Day 20 ：什麼是 Currying（2）？JavaScript Call Stack

14th鐵人賽 curry functional programming

Vivian Yeh

2022-09-22 20:39:14

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在前一章節中，我們了解到 JavaScript 從我們撰寫出來，到可以被執行這個過程中，其實在背後會發生很多事，其中就包含能優化 JavaScript 單執行緒的 Event Loop 機制。

在 Event Loop 機制中，同步執行的函式會被丟進執行堆疊中，依據後進先出的順序來執行函式。

而說到執行堆疊時，其實也是指 JavaScript 函式被呼叫時，會執行的類似機制：呼叫堆疊（Call Stack）。

呼叫堆疊可以說是要更深入了解 JavaScript 函式運作的必備基礎知識，理解呼叫堆疊的機制，可以更幫助我們在撰寫函式時的效能，在這個章節中，我們就要在 Event Loop 中執行堆疊機制的基礎上，更深入的討論呼叫堆疊。

函式與呼叫堆疊

根據 MDN 文件說明，呼叫堆疊是一種呼叫多重函式時會出現的機制，例如我們在函式中再次呼叫函式，在第二個函式中，再次呼叫其他函式的狀況。

這樣聽起來是不是很不好理解？讓我們來看看程式碼範例：

function second () {
	console.log('second Function starts');
	console.log('second Function ends');
};

function first() {
	console.log('first Function starts')
	second();
	console.log('first Function ends')

};

first();

根據上方的範例，大家覺得文字印出的順序是什麼呢？相信對有寫過 JavaScript 的開發者們，這完全是一片小蛋糕！

沒有錯，上方的範例文字會依照下方的順序印出來：

// first Function starts
// second Function starts
// second Function ends
// first Function ends

其實這就是所謂執行堆疊的概念，上方我們使用相對簡單的程式碼來示意，若是用圖來示意的話：

根據示意圖，我們可以將函式拆分為四個部分：

當我們呼叫 first 函式時，這個函式就進入的呼叫堆疊中。
由於我們在 first 函式中呼叫了 second 函式，此時呼叫堆疊中就有了兩個函式，最下面的是 first 函式， first 函式上又堆疊了 second 函式。
second 函式結束，離開呼叫堆疊
first 函式結束，離開呼叫堆疊

如此就是一個簡單的呼叫堆疊的運作模式了，但聰明的各位可能會有另一個疑惑：「參數呢？如果我在函式中帶入參數，在呼叫堆疊中會怎麼處理參數呢？」

呼叫堆疊中的函式參數

根據 MDN 有關 Event Loop 概念的說明，其中提到：「當我們呼叫函式時，會在呼叫堆疊中根據函式的參數、區域變數，產生參考值。」

也就是說，只要這個執行堆疊沒有結束，我們就可以取到在這個堆疊中所有存在的參數與變數，這樣說明可能會有點抽象，讓我們來看看下面的範例：

function second (num) {
	console.log(`print second number: ${num + 1}`);
};

function first(num) {
	console.log(`print first number: ${num} `)
	second(num);
};

first(1);

// print first number: 1 
// print second number: 2

這樣的程式碼看起來很直覺對不對？就是透過一個參數接著向下傳遞參數的概念，那如果我們把程式碼改成：

function first(num) {
	console.log(`print first number: ${num} `)
	return function () {
	console.log(`print second number: ${num + 1}`);
	};
};

first(1)();

// output = ?

咦！你會發現我們獲得的結果竟然跟上一個範例一樣耶！

在這一個範例中，我們在 first 函式中，回傳了原本的 second 函式，由於現在了解執行堆疊的概念，所以但我們不需要在回傳函式中再次傳入參數，即可透過上一層的函式取得參數。

那你說我可以這麼撰寫嗎？

function first(num) {
	console.log(`print first number: ${num} `)
	second();
};

function second () {
	console.log(`print second number: ${num + 1}`);
};

first(1);

當然不行！因為在執行到 second 函式時，因為找不到外層有任何有關 num 的變數，所以會產生 ReferenceError: num is not defined 的錯誤。

由此可知，雖然在堆疊中我們可以取得上一層函式的變數與參數的參考值，但前提是程式碼的撰寫有符合語法作用域的規範（可以向上查找到相對應的參考值，可參見註一）。

那另外一個問題來了，函式中的區域變數與參數的記憶體是如何運作的呢？

執行堆疊中的區域變數與參數的記憶體有個非常重要的特性，他們的生命週期與執行堆疊中的函式一致的！

當函式進入到執行堆疊中，該函式的區域變數與參數會一直保留在執行堆疊中，當函式離開執行堆疊後，該函式的區域變數與參數也會跟著釋放掉，應用這個特性可以有效優化函式的效能，避免不必要的全域變數而佔了 JavaScript 本身的記憶體空間。

在這個章節中，我們理解了所謂執行堆疊是 Event Loop 中的一個機制，更是貫穿「JavaScript 函式」運作的基礎概念，由於函式是 FP 設計模式中最重要的工具，我們必須把函式的特性搞懂，才可以用更有效率、乾淨的手段來撰寫程式碼。

在了解「科里化」之前，我們還有一個很重要的 JavaScript 技巧要聊聊，那就是「閉包」，那就讓我們下個章節見吧！

註解：

語法作用域（Lexical Scope）：語法作用域指的是在 JavaScript 在執行時，可被參照引用的變數，例如： ES6 以後透過 let 、const 關鍵字宣告變數，會因為區塊（{}）而分為全域作用域（Global Lexical Scope）與區域作用域（Regional Lexical Scope），當讀取到變數時，JavaScript 就會一層一層向外查找直到找不到此參照變數。