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淺談 JavaScript 頭號難題 this:絕對不完整,但保證好懂 #39

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aszx87410 opened this issue Feb 23, 2019 · 3 comments

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@aszx87410
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commented Feb 23, 2019

前言

在 JavaScript 裡面,有一個令新手十分頭痛,老手也不一定能完全理解的主題:「this 是什麼?」。身為一個以 JavaScript 當作吃飯工具的前端工程師,我也被這個問題困擾了許久。

我原本以為我這輩子都不會寫有關於 this 的文章。

原因有兩個,第一個是講解 this 的文章已經超級無敵多了,而且每一篇都寫得很不錯,之前看完 What's THIS in JavaScript ? 系列之後覺得講解的很完整,若是沒有把握自己能夠講得更清楚或是以不同的角度切入,似乎就沒必要再寫一篇文章;第二個原因是若是想要「完全」搞懂 this,要付出的成本可能比你想像中要大得多。

這裡所說的「完全」指的是無論在任何情況下,你都有辦法講出為什麼 this 的值是這樣,直接給大家一個範例:

var value = 1;
  
var foo = {
  value: 2,
  bar: function () {
    return this.value;
  }
}
  
//範例1
console.log(foo.bar());
//範例2
console.log((foo.bar)());
//範例3
console.log((foo.bar = foo.bar)());
//範例4
console.log((false || foo.bar)());
//範例5
console.log((foo.bar, foo.bar)());

你能答的出來嗎?如果不行的話,代表你沒有「完全」懂 this。要完全懂 this 之所以要付出的成本很大,就是因為「完全懂 this」指的就是「熟記 ECAMScript 規範」。this 的值是什麼不是我們憑空想像的,其實背後都有完整的定義,而那個定義就是所謂的 ECMAScript 規範,你必須先搞懂這個規範,才有可能完全理解 this 在每個情況下所指涉的對象。

若是你真的很想完全搞懂,推薦你這一篇:JavaScript深入之从ECMAScript规范解读this,我上面的範例就是從這一篇拿來的,想看解答、想理解為什麼的話可以去看這一篇。

既然我前面提了這麼多讓我不寫 this 的理由,怎麼最後我還是跳下來寫了?

因為,在我看了這麼多的文章,吸取了一大堆日月精華並且思考過後,發現如果有個不錯的切入點,或許就可以讓 this 變得不是這麼難懂。以我這篇教的方法,不會讓你把 this 完全搞懂,上面那五個範例你可能會答錯,但基本的題目你依舊可以解的出來。

這也是標題的由來:「絕對不完整,但保證好懂」,此文的目的是希望提供一個不同的角度來看 this,從為什麼會有 this 下手,再用一套規則來解釋 this 的值,至少讓你不再對 this 有誤解,也會知道一些常見的情境底下 this 到底是什麼。

要談 this,要從物件導向開始談

(若是你對 JavaScript 的物件導向完全沒概念,你可以先補完相關基礎,並且看完這篇:該來理解 JavaScript 的原型鍊了

如果你有寫過其他程式語言,你就知道 this 從來都不是一件什麼困難的事。它代表的就是在物件導向裡面,那個 instance 本身。

我舉個例子:

class Car {
  setName(name) {
    this.name = name
  }
  
  getName() {
    return this.name
  }
}
  
const myCar = new Car()
myCar.setName('hello')
console.log(myCar.getName()) // hello

在上面我們宣告了一個 class Car,寫了 setName 跟 getName 兩個方法,在裡面用this.name來存取這個 instance 的屬性。

為什麼要這樣寫?因為這是唯一的方法,不然你要把 name 這個屬性存在哪裡?沒有其他地方讓你存了。所以 this 的作用在這裡是顯而易見的,所指到的對象就是那個 instance 本身。

以上面的範例來說,myCar.setName('hello'),所以 this 就會是myCar。在物件導向的世界裡面,this 的作用就是這麼單純。

或者換句話說,我認為:

一但脫離了物件導向,其實 this 就沒有什麼太大的意義

假設今天 this 只能在 class 裡面使用,那應該就不會有任何問題對吧?你有看過其他程式語言像是寫 Java 或是 C++ 的人在抱怨說 this 很難懂嗎?沒有,因為 this 的作用很單純。

那問題是什麼?問題就是在 JavaScript 裡面,你在任何地方都可以存取到 this。所以在 JavaScript 裡的 this 跟其他程式語言慣用的那個 this 有了差異,這就是為什麼 this 難懂的原因。

儘管 this 的定義不太一樣,但我認為本質上還是很類似的。要理解 this 的第一步就是告訴自己:「一但脫離了物件,就不太需要關注 this 的值,因為沒什麼意義」

沒什麼太大意義的 this

function hello(){
  console.log(this)
}
  
hello()

this 的值會是什麼?

延續我們前面所講的,在這種情況下我會跟你說 this 沒有任何意義,而且你千萬不要想成 this 會指到hello這個 function,沒有這種事。

只要記得我前面跟你說的:「脫離了物件,this 的值就沒什麼意義」。

在這種很沒意義的情況下,this 的值在瀏覽器底下就會是window,在 node.js 底下會是global,如果是在嚴格模式,this 的值就會是undefined

這個規則應該滿好記的,幫大家重新整理一下:

  1. 嚴格模式底下就都是undefined
  2. 非嚴格模式,瀏覽器底下是window
  3. 非嚴格模式,node.js 底下是global

這個就是你在其他文章看到的「預設綁定」,但我在這篇不打算用任何專有名詞去談 this。我認為不用這些名詞也不會妨礙你的理解,甚至還有可能讓你更好理解。我也不是說專有名詞不重要,是說可以先把概念學起來,再回過頭來補專有名詞。

一但脫離了物件,this 的值就沒什麼意義,在沒意義的情況底下就會有個預設值,而預設值也很好記,嚴格模式就是undefined,非嚴格模式底下就是全域物件。

更改 this 的值

僅管 this 可能有預設的值,但我們可以透過一些方法來改它。這改的方法也很簡單,一共有三種。

前兩種超級類似,叫做callapply,這兩種都是能夠呼叫 fucntion 的函式,我舉一個例子給你看比較好懂:

'use strict';
function hello(a, b){
  console.log(this, a, b)
}
  
hello(1, 2) // undefined 1 2
hello.call(undefined, 1, 2) // undefined 1 2
hello.apply(undefined, [1, 2]) // undefined 1 2

我們有一個叫做 hello 的函式,會 log 出 this 的值以及兩個參數。在我們呼叫hello(1, 2)的時候,因為是嚴格模式所以 this 是 undefined,而 a 跟 b 就是 1 跟 2。

當我們呼叫hello.call(undefined, 1, 2)的時候,我們先忽略第一個參數不談,你可以發現他其實跟hello(1, 2)是一樣的。

而 apply 的差別只在於他要傳進去的參數是一個 array,所以上面這三種呼叫 function 的方式是等價的,一模一樣。除了直接呼叫 function 以外,你也可以用 call 或是 apply 去呼叫,差別在於傳參數的方式不同。

call 跟 apply 的差別就是這麼簡單,一個跟平常呼叫 function 一樣,一個用 array 包起來。

那我們剛剛忽略的第一個參數到底是什麼呢?

你可能已經猜到了,就是this的值!

'use strict';
function hello(a, b){
  console.log(this, a, b)
}
  
hello.call('yo', 1, 2) // yo 1 2
hello.apply('hihihi', [1, 2]) // hihihi 1 2

就是如此簡單,你第一個參數傳什麼,裡面 this 的值就會是什麼。儘管原本已經有 this,也依然會被這種方法給覆蓋掉:

class Car {
  hello() {
    console.log(this)
  }
}
  
const myCar = new Car()
myCar.hello() // myCar instance
myCar.hello.call('yaaaa') // yaaaa

原本 this 的值應該要是 myCar 這個 instance,可是卻被我們在使用 call 時傳進去的參數給覆蓋掉了。

除了以上兩種以外,還有最後一種可以改變 this 的方法:bind。

'use strict';
function hello() {
  console.log(this)
}
  
const myHello = hello.bind('my')
myHello() // my

bind 會回傳一個新的 function,在這邊我們把 hello 這個 function 用 my 來綁定,所以最後呼叫 myHello() 時會輸出 my。

以上就是三種可以改變 this 的值的方法。你可能會好奇如果我們把 call 跟 bind 同時用會怎樣:

'use strict';
function hello() {
  console.log(this)
}
  
const myHello = hello.bind('my')
myHello.call('call') // my

答案是不會改變,一但 bind 了以後值就不會改變了。

這邊還要特別提醒的一點是在非嚴格模式底下,無論是用 call、apply 還是 bind,你傳進去的如果是 primitive 都會被轉成 object,舉例來說:

function hello() {
  console.log(this)
}
  
hello.call(123) // [Number: 123]
const myHello = hello.bind('my')
myHello() // [String: 'my']

幫大家做個中場總結:

  1. 在物件以外的 this 基本上沒有任何意義,硬要輸出的話會給個預設值
  2. 可以用 call、apply 與 bind 改變 this 的值

物件中的 this

最前面我們示範了在物件導向 class 裡面的 this,但在 JavaScript 裡面還有另外一種方式也是物件:

const obj = {
  value: 1,
  hello: function() {
    console.log(this.value)
  }
}
  
obj.hello() // 1

這種跟一開始的物件導向範例不太一樣,這個範例是直接創造了一個物件而沒有透過 class,所以你也不會看到 new 這個關鍵字的存在。

再繼續往下講之前,要大家先記住一件事情:

this 的值跟作用域跟程式碼的位置在哪裡完全無關,只跟「你如何呼叫」有關

這個機制恰巧跟作用域相反,不確定我在說什麼的可以先看這篇:所有的函式都是閉包:談 JS 中的作用域與 Closure

舉個簡單的例子來幫大家複習一下作用域:

var a = 10
function test(){
  console.log(a)
}
  
const obj = {
  a: 'ojb',
  hello: function() {
    test() // 10
  },
  hello2: function() {
    var a = 200
    test() // 10
  }
}
  
test() // 10
obj.hello()
obj.hello2()

無論我在哪裡,無論我怎麼呼叫test這個 function,他印出來的 a 永遠都會是全域變數的那個 a,因為作用域就是這樣運作,test 在自己的作用域裡面找不到 a 於是往上一層找,而上一層就是 global scope,這跟你在哪裡呼叫 test 一點關係都沒有。test 這個 function 在「定義」的時候就把 scope 給決定好了。

但 this 卻是完全相反,this 的值會根據你怎麼呼叫它而變得不一樣,還記得我們剛講過的 call、apply 跟 bind 嗎?這就是其中一個範例,你可以用不同的方式去呼叫 function,讓 this 的值變得不同。

所以你要很清楚知道這是兩種完全不同的運行模式,一個是靜態(作用域)、一個是動態(this)。要看作用域,就看這個函式在程式碼的「哪裡」;要看 this,就看這個函式「怎麽」被呼叫。

舉一個最常見的範例:

const obj = {
  value: 1,
  hello: function() {
    console.log(this.value)
  }
}
  
obj.hello() // 1
const hey = obj.hello
hey() // undefined

明明就是同一個函式,怎麼第一次呼叫時 this.value 是 1,第二次呼叫時就變成 undefined 了?

記住我剛說的話:「要看 this,就看這個函式『怎麽』被呼叫」。

再繼續往下講之前,先教大家一個最重要的小撇步,是我從this 的值到底是什么?一次说清楚學來的,是一個很方便的方法。

其實我們可以把所有的 function call,都轉成利用call的形式來看,以上面那個例子來說,會是這樣:

const obj = {
  value: 1,
  hello: function() {
    console.log(this.value)
  }
}
  
obj.hello() // 1
obj.hello.call(obj) // 轉成 call
const hey = obj.hello
hey() // undefined
hey.call() // 轉成 call

而規則就是你在呼叫 function 以前是什麼東西,你就把它放到後面去。所以obj.hello()就變成了obj.hello.call(obj)hey()前面沒有東西,所以就變成了hey.call()

轉成這樣子的形式之後,還記得 call 的第一個參數就是 this 嗎?所以你就能立刻知道 this 的值是什麼了!

舉一個更複雜的例子:

const obj = {
  value: 1,
  hello: function() {
    console.log(this.value)
  },
  inner: {
    value: 2,
    hello: function() {
      console.log(this.value)
    }
  }
}
  
const obj2 = obj.inner
const hello = obj.inner.hello
obj.inner.hello()
obj2.hello()
hello()

你可以不要往下拉,先想一下那三個 function 會各自印出什麼值。

接著我要公布解答了,只要轉成我們上面講的那種形式就好:

obj.inner.hello() // obj.inner.hello.call(obj.inner) => 2
obj2.hello() // obj2.hello.call(obj2) => 2
hello() // hello.call() => undefined

特別講一下最後一個 hello 因為沒有傳東西進去,所以是預設綁定,在非嚴格模式底下是 window,所以會 log 出window.value也就是 undefined。

只要你把 function 的呼叫轉成用 call 的這種形式,就很容易看出來 this 的值是什麼。

這也是我前面一直在提的:「要看 this,就看這個函式『怎麽』被呼叫」,而你要看怎麼被呼叫的話,就轉成 call 的形式就行了。

學到這邊,其實你看見九成與 this 相關的題目你都會解了,不信的話我們來試試看(為了可讀性沒有防雷空行,所以請自行拉到程式碼就好,再往下拉就會是解答了):

function hello() {
  console.log(this)
}
  
var a = { value: 1, hello }
var b = { value: 2, hello }
hello()
a.hello()
b.hello.apply(a)

只要按照我們之前說的,用 call 來轉換一下形式就好:

hello() // hello.call() => window(瀏覽器非嚴格模式)
a.hello() // a.hello.call(a) => a
b.hello.apply(a) => 直接用 apply,所以就是 a

再來一題比較不一樣的,要看仔細囉(假設在瀏覽器底下跑,非嚴格模式):

var x = 10
var obj = {
  x: 20,
  fn: function() {
    var test = function() {
      console.log(this.x)
    }
    test()
  }
}
  
obj.fn()

這題的話如果你搞錯,一定是你忘記了我們最重要的一句話:

要看 this,就看這個函式「怎麽」被呼叫

我們怎麼呼叫 test 的?test(),所以就是test.call()就是預設綁定,this的值就會是 window,所以this.x會是 10,因為在第一行宣告了一個全域變數 x = 10。

寫到這裡,再來幫大家做個回顧,避免大家忘記前面在講什麼:

  1. 脫離物件的 this 基本上沒有任何意義
  2. 沒有意義的 this 會根據嚴格模式以及環境給一個預設值
  3. 嚴格模式底下預設就是 undefined,非嚴格模式在瀏覽器底下預設值是 window
  4. 可以用 call、apply 與 bind 改變 this 的值
  5. 要看 this,就看這個函式「怎麽」被呼叫
  6. 可以把 a.b.c.hello() 看成 a.b.c.hello.call(a.b.c),以此類推,就能輕鬆找出 this 的值

不合群的箭頭函式

原本有關 this 的部分應該講到上面就要結束了,但 ES6 新增的箭頭函式卻有不太一樣的運作方式。它本身並沒有 this,所以「在宣告它的地方的 this 是什麼,它的 this 就是什麼」,好,我知道這聽起來超難懂,我們來看個範例:

const obj = {
  x: 1,
  hello: function(){
    // 這邊印出來的 this 是什麼,test 的 this 就是什麼
    // 就是我說的:
    // 在宣告它的地方的 this 是什麼,test 的 this 就是什麼
    console.log(this)     
    const test = () => {
      console.log(this.x)
    }
    test()
  }
}
  
obj.hello() // 1
const hello = obj.hello
hello() // undefined

在第五行我們在 hello 這個 function 裡面宣告了 test 這個箭頭函式,所以 hello 的 this 是什麼,test 的 this 就是什麼。

所以當我們呼叫obj.hello()時,test 的 this 就會是 obj;hello()的時候 test 的 this 就會是全域物件。這規則其實都跟之前一樣,差別只有在於說箭頭函式的 this 不是自己決定的,而是取決於在宣告時那個地方的 this。

如果你想看更複雜的範例,可以參考這篇:鐵人賽:箭頭函式 (Arrow functions)

實際應用:React

你有寫過 React 的話,就會知道裡面其實有些概念今天的教學可以派上用場,舉例來說,我們必須在 constructor 裡面先把一些 method 給 bind 好,你有想過是為什麼嗎?

先來看看如果沒有 bind 的話會發生什麼事:

class App extends React.Component {
  onClick() {
    console.log(this, 'click')
  }
  render() {
    return <button onClick={this.onClick}>click</button>
  }
}

最後 log 出來的值會是 undefined,為什麼?這細節就要看 React 的原始碼了,只有 React 知道實際上在 call 我們傳下去的 onClick 函式時是怎麼呼叫的。

所以為什麼要 bind?為了確保我們在onClick裡面拿到的 this 永遠都是這個 instance 本身。

class App extends React.Component {
  constructor() {
    super()
   
    // 所以當你把 this.onClick 傳下去時,就已經綁定好了 this
    // 而這邊的 this 就是這個 component
    this.onClick = this.onClick.bind(this)
  }
  onClick() {
    console.log(this, 'click')
  }
  render() {
    return <button onClick={this.onClick}>click</button>
  }
}

還有另外一種方式是用箭頭函式:

class App extends React.Component {
  render() {
    return <button onClick={() => {
    	console.log(this)
    }}>click</button>
  }
}

為什麼箭頭函式也可以?因為我們前面提過,「在宣告它的地方的 this 是什麼,它的 this 就是什麼」,所以這邊 log 出來的 this 就會是 render 這個 function 的 this,而 render 的 this 就是這個 component。

如果你有點忘記了,可以把文章拉到最上面去,因為最上面我們就已經提過這些了。

總結

關於講解 this 的文章,我至少看過十幾二十篇,比較常見的就是講幾種不同的綁定方法,以及在哪些時候會用哪一種綁定。但這些我在這篇文章裡都沒有提,因為我認為不影響理解(但最好之後能夠自己去補足相關名詞)。

我也曾經迷惘過,曾經被 this 搞得很混亂,前陣子因為教學的緣故不得不把 this 搞懂,而我也確實比以前理解很多了。從我的經驗看來,我認為 this 之所以複雜,原因之一就是:「在物件以外的地方也可以用 this」,所以我才一再強調我認為物件外的 this 是沒意義的。

我對 this 真正開竅的時候是看到了this 的值到底是什么?一次说清楚這篇文章,簡直就是醍醐灌頂,把一般的 function 呼叫換成用 call 的這種形式是個很容易理解也很容易記的方法,而且可以應用在九成的場景底下。

最後,再次強調這篇文章是有疏漏的,開頭的那幾個範例以這篇文章所學到的知識依然無法解釋,那真的是要看 ECMAScript 才會知道;而瀏覽器的 event 的 this 我也沒提,但這部分比較簡單就是了。我只求這篇文章能讓你知道八成的狀況底下 this 的值會是什麼,其他兩成請另尋高明。

這篇融合了我看過的幾篇文章帶給我的想法,也融合了自己融會貫通後的體悟,希望我也能帶給那些卡在 this 許久的初學者們一些新的想法,在看完這篇文章之後能夠以不同的角度去思考 this 的值以及它存在的意義。

寫完這篇以後,關於 JavaScript 那些非常常見但我以前完全沒弄懂的問題就都解釋的差不多了,有興趣的朋友們可以參考其他的主題:

  1. 該來理解 JavaScript 的原型鍊了
  2. 深入探討 JavaScript 中的參數傳遞:call by value 還是 reference?
  3. 我知道你懂 hoisting,可是你了解到多深?
  4. 所有的函式都是閉包:談 JS 中的作用域與 Closure

參考資料:

  1. JavaScript深入之从ECMAScript规范解读this
  2. this 的值到底是什么?一次说清楚
  3. What's THIS in JavaScript ?
  4. JS this
@septemhill

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commented Feb 23, 2019

  • 嚴格模式底下就都是undefined
  • 非嚴格模式,瀏覽器底下是window
  • 非嚴格模式,瀏覽器底下是global

第三點應該是筆誤

@aszx87410

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Owner Author

commented Feb 23, 2019

@septemhill 是的,已修正,感謝

@Tiramisupxl

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commented May 7, 2019

感谢,写得很清楚明白

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