg对象上有__fn，那就被覆盖了然后被删除了。

针对问题1 解决方案一：采用ES6 Sybmol() 独一无二的。可以本来就是模拟ES3的方法。如果面试官不允许用呢。解决方案二：自己用Math.random()模拟实现独一无二的key。面试时可以直接用生成时间戳即可。

// 生成UUID 通用唯一识别码// 大概生成 这样一串 '18efca2d-6e25-42bf-a636-30b8f9f2de09'function generateUUID(){var i, random;var uuid = '';for (i = 0; i < 32; i++) {random = Math.random() * 16 | 0;if (i === 8 || i === 12 || i === 16 || i === 20) {uuid += '-';}uuid += (i === 12 ? 4 : (i === 16 ? (random & 3 | 8) : random)).toString(16);}return uuid;
}
// 简单实现// '__' + new Date().getTime();

如果这个key万一这对象中还是有，为了保险起见，可以做一次缓存操作。比如如下代码：

var student = {name: '若川',doSth: 'doSth',
};
var originalVal = student.doSth;
var hasOriginalVal = student.hasOwnProperty('doSth');
student.doSth = function(){};
delete student.doSth;
// 如果没有，`originalVal`则为undefined，直接赋值新增了一个undefined，这是不对的，所以需判断一下。if(hasOriginalVal){student.doSth = originalVal;
}
console.log('student:', student); // { name: '若川', doSth: 'doSth' }

[ ] 2.使用了ES6扩展符...
解决方案一：采用eval来执行函数。

eval把字符串解析成代码执行。
MDN 文档：eval
语法

eval(string)

参数
string
表示JavaScript表达式，语句或一系列语句的字符串。表达式可以包含变量以及已存在对象的属性。
返回值
执行指定代码之后的返回值。如果返回值为空，返回undefined
解决方案二：但万一面试官不允许用eval呢，毕竟eval是魔鬼。可以采用new Function()来生成执行函数。MDN 文档：Function
语法

newFunction ([arg1[, arg2[, ...argN]],] functionBody)

参数
arg1, arg2, ... argN
被函数使用的参数的名称必须是合法命名的。参数名称是一个有效的JavaScript标识符的字符串，或者一个用逗号分隔的有效字符串的列表;例如“×”，“theValue”，或“A，B”。
functionBody
一个含有包括函数定义的JavaScript语句的字符串。
接下来看两个例子：

简单例子：
var sum = newFunction('a', 'b', 'return a + b');
console.log(sum(2, 6));

// 稍微复杂点的例子：var student = {name: '若川',doSth: function(argsArray){console.log(argsArray);console.log(this.name);}
};
// var result = student.doSth(['若川i', 18]);// 用new Function()生成函数并执行返回结果var result = newFunction('return arguments[0][arguments[1]](arguments[2][0], arguments[2][1])')(student, 'doSth', ['若川i', 18]);
// 个数不定// 所以可以写一个函数生成函数代码：function generateFunctionCode(argsArrayLength){var code = 'return arguments[0][arguments[1]](';for(var i = 0; i < argsArrayLength; i++){if(i > 0){code += ',';}code += 'arguments[2][' + i + ']';}code += ')';// return arguments[0][arguments[1]](arg1, arg2, arg3...)return code;
}

你可能不知道在`ES3、ES5`中 `undefined` 是能修改的

可能大部分人不知道。ES5中虽然在全局作用域下不能修改，但在局部作用域中也是能修改的，不信可以复制以下测试代码在控制台执行下。虽然一般情况下是不会的去修改它。

function test(){varundefined = 3;console.log(undefined); // chrome下也是 3
}
test();

所以判断一个变量a是不是undefined，更严谨的方案是typeof a === 'undefined'或者a === void 0; 这里面用的是void，void的作用是计算表达式，始终返回undefined，也可以这样写void(0)。更多可以查看韩子迟的这篇文章：为什么用「void 0」代替「undefined」解决了这几个问题，比较容易实现如下代码。

使用 `new Function()` 模拟实现的`apply`

// 浏览器环境 非严格模式function getGlobalObject(){returnthis;
}
function generateFunctionCode(argsArrayLength){var code = 'return arguments[0][arguments[1]](';for(var i = 0; i < argsArrayLength; i++){if(i > 0){code += ',';}code += 'arguments[2][' + i + ']';}code += ')';// return arguments[0][arguments[1]](arg1, arg2, arg3...)return code;
}
Function.prototype.applyFn = function apply(thisArg, argsArray){ // `apply` 方法的 `length` 属性是 `2`。// 1.如果 `IsCallable(func)` 是 `false`, 则抛出一个 `TypeError` 异常。if(typeofthis !== 'function'){thrownewTypeError(this + ' is not a function');}// 2.如果 argArray 是 null 或 undefined, 则// 返回提供 thisArg 作为 this 值并以空参数列表调用 func 的 [[Call]] 内部方法的结果。if(typeof argsArray === 'undefined' || argsArray === null){argsArray = [];}// 3.如果 Type(argArray) 不是 Object, 则抛出一个 TypeError 异常 .if(argsArray !== newObject(argsArray)){thrownewTypeError('CreateListFromArrayLike called on non-object');}if(typeof thisArg === 'undefined' || thisArg === null){// 在外面传入的 thisArg 值会修改并成为 this 值。// ES3: thisArg 是 undefined 或 null 时它会被替换成全局对象 浏览器里是windowthisArg = getGlobalObject();}// ES3: 所有其他值会被应用 ToObject 并将结果作为 this 值，这是第三版引入的更改。thisArg = newObject(thisArg);var __fn = '__' + newDate().getTime();// 万一还是有 先存储一份，删除后，再恢复该值var originalVal = thisArg[__fn];// 是否有原始值var hasOriginalVal = thisArg.hasOwnProperty(__fn);thisArg[__fn] = this;// 9.提供 `thisArg` 作为 `this` 值并以 `argList` 作为参数列表，调用 `func` 的 `[[Call]]` 内部方法，返回结果。// ES6版// var result = thisArg[__fn](...args);var code = generateFunctionCode(argsArray.length);var result = (newFunction(code))(thisArg, __fn, argsArray);delete thisArg[__fn];if(hasOriginalVal){thisArg[__fn] = originalVal;}return result;
};

利用模拟实现的`apply`模拟实现`call`

Function.prototype.callFn = function call(thisArg){var argsArray = [];var argumentsLength = arguments.length;for(var i = 0; i < argumentsLength - 1; i++){// argsArray.push(arguments[i + 1]);argsArray[i] = arguments[i + 1];}console.log('argsArray:', argsArray);returnthis.applyFn(thisArg, argsArray);
}
// 测试例子var doSth = function (name, age){var type = Object.prototype.toString.call(this);console.log(typeof doSth);console.log(this === firstArg);console.log('type:', type);console.log('this:', this);console.log('args:', [name, age], arguments);return'this--';
};var name = 'window';var student = {name: '若川',age: 18,doSth: 'doSth',__fn: 'doSth',
};
var firstArg = student;
var result = doSth.applyFn(firstArg, [1, {name: '若川i'}]);
var result2 = doSth.callFn(firstArg, 1, {name: '若川i'});
console.log('result:', result);
console.log('result2:', result2);

细心的你会发现注释了这一句argsArray.push(arguments[i + 1]);，事实上push方法，内部也有一层循环。所以理论上不使用push性能会更好些。面试官也可能根据这点来问时间复杂度和空间复杂度的问题。

// 看看V8引擎中的具体实现：function ArrayPush() {var n = TO_UINT32( this.length );    // 被push的对象的lengthvar m = %_ArgumentsLength();     // push的参数个数for (var i = 0; i < m; i++) {this[ i + n ] = %_Arguments( i );   // 复制元素     (1)}this.length = n + m;      // 修正length属性的值    (2)returnthis.length;
};

行文至此，就基本结束了，你可能还发现就是写的非严格模式下，thisArg原始值会包装成对象，添加函数并执行，再删除。而严格模式下还是原始值这个没有实现，而且万一这个对象是冻结对象呢，Object.freeze({})，是无法在这个对象上添加属性的。所以这个方法只能算是非严格模式下的简版实现。最后来总结一下。

总结

通过MDN认识call和apply，阅读ES5规范，到模拟实现apply，再实现call。
就是使用在对象上添加调用apply的函数执行，这时的调用函数的this就指向了这个thisArg，再返回结果。引出了ES6 Symbol，ES6的扩展符...、eval、new Function()，严格模式等。
事实上，现实业务场景不需要去模拟实现call和apply,毕竟是ES3就提供的方法。但面试官可以通过这个面试题考察候选人很多基础知识。如：call、apply的使用。ES6 Symbol，ES6的扩展符...，eval，new Function()，严格模式，甚至时间复杂度和空间复杂度等。
读者发现有不妥或可改善之处，欢迎指出。另外觉得写得不错，可以点个赞，也是对笔者的一种支持。

// 最终版版 删除注释版，详细注释看文章// 浏览器环境 非严格模式function getGlobalObject(){returnthis;
}
function generateFunctionCode(argsArrayLength){var code = 'return arguments[0][arguments[1]](';for(var i = 0; i < argsArrayLength; i++){if(i > 0){code += ',';}code += 'arguments[2][' + i + ']';}code += ')';return code;
}
Function.prototype.applyFn = function apply(thisArg, argsArray){if(typeofthis !== 'function'){thrownewTypeError(this + ' is not a function');}if(typeof argsArray === 'undefined' || argsArray === null){argsArray = [];}if(argsArray !== newObject(argsArray)){thrownewTypeError('CreateListFromArrayLike called on non-object');}if(typeof thisArg === 'undefined' || thisArg === null){thisArg = getGlobalObject();}thisArg = newObject(thisArg);var __fn = '__' + newDate().getTime();var originalVal = thisArg[__fn];var hasOriginalVal = thisArg.hasOwnProperty(__fn);thisArg[__fn] = this;var code = generateFunctionCode(argsArray.length);var result = (newFunction(code))(thisArg, __fn, argsArray);delete thisArg[__fn];if(hasOriginalVal){thisArg[__fn] = originalVal;}return result;
};
Function.prototype.callFn = function call(thisArg){var argsArray = [];var argumentsLength = arguments.length;for(var i = 0; i < argumentsLength - 1; i++){argsArray[i] = arguments[i + 1];}returnthis.applyFn(thisArg, argsArray);
}