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JS 中的 this 关键字

涵义

this 关键字是 JavaScript 中一个非常重要的语法点,不理解它的含义,大部分开发任务都无法完成。

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。

js
this.property

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:

js
var person = {
  name: '张三',
  describe: function () {
    return '姓名:' + this.name
  }
}

person.describe() // "姓名:张三"

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 personthis.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。

js
var A = {
  name: '张三',
  describe: function () {
    return '姓名:' + this.name
  }
}

var B = {
  name: '李四'
}

B.describe = A.describe
B.describe()
// "姓名:李四"

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

稍微重构这个例子,this 的动态指向就能看得更清楚:

js
function f() {
  return '姓名:' + this.name
}

var A = {
  name: '张三',
  describe: f
}

var B = {
  name: '李四',
  describe: f
}

A.describe() // "姓名:张三"
B.describe() // "姓名:李四"

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。

js
var A = {
  name: '张三',
  describe: function () {
    return '姓名:' + this.name
  }
}

var name = '李四'
var f = A.describe
f() // "姓名:李四"

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:

html
<input type="text" name="age" size="3" onChange="validate(this, 18, 99);" />

<script>
  function validate(obj, lowval, hival) {
    if (obj.value < lowval || obj.value > hival) console.log('Invalid Value!')
  }
</script>

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内。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。

js
var obj = { foo: 5 }

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:

js
{
  foo: {
    [[value]]: 5
    [[writable]]: true
    [[enumerable]]: true
    [[configurable]]: true
  }
}

注意,foo 属性的值保存在属性描述符的 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:

js
var obj = { foo: function () {} };

这是,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:

js
{
  foo: {
    [[value]]: 函数的地址
    ...
  }
}

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:

js
var f = function () {};
var obj = { f: f };

// 单独执行
f()

// obj 环境执行
obj.f()

JavaScript 允许在函数体内部,引用当前环境的其他变量:

js
var f = function () {
  console.log(x);
};

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。

js
var f = function () {
  console.log(this.x);
}

上面代码中,函数体里面的 this.x 就是指当前运行环境的 x

js
var f = function () {
  console.log(this.x);
}

var x = 1;
var obj = {
  f: f,
  x: 2,
};

// 单独执行
f() // 1

// obj 环境执行
obj.f() // 2

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。

全局环境

全局环境使用 this,它指的就是顶层对象 window

js
this === window // true

function f() {
  console.log(this === window);
}
f() // true

上面代码说明,不管是不是在函数内部,只要在全局环境下运行,this 就是指顶层对象 window

构造函数

构造函数中的 this,指的是实例对象。

js
var Obj = function (p) {
  this.p = p;
};

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。

js
var o = new Obj('Hello World!');
o.p // "Hello World!"

对象方法

如果对象的方法里面包含 thisthis 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。这条规则很不容易把握。

js
var obj ={
  foo: function () {
    console.log(this);
  }
};

obj.foo() // obj

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:

js
// 情况一
(obj.foo = obj.foo)() // window

// 情况二
(false || obj.foo)() // window

// 情况三
(1, obj.foo)() // window

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,而是全局变量,所以 this 不再指向 obj

可以这样理解,JavaScript 引擎内部,objobj.foo 存储在两个内存地址,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:

js
(function () {
  console.log(this);
})()

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:

js
var a = {
  p: 'Hello',
  b: {
    m: function() {
      console.log(this.p);
    }
  }
};

a.b.m() // undefined

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:

js
var b = {
  m: function() {
   console.log(this.p);
  }
};

var a = {
  p: 'Hello',
  b: b
};

(a.b).m() // 等同于 b.m()

如果要达到预期效果,只有写成下面这样:

js
var a = {
  b: {
    m: function() {
      console.log(this.p);
    },
    p: 'Hello'
  }
};

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:

js
var a = {
  b: {
    m: function() {
      console.log(this.p);
    },
    p: 'Hello'
  }
};

var hello = a.b.m;
hello() // undefined

上面代码中,m 是多层对象内部的一个方法。力求简洁,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:

js
var hello = a.b;
hello.m() // Hello

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

js
var o = {
  f1: function () {
    console.log(this);
    var f2 = function () {
      console.log(this);
    }();
  }
}

o.f1()
// Object
// Window

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:

js
var temp = function () {
  console.log(this);
};

var o = {
  f1: function () {
    console.log(this);
    var f2 = temp();
  }
}

一个解决方法是在第二层改用一个指向外层 this 的变量:

js
var o = {
  f1: function() {
    console.log(this);
    var that = this;
    var f2 = function() {
      console.log(that);
    }();
  }
}

o.f1()
// Object
// Object

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,是非常常见的方法。

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。

避免数组处理方法中的 this

数组的 mapforEach 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

js
var o = {
  v: 'hello',
  p: [ 'a1', 'a2' ],
  f: function f() {
    this.p.forEach(function (item) {
      console.log(this.v + ' ' + item);
    });
  }
}

o.f()
// undefined a1
// undefined a2

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。原因跟上面的多层 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

js
var o = {
  v: 'hello',
  p: [ 'a1', 'a2' ],
  f: function f() {
    var that = this;
    this.p.forEach(function (item) {
      console.log(that.v+' '+item);
    });
  }
}

o.f()
// hello a1
// hello a2

另一种方法是将 this 当做 forEach 方法的第二个参数,固定它的运行环境:

js
var o = {
  v: 'hello',
  p: [ 'a1', 'a2' ],
  f: function f() {
    this.p.forEach(function (item) {
      console.log(this.v + ' ' + item);
    }, this);
  }
}

o.f()
// hello a1
// hello a2

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。

js
var o = new Object();
o.f = function () {
  console.log(this === o);
}

// jQuery 的写法
$('#button').on('click', o.f);

上面代码中,点击按钮后,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 callapplybind 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,可以指定函数内部的 this 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。

js
var obj = {};

var f = function () {
  return this;
};

f() === window // true
f.call(obj) === obj // true

上面代码中,全局环境运行函数 f 时,this 指向全局环境。call 方法指定 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、nullundefined,则默认传入全局对象。

js
var n = 123;
var obj = { n: 456 };

function a() {
  console.log(this.n);
}

a.call() // 123
a.call(null) // 123
a.call(undefined) // 123
a.call(window) // 123
a.call(obj) // 456

可以看到,如果 call 方法没有参数,或者参数为 nullundefined,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:

js
var f = function () {
  return this;
};

f.call(5)
// Number {[[PrimitiveValue]]: 5}

call 方法还可以接受多个参数:

js
func.call(thisValue, arg1, arg2, ...)

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。

js
function add(a, b) {
  return a + b;
}

add.call(this, 1, 2) // 3

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:

js
var obj = {};
obj.hasOwnProperty('toString') // false

// 覆盖掉继承的 hasOwnProperty 方法
obj.hasOwnProperty = function () {
  return true;
};
obj.hasOwnProperty('toString') // true

Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, 'toString') // false

上面代码中,hasOwnPropertyobj 对象继承的方法,如果这个方法被覆盖,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,它接受一个数组作为函数执行时的参数,使用格式如下:

js
func.apply(thisValue, [arg1, arg2, ...])

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 nullundefined,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,但在 apple 方法中,必须以数组形式添加。

js
function f(x, y){
  console.log(x + y);
}

f.call(null, 1, 1) // 2
f.apply(null, [1, 1]) // 2

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。

    js
    var a = [10, 2, 4, 15, 9];
    Math.max.apply(null, a) // 15
  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

    js
    Array.apply(null, ['a', ,'b'])
    // [ 'a', undefined, 'b' ]

    提示

    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。

  3. 转换类似数组的对象

    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。

    js
    Array.prototype.slice.apply({0: 1, length: 1}) // [1]
    Array.prototype.slice.apply({0: 1}) // []
    Array.prototype.slice.apply({0: 1, length: 2}) // [1, undefined]
    Array.prototype.slice.apply({length: 1}) // [undefined]

    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:

    js
    var o = new Object();
    
    o.f = function () {
      console.log(this === o);
    }
    
    var f = function (){
      o.f.apply(o);
      // 或者 o.f.call(o);
    };
    
    // jQuery 的写法
    $('#button').on('click', f);

    上面代码中,点击按钮以后,控制台将显示 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。

js
var d = new Date();
d.getTime() // 1481869925657

var print = d.getTime;
print() // Uncaught TypeError: this is not a Date object.

上面代码中,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。

js
var print = d.getTime.bind(d);
print() // 1481869925657

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:

js
var counter = {
  count: 0,
  inc: function () {
    this.count++;
  }
};

var func = counter.inc.bind(counter);
func();
counter.count // 1

bind 还可以接受更多的参数,将这些参数绑定原函数的参数。

js
var add = function (x, y) {
  return x * this.m + y * this.n;
}

var obj = {
  m: 2,
  n: 2
};

var newAdd = add.bind(obj, 5);
newAdd(5) // 20

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 方法的一个参数是 nullundefined,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)。

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

var plus5 = add.bind(null, 5);
plus5(10) // 15

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:

    js
    element.addEventListener('click', o.m.bind(o));

    上面代码中,click 事件绑定 bind 方法生成了一个匿名函数。这样会导致无法取消绑定,所以下面的代码是无效的:

    js
    element.removeEventListener('click', o.m.bind(o));

    正确的方法是写成下面这样:

    js
    var listener = o.m.bind(o);
    element.addEventListener('click', listener);
    //  ...
    element.removeEventListener('click', listener);
  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 的方法直接当做回调函数。解决方法就是使用 bind 方法。

    js
    var counter = {
      count: 0,
      inc: function () {
        'use strict';
        this.count++;
      }
    };
    
    function callIt(callback) {
      callback();
    }
    
    callIt(counter.inc.bind(counter));
    counter.count // 1

    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作为参数。这些函数内部的 this 指向,很可能也会出错:

    js
    var obj = {
      name: '张三',
      times: [1, 2, 3],
      print: function () {
        this.times.forEach(function (n) {
          console.log(this.name);
        });
      }
    };
    
    obj.print()
    // 没有任何输出

    上面代码中,obj.print 内部 this.timesthis 是指向 obj 对象的,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:

    js
    obj.print = function () {
      this.times.forEach(function (n) {
        console.log(this === window);
      });
    };
    
    obj.print()
    true
    true
    true

    解决这个问题,也是用 bind 绑定 this

    js
    obj.print = function () {
      this.times.forEach(function (n) {
        console.log(this.name);
      }.bind(this));
    };
    
    obj.print()
    // 张三
    // 张三
    // 张三
  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:

    js
    [1, 2, 3].slice(0, 1) // [1]
    // 等同于
    Array.prototype.slice.call([1, 2, 3], 0, 1) // [1]

    上面代码中,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,因此可以使用 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:

    js
    var slice = Function.prototype.call.bind(Array.prototype.slice);
    slice([1, 2, 3], 0, 1) // [1]

    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。类似这样的写法还可以用于其他数组方法。

    js
    var push = Function.prototype.call.bind(Array.prototype.push);
    var pop = Function.prototype.call.bind(Array.prototype.pop);
    
    var a = [1 ,2 ,3];
    push(a, 4)
    a // [1, 2, 3, 4]
    
    pop(a)
    a // [1, 2, 3]

    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。

    js
    function f() {
      console.log(this.v);
    }
    
    var o = { v: 123 };
    var bind = Function.prototype.call.bind(Function.prototype.bind);
    bind(f, o)() // 123

    上面代码的含义就是,将 Function.prototype.bind 方法绑定在 Function.prototyp.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。