JavaScript初探系列（五）——this指向

一、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。

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。

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。

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

person.describe()
// "姓名：张三"

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。

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"

A.describe

属性被赋给

，于是

B.describe

就表示

describe

，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。

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

内部使用了

this

关键字，随着

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。

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

A.describe

被赋值给变量

，内部的

this

就会指向

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。

<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。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。

二、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。

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。

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

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。

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

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

{
  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。

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。

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

上面代码中，函数体里面使用了变量

。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。

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

。

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

在全局环境执行，

this.x

指向全局环境的

；在

obj

环境执行，

this.x

obj.x

三、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

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。

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

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

（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。

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

obj.foo() // obj

obj.foo

方法执行时，它内部的

this

obj

但是，下面这几种用法，都会改变

this

// 情况一
(obj.foo = obj.foo)() // window
// 情况二
(false || obj.foo)() // window
// 情况三
(1, obj.foo)() // window

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

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。

// 情况一
(obj.foo = function () {
  console.log(this);
})()
// 等同于
(function () {
  console.log(this);
})()

// 情况二
(false || function () {
  console.log(this);
})()

// 情况三
(1, 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。

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

a.b.m() // undefined

a.b.m

方法在

对象的第二层，该方法内部的

this

不是指向

，而是指向

a.b

，因为实际执行的是下面的代码。

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。

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。

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

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

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

所在的对象赋值给

hello

，这样调用时，

this

的指向就不会变。

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

四、使用注意点

（一）、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

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

，第二层指向全局对象，因为实际执行的是下面的代码。

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。

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。

var counter = {
  count: 0
};
counter.inc = function () {
  'use strict';
  this.count++
};
var f = counter.inc;
f()
// TypeError: Cannot read property 'count' of undefined

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。

（二）、避免数组处理方法中的 this

数组的

map

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

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

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

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

当作

foreach

方法的第二个参数，固定它的运行环境。

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

（三）、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。

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，点击按钮以后，控制台会显示

false

。原因是此时

this

对象，而是指向按钮的 DOM 对象，因为

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。

五、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

（一）、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。

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

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

call

方法的参数，应该是一个对象。如果参数为空、

null

undefined

，则默认传入全局对象。

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

函数中的

this

关键字，如果指向全局对象，返回结果为

。如果使用

call

方法将

this

关键字指向

obj

对象，返回结果为

。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。

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。

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

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

call

的参数为

，不是对象，会被自动转成包装对象（

Number

的实例），绑定

内部的

this

call

方法还可以接受多个参数。

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。

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

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

call

方法指定函数

add

this

绑定当前环境（对象），并且参数为

，因此函数

add

运行后得到

call

方法的一个应用是调用对象的原生方法。

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

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。

（二）、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。

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

null

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。

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

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

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。

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

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

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。

var a = ['a', , 'b'];

function print(i) {
  console.log(i);
}

a.forEach(print)
// a
// b

Array.apply(null, a).forEach(print)
// a
// undefined
// b

（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。

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。

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，控制台将会显示

true

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

（三）、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。

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，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。

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

bind

getTime

this

绑定到

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。

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

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

counter.inc

方法被赋值给变量

func

。这时必须用

bind

inc

this

，绑定到

counter

，否则就会出错。

this

绑定到其他对象也是可以的。

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

var obj = {
  count: 100
};
var func = counter.inc.bind(obj);
func();
obj.count // 101

bind

inc

this

obj

对象。结果调用

func

函数以后，递增的就是

obj

count

bind

还可以接受更多的参数，将这些参数绑定原函数的参数。

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

bind

方法除了绑定

this

对象，还将

add

函数的第一个参数

绑定成

，然后返回一个新函数

newAdd

，这个函数只要再接受一个参数

就能运行了。

bind

方法的第一个参数是

null

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

）。

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

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

add

内部并没有

this

，使用

bind

方法的主要目的是绑定参数

，以后每次运行新函数

plus5

，就只需要提供另一个参数

就够了。而且因为

add

内部没有

this

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。

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

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。

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

正确的方法是写成下面这样：

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

的方法直接当作回调函数。解决方法就是使用

bind

方法，将

counter.inc

绑定

counter

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

function callIt(callback) {
  callback();
}

callIt(counter.inc.bind(counter));
counter.count // 1

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

this

就会指向全局对象。使用

bind

counter.inc

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。

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

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。

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

obj.print()
// true
// true
// true

解决这个问题，也是通过

bind

方法绑定

this

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。

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

上面的代码中，数组的

slice

方法从

[1, 2, 3]

里面，按照指定位置和长度切分出另一个数组。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。

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

。类似的写法还可以用于其他数组方法。

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。

function f() {
  console.log(this.v);
}

var o = { v: 123 };
var bind = Function.prototype.call.bind(Function.prototype.bind);
bind(f, o)() // 123

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。

参考资料：https://wangdoc.com/javascript/oop/this.html