this 关键字
涵义
this
关键字是一个非常重要的语法点。毫不夸张地说,不理解它的含义,大部分开发任务都无法完成。
前一章已经提到,this
可以用在构造函数之中,表示实例对象。除此之外,this
还可以用在别的场合。但不管是什么场合,this
都有一个共同点:它总是返回一个对象。
简单说,this
就是属性或方法“当前”所在的对象。
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上面代码中,this
就代表property
属性当前所在的对象。
下面是一个实际的例子。
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上面代码中,this.name
表示name
属性所在的那个对象。由于this.name
是在describe
方法中调用,而describe
方法所在的当前对象是person
,因此this
指向person
,this.name
就是person.name
。
由于对象的属性可以赋给另一个对象,所以属性所在的当前对象是可变的,即this
的指向是可变的。
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上面代码中,A.describe
属性被赋给B
,于是B.describe
就表示describe
方法所在的当前对象是B
,所以this.name
就指向B.name
。
稍稍重构这个例子,this
的动态指向就能看得更清楚。
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上面代码中,函数f
内部使用了this
关键字,随着f
所在的对象不同,this
的指向也不同。
只要函数被赋给另一个变量,this
的指向就会变。
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上面代码中,A.describe
被赋值给变量f
,内部的this
就会指向f
运行时所在的对象(本例是顶层对象)。
再看一个网页编程的例子。
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上面代码是一个文本输入框,每当用户输入一个值,就会调用onChange
回调函数,验证这个值是否在指定范围。浏览器会向回调函数传入当前对象,因此this
就代表传入当前对象(即文本框),然后就可以从this.value
上面读到用户的输入值。
总结一下,JavaScript 语言之中,一切皆对象,运行环境也是对象,所以函数都是在某个对象之中运行,this
就是函数运行时所在的对象(环境)。这本来并不会让用户糊涂,但是 JavaScript 支持运行环境动态切换,也就是说,this
的指向是动态的,没有办法事先确定到底指向哪个对象,这才是最让初学者感到困惑的地方。
实质
JavaScript 语言之所以有 this 的设计,跟内存里面的数据结构有关系。
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上面的代码将一个对象赋值给变量obj
。JavaScript 引擎会先在内存里面,生成一个对象{ foo: 5 }
,然后把这个对象的内存地址赋值给变量obj
。也就是说,变量obj
是一个地址(reference)。后面如果要读取obj.foo
,引擎先从obj
拿到内存地址,然后再从该地址读出原始的对象,返回它的foo
属性。
原始的对象以字典结构保存,每一个属性名都对应一个属性描述对象。举例来说,上面例子的foo
属性,实际上是以下面的形式保存的。
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注意,foo
属性的值保存在属性描述对象的value
属性里面。
这样的结构是很清晰的,问题在于属性的值可能是一个函数。
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这时,引擎会将函数单独保存在内存中,然后再将函数的地址赋值给foo
属性的value
属性。
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由于函数是一个单独的值,所以它可以在不同的环境(上下文)执行。
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JavaScript 允许在函数体内部,引用当前环境的其他变量。
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上面代码中,函数体里面使用了变量x
。该变量由运行环境提供。
现在问题就来了,由于函数可以在不同的运行环境执行,所以需要有一种机制,能够在函数体内部获得当前的运行环境(context)。所以,this
就出现了,它的设计目的就是在函数体内部,指代函数当前的运行环境。
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上面代码中,函数体里面的this.x
就是指当前运行环境的x
。
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上面代码中,函数f
在全局环境执行,this.x
指向全局环境的x
;在obj
环境执行,this.x
指向obj.x
。
使用场合
this
主要有以下几个使用场合。
(1)全局环境
全局环境使用this
,它指的就是顶层对象window
。
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上面代码说明,不管是不是在函数内部,只要是在全局环境下运行,this
就是指顶层对象window
。
(2)构造函数
构造函数中的this
,指的是实例对象。
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上面代码定义了一个构造函数Obj
。由于this
指向实例对象,所以在构造函数内部定义this.p
,就相当于定义实例对象有一个p
属性。
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(3)对象的方法
如果对象的方法里面包含this
,this
的指向就是方法运行时所在的对象。该方法赋值给另一个对象,就会改变this
的指向。
但是,这条规则很不容易把握。请看下面的代码。
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上面代码中,obj.foo
方法执行时,它内部的this
指向obj
。
但是,下面这几种用法,都会改变this
的指向。
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上面代码中,obj.foo
就是一个值。这个值真正调用的时候,运行环境已经不是obj
了,而是全局环境,所以this
不再指向obj
。
可以这样理解,JavaScript 引擎内部,obj
和obj.foo
储存在两个内存地址,称为地址一和地址二。obj.foo()
这样调用时,是从地址一调用地址二,因此地址二的运行环境是地址一,this
指向obj
。但是,上面三种情况,都是直接取出地址二进行调用,这样的话,运行环境就是全局环境,因此this
指向全局环境。上面三种情况等同于下面的代码。
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如果this
所在的方法不在对象的第一层,这时this
只是指向当前一层的对象,而不会继承更上面的层。
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上面代码中,a.b.m
方法在a
对象的第二层,该方法内部的this
不是指向a
,而是指向a.b
,因为实际执行的是下面的代码。
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如果要达到预期效果,只有写成下面这样。
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如果这时将嵌套对象内部的方法赋值给一个变量,this
依然会指向全局对象。
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上面代码中,m
是多层对象内部的一个方法。为求简便,将其赋值给hello
变量,结果调用时,this
指向了顶层对象。为了避免这个问题,可以只将m
所在的对象赋值给hello
,这样调用时,this
的指向就不会变。
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使用注意点
避免多层 this
由于this
的指向是不确定的,所以切勿在函数中包含多层的this
。
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上面代码包含两层this
,结果运行后,第一层指向对象o
,第二层指向全局对象,因为实际执行的是下面的代码。
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一个解决方法是在第二层改用一个指向外层this
的变量。
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上面代码定义了变量that
,固定指向外层的this
,然后在内层使用that
,就不会发生this
指向的改变。
事实上,使用一个变量固定this
的值,然后内层函数调用这个变量,是非常常见的做法,请务必掌握。
JavaScript 提供了严格模式,也可以硬性避免这种问题。严格模式下,如果函数内部的this
指向顶层对象,就会报错。
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上面代码中,inc
方法通过'use strict'
声明采用严格模式,这时内部的this
一旦指向顶层对象,就会报错。
避免数组处理方法中的 this
数组的map
和foreach
方法,允许提供一个函数作为参数。这个函数内部不应该使用this
。
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上面代码中,foreach
方法的回调函数中的this
,其实是指向window
对象,因此取不到o.v
的值。原因跟上一段的多层this
是一样的,就是内层的this
不指向外部,而指向顶层对象。
解决这个问题的一种方法,就是前面提到的,使用中间变量固定this
。
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另一种方法是将this
当作foreach
方法的第二个参数,固定它的运行环境。
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避免回调函数中的 this
回调函数中的this
往往会改变指向,最好避免使用。
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上面代码中,点击按钮以后,控制台会显示false
。原因是此时this
不再指向o
对象,而是指向按钮的 DOM 对象,因为f
方法是在按钮对象的环境中被调用的。这种细微的差别,很容易在编程中忽视,导致难以察觉的错误。
为了解决这个问题,可以采用下面的一些方法对this
进行绑定,也就是使得this
固定指向某个对象,减少不确定性。
绑定 this 的方法
this
的动态切换,固然为 JavaScript 创造了巨大的灵活性,但也使得编程变得困难和模糊。有时,需要把this
固定下来,避免出现意想不到的情况。JavaScript 提供了call
、apply
、bind
这三个方法,来切换/固定this
的指向。
Function.prototype.call()
函数实例的call
方法,可以指定函数内部this
的指向(即函数执行时所在的作用域),然后在所指定的作用域中,调用该函数。
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上面代码中,全局环境运行函数f
时,this
指向全局环境(浏览器为window
对象);call
方法可以改变this
的指向,指定this
指向对象obj
,然后在对象obj
的作用域中运行函数f
。
call
方法的参数,应该是一个对象。如果参数为空、null
和undefined
,则默认传入全局对象。
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上面代码中,a
函数中的this
关键字,如果指向全局对象,返回结果为123
。如果使用call
方法将this
关键字指向obj
对象,返回结果为456
。可以看到,如果call
方法没有参数,或者参数为null
或undefined
,则等同于指向全局对象。
如果call
方法的参数是一个原始值,那么这个原始值会自动转成对应的包装对象,然后传入call
方法。
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上面代码中,call
的参数为5
,不是对象,会被自动转成包装对象(Number
的实例),绑定f
内部的this
。
call
方法还可以接受多个参数。
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call
的第一个参数就是this
所要指向的那个对象,后面的参数则是函数调用时所需的参数。
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上面代码中,call
方法指定函数add
内部的this
绑定当前环境(对象),并且参数为1
和2
,因此函数add
运行后得到3
。
call
方法的一个应用是调用对象的原生方法。
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上面代码中,hasOwnProperty
是obj
对象继承的方法,如果这个方法一旦被覆盖,就不会得到正确结果。call
方法可以解决这个问题,它将hasOwnProperty
方法的原始定义放到obj
对象上执行,这样无论obj
上有没有同名方法,都不会影响结果。
Function.prototype.apply()
apply
方法的作用与call
方法类似,也是改变this
指向,然后再调用该函数。唯一的区别就是,它接收一个数组作为函数执行时的参数,使用格式如下。
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apply
方法的第一个参数也是this
所要指向的那个对象,如果设为null
或undefined
,则等同于指定全局对象。第二个参数则是一个数组,该数组的所有成员依次作为参数,传入原函数。原函数的参数,在call
方法中必须一个个添加,但是在apply
方法中,必须以数组形式添加。
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上面代码中,f
函数本来接受两个参数,使用apply
方法以后,就变成可以接受一个数组作为参数。
利用这一点,可以做一些有趣的应用。
(1)找出数组最大元素
JavaScript 不提供找出数组最大元素的函数。结合使用apply
方法和Math.max
方法,就可以返回数组的最大元素。
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(2)将数组的空元素变为undefined
通过apply
方法,利用Array
构造函数将数组的空元素变成undefined
。
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空元素与undefined
的差别在于,数组的forEach
方法会跳过空元素,但是不会跳过undefined
。因此,遍历内部元素的时候,会得到不同的结果。
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(3)转换类似数组的对象
另外,利用数组对象的slice
方法,可以将一个类似数组的对象(比如arguments
对象)转为真正的数组。
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上面代码的apply
方法的参数都是对象,但是返回结果都是数组,这就起到了将对象转成数组的目的。从上面代码可以看到,这个方法起作用的前提是,被处理的对象必须有length
属性,以及相对应的数字键。
(4)绑定回调函数的对象
前面的按钮点击事件的例子,可以改写如下。
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上面代码中,点击按钮以后,控制台将会显示true
。由于apply()
方法(或者call()
方法)不仅绑定函数执行时所在的对象,还会立即执行函数,因此不得不把绑定语句写在一个函数体内。更简洁的写法是采用下面介绍的bind()
方法。
Function.prototype.bind()
bind()
方法用于将函数体内的this
绑定到某个对象,然后返回一个新函数。
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上面代码中,我们将d.getTime()
方法赋给变量print
,然后调用print()
就报错了。这是因为getTime()
方法内部的this
,绑定Date
对象的实例,赋给变量print
以后,内部的this
已经不指向Date
对象的实例了。
bind()
方法可以解决这个问题。
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上面代码中,bind()
方法将getTime()
方法内部的this
绑定到d
对象,这时就可以安全地将这个方法赋值给其他变量了。
bind
方法的参数就是所要绑定this
的对象,下面是一个更清晰的例子。
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上面代码中,counter.inc()
方法被赋值给变量func
。这时必须用bind()
方法将inc()
内部的this
,绑定到counter
,否则就会出错。
this
绑定到其他对象也是可以的。
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上面代码中,bind()
方法将inc()
方法内部的this
,绑定到obj
对象。结果调用func
函数以后,递增的就是obj
内部的count
属性。
bind()
还可以接受更多的参数,将这些参数绑定原函数的参数。
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上面代码中,bind()
方法除了绑定this
对象,还将add()
函数的第一个参数x
绑定成5
,然后返回一个新函数newAdd()
,这个函数只要再接受一个参数y
就能运行了。
如果bind()
方法的第一个参数是null
或undefined
,等于将this
绑定到全局对象,函数运行时this
指向顶层对象(浏览器为window
)。
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上面代码中,函数add()
内部并没有this
,使用bind()
方法的主要目的是绑定参数x
,以后每次运行新函数plus5()
,就只需要提供另一个参数y
就够了。而且因为add()
内部没有this
,所以bind()
的第一个参数是null
,不过这里如果是其他对象,也没有影响。
bind()
方法有一些使用注意点。
(1)每一次返回一个新函数
bind()
方法每运行一次,就返回一个新函数,这会产生一些问题。比如,监听事件的时候,不能写成下面这样。
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上面代码中,click
事件绑定bind()
方法生成的一个匿名函数。这样会导致无法取消绑定,所以下面的代码是无效的。
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正确的方法是写成下面这样:
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(2)结合回调函数使用
回调函数是 JavaScript 最常用的模式之一,但是一个常见的错误是,将包含this
的方法直接当作回调函数。解决方法就是使用bind()
方法,将counter.inc()
绑定counter
。
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上面代码中,callIt()
方法会调用回调函数。这时如果直接把counter.inc
传入,调用时counter.inc()
内部的this
就会指向全局对象。使用bind()
方法将counter.inc
绑定counter
以后,就不会有这个问题,this
总是指向counter
。
还有一种情况比较隐蔽,就是某些数组方法可以接受一个函数当作参数。这些函数内部的this
指向,很可能也会出错。
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上面代码中,obj.print
内部this.times
的this
是指向obj
的,这个没有问题。但是,forEach()
方法的回调函数内部的this.name
却是指向全局对象,导致没有办法取到值。稍微改动一下,就可以看得更清楚。
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解决这个问题,也是通过bind()
方法绑定this
。
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(3)结合call()
方法使用
利用bind()
方法,可以改写一些 JavaScript 原生方法的使用形式,以数组的slice()
方法为例。
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上面的代码中,数组的slice
方法从[1, 2, 3]
里面,按照指定的开始位置和结束位置,切分出另一个数组。这样做的本质是在[1, 2, 3]
上面调用Array.prototype.slice()
方法,因此可以用call
方法表达这个过程,得到同样的结果。
call()
方法实质上是调用Function.prototype.call()
方法,因此上面的表达式可以用bind()
方法改写。
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上面代码的含义就是,将Array.prototype.slice
变成Function.prototype.call
方法所在的对象,调用时就变成了Array.prototype.slice.call
。类似的写法还可以用于其他数组方法。
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如果再进一步,将Function.prototype.call
方法绑定到Function.prototype.bind
对象,就意味着bind
的调用形式也可以被改写。
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上面代码的含义就是,将Function.prototype.bind
方法绑定在Function.prototype.call
上面,所以bind
方法就可以直接使用,不需要在函数实例上使用。