Funciones en Node.js y Javascript. Más detalles

Funciones en Node.js y Javascript. Más detalles

“Funciones en node.js y Javascript. Más detalles”, es la segunda parte de lo más importante de las funciones en node.js y Javascript. El tema de funciones es muy importante, y también muy extenso. Aprenderás sobre el prototipo de una función, el comportamiento de la referencia a this, propiedad especial prototype, elevado de funciones y sus beneficios, variable adicional arguments y métodos útiles como call y apply. Y como extra muy importante, si llegas al final, las mejores recomendaciones de comunicación a través del código.

El prototipo de una función en Node.js y Javascript

En la primera parte de Funciones en Node.js y Javascript. Pudimos entender que las funciones son objetos, y el porqué las funciones son objetos. Una función tiene un prototipo, si no sabes que es un prototipo en Javascript, esto explica en esta publicación.

Las funciones tienen como prototipo a Function.prototype. Aunque a diferencia de los objetos literales no se ven tan clara la relación, podemos ejecutar la siguiente prueba.

function saludar() {
  return 'Hola';
}

saludar.__proto__ = Function.prototype; // true

El prototipo de Function.prototype es Object.prototype. Con esta última sentencia comprobamos lo que hemos dicho de los objetos en Javascript, tienen como objeto base a Object.prototype.

saludar.__proto__.proto === Object.prototype; // true;

Aquí el diagrama.

Cadena de prototipos de una función
Cadena de prototipos de una función

Tipos de invocaciones y referencia this

Las funciones en Node.js y Javascript se comportan de manera extraña al ser invocadas. Este comportamiento cambia según la forma en como se invoque e influye en como se trata la referencia this. En las siguientes cuatro secciones se explican estos tipos de invocaciones.

Invocación de funciones en Node.js y Javascript como método

Cuando una función se asigna a una propiedad de un objeto entonces decimos que es un método. Y cuando un método es invocado se puede hacer referencia al objeto al que pertenece a través de la palabra reservada this.

Como vimos en el tema de objetos, se puede acceder a una propiedad a través de corchetes, así ['nombreDePropiedad'].

const jaime = {
  nombre: 'Jaime',
  saludar: function() {
    return `Hola soy ${this.nombre}`;
  }
};

jaime.saludar(); // 'Hola soy Jaime'
jaime['saludar'](); // 'Hola soy Jaime'

Invocación de funciones en Node.js y Javascript como función

Cuando una función se invoca de esta manera y quiere hacer referencia a this, este debería obtener null o undefined, pero en lugar de eso, hace referencia al objeto global del ambiente donde se está ejecutando el código, en el caso del navegador web hace referencia a window. En el caso de node.js es el objeto global.

function saludar() {
  return this;
}

saludar(); // En el navegador es window y en node.js es global

Dentro del navegador web, es algo como lo siguiente.

Window {
  alert: ƒ alert()
  console: console {},
  fetch: ƒ fetch(),
  isNaN: ƒ isNaN(),
  clearInterval: ƒ clearInterval(),
  clearTimeout: ƒ clearTimeout(),
  setInterval: ƒ setInterval(),
  setTimeout: ƒ setTimeout()
  ...
}

Por otro lado en node.js es algo como esto.

<ref *1> Object [global] {
  global: [Circular *1],
  clearInterval: [Function: clearInterval],
  clearTimeout: [Function: clearTimeout],
  setInterval: [Function: setInterval],
  setTimeout: [Function: setTimeout] {
    [Symbol(nodejs.util.promisify.custom)]: [Getter]
  },
  queueMicrotask: [Function: queueMicrotask],
  performance: [Getter/Setter],
  clearImmediate: [Function: clearImmediate],
  setImmediate: [Function: setImmediate] {
    [Symbol(nodejs.util.promisify.custom)]: [Getter]
  }
  ...
}

Ahora, si una función interna hace referencia a this.

function saludar() {
  function saludarInternamente() {
  	return this;
  }
  
  return saludarInternamente();
}

saludar(); // En el navegador web es window, en Node.js es global

Esta función interna sigue haciendo referencia al objeto window o global. Y lamentablemente este mismo comportamiento sucede aun si la función saludar es el método de un objeto.

const jaime = {
  nombre: 'Jaime',
  saludar: function() {
    function saludarInternamente() {
      return this;
    }
  
    return saludarInternamente();
  }
};

jaime.saludar();  // En el navegador web es window, en Node.js es global

Cuando el objeto se crea a través de una clase, la referencia a this es undefined, esto es una mejora, sin embargo, ¿Tendría más sentido que si hiciera referencia al objeto en cuestión? Yo opino que si, pero ese ejemplo vamos a guardarlo para cuando toquemos las clases.

Invocación de funciones en Node.js y Javascript como constructor

Javascript es un lenguaje de programación orientado a objetos basado en prototipos. Originalmente no usa clases, pero intenta simular una sintaxis basada en clases. Estamos hablando del operador new.

Las funciones constructoras son funciones que se invocan con el operador new para crear nuevos objetos. Como el ejemplo de abajo.

function Persona(nombre, edad) {
  this.nombre = nombre;
  this.edad = edad;
}

const jaime = new Persona('Jaime', 33);

Esta forma de crear objetos con una función constructora permite que la referencia a this esté correctamente enlazada al nuevo objeto. Lo podemos comprobar cuando ejecutamos las siguientes líneas.

jaime.nombre; // 'Jaime'
jaime.edad; // 33

Propiedad especial prototype

Existe una propiedad especial llamada prototype en las funciones, esta no es la misma propiedad oculta que enlaza a Function.prototype.

Esta propiedad especial prototype permite usar a una función constructora para simular la herencia clásica. Así cuando se crea un nuevo objeto usando la función constructora, este nuevo objeto pueda usar las propiedades de prototype. Esto propiedad básicamente funciona igual que las propiedades Object.prototype, Function.prototype, Array.prototype, y demás prototipos de objetos en Javascript. Con la diferencia, que nosotros agregamos el contenido manualmente a prototype. A continuación un ejemplo.

function Persona(nombre, edad) {
  this.nombre = nombre;
  this.edad = edad;
}

Persona.prototype.saludar = function () {
  return `Hola soy ${this.nombre} y tengo ${this.edad} años`;
};
Cadena de prototipos de una función y propiedad especial prototype
Cadena de prototipos de una función y propiedad especial prototype

Y con este ejemplo comprobamos que la función saludar invocada desde el objeto jaime, efectivamente tiene la referencia a this enlazada correctamente. Y puede acceder al nombre y edad del nuevo objeto jaime.

const jaime = new Persona('Jaime', 33);
jaime.saludar(); // Hola soy Jaime y tengo 33 años

Visualmente es como el siguiente diagrama.

Cadena de prototipos de un objeto creado con una función constructora
Cadena de prototipos de un objeto creado con una función constructora

Por último te preguntarás, ¿Por qué no agregamos los métodos dentro de la función constructora Persona? Muy parecido a lo que hicimos cuando vimos el tema de closure.

function Persona(nombre, edad) {
  this.nombre = nombre;
  this.edad = edad;
  this.saludar = function () {
    return `Hola soy ${this.nombre} y tengo ${this.edad} años`;
  };
}

const jaime = new Persona('Jaime', 33);
jaime.saludar(); // Hola soy Jaime y tengo 33 años

Pues la respuesta es que también se puede hacer, pero la desventaja es que estaríamos creando nuevas funciones cada vez que creamos una instancia de Persona. Con el uso de la propiedad prototype no se crean nuevas funciones, solo se hacen referencia a ellas, es decir, cada nuevo objeto debe ir a buscar en sus prototipos a la función saludar.

Nota importante sobre las funciones constructoras

Las funciones constructoras siempre empiezan con una letra mayúscula, no porque la sintaxis del lenguaje lo necesite, sino para que los programadores identifiquen a una función constructora de una que no lo es y se use adecuadamente el operador new.

Invocación de funciones en Node.js y Javascript con apply y call

Como ya hemos hecho mucho hincapié, las funciones en Node.js y Javascript son objetos. Por lo tanto una función también tiene métodos. Los métodos del prototipo Function.prototype.apply y Function.prototype.call, permiten definir explícitamente la referencia a this al ejecutarse el cuerpo de la función.

Invocación con Function.prototype.apply

const jaime = {
  nombre: 'Jaime',
  saludar: function(saludo) {
    return `${saludo}, soy ${this.nombre}`;
  }
};

jaime.saludar('Hola'); // Hola, soy Jaime 
jaime.saludar.apply({ nombre: 'Pepito' }, ['Buenos días']); // Buenos días, soy Pepito

El método apply recibe como primer parámetro el objeto al que se va a enlazar la función y podrá hacer referencia usando this y como segundo parámetro un arreglo de valores que son los parámetros de la función. En este caso la función saludar solo recibe una cadena de caracteres a través del parámetro saludo. Es por eso que solo necesita un arreglo con un solo elemento.

Aquí un ejemplo con una función de dos parámetros.

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

sumar.apply(null, [1, 2]); // 3

En este ejemplo el primer parámetro del método apply es null porque la función no se enlaza a un objeto y no necesita usar la referencia this.

Invocación con Function.prototype.call

Este método es una simplificación del método apply, igualmente recibe dos parámetros, el objeto al cual se hará referencia con this y los argumentos de la función que va a invocar. La única diferencia es que en lugar de recibir un array de parámetros para la función que se va a invocar, recibe cualquier número de parámetros separados con comas. A continuación un ejemplo.

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

sumar.apply(null, 1, 2); // 3

Parámetro extra arguments de las funciones en Node.js y javascript

Cuando una función es invocada, adicional a la lista de parámetros, tiene acceso a un parámetro llamado argument. Este parámetro extra contiene la lista de todos los parámetros pasados en la invocación de una función.

function saludar(complemento) {
  return arguments;
}

saludar('Hola');
/*
Arguments [
  0: "Hola",
  callee: ƒ saludar(saludo),
  length: 1,
  Symbol(Symbol.iterator): ƒ values(),
  [[Prototype]]: Object
]
*/

arguments es un objeto muy parecido a un Array, pero no lo es. En el ejemplo anterior vemos que su prototipo es Object.prototype y para ser un Array debería ser Array.prototype.

Debido a lo anterior, arguments no tiene todos los métodos útiles de un Array. Por ejemplo, que tal si queremos recorrer la lista de todos los parámetros, en un arreglo se podría usar el método Array.prototype.forEach, pero eso no es posible.

Una forma de mitigar este inconveniente es convertir el objeto arguments a un arreglo, usando el método Array.from. Y entonces si usar los métodos de Array.prototype que necesites. Ejemplo.

function saludar(complemento) {
  const args = Array.from(arguments);
  args.forEach(actual => console.log(actual));
}

saludar('Hola', 'Soy Jaime', 'Tengo 33 años');
/*
Hola
Soy Jaime
Tengo 33 años
*/

Aunque la función saludar solo recibe un parámetro, aun así todos los parámetros que se pasen en la invocación, se guardan en arguments.

Elevado de funciones en Node.js y JavaScript

El elevado se refiere a que la creación de función sube hasta el inicio del ámbito en donde se encuentre. Solo la declaración normal de función puede ser elevada. Ejemplo.

function saludar(complemento) {
  return agregarComplemento(complemento);
  
  function agregarComplemento(complemento) {
    return `Hola, ${complemento}`;
  }
}

saludar('soy Jaime'); // 'Hola, soy Jaime'

Como podemos ver la función agregarComplemento se puede utilizar antes de su definición, esto es porque javascript antes de ejecutar el código, crea la función al inicio del ámbito local donde se encuentra, el código anterior se traduce antes de ser ejecutado a lo siguiente.

function saludar(complemento) {
  function agregarComplemento(complemento) {
    return `Hola, ${complemento}`;
  }
  
  return agregarComplemento(complemento);
}

saludar('soy Jaime'); // 'Hola, soy Jaime'

Las funciones en forma de expresión y funciones flecha no cuentan con este elevado de funciones, así que es importante definirlas antes de ser usadas.

Beneficio del elevado de funciones

Este comportamiento parece confuso, pero cuando estás programando con funciones es muy útil. Cuando se programa se tiene funciones principales y funciones secundarias. Para la persona que lee nuestro código muy a menudo es suficiente con visualizar las funciones principales para entender el código, no tiene que perder el tiempo en ver los detalles de las funciones secundarias. Imaginate un archivo con cien líneas de código y compara encontrar las funciones principales en las líneas de inicio contra encontrar las funciones principales al final.

Veamos un ejemplo. Aquí al lector solo le interesa a alto nivel lo que renderiza renderVista.

function renderVista() {
  renderHeader();
  renderMain();
  renderFooter();
}

function renderHeader() {
  renderMenu();
  renderBanner();
  renderSearchForm()
  // ....
}

  function renderMenu() {
    // ...
  }

  function renderBanner()  {
    // ...
  }

  function renderSearchForm()  {
    // ...
  }

function renderMain() {
  renderContent();
  renderAside();
  // ...
}

  function renderContent() {
    // ...
  }

  function renderAside() {
    // ...
  }

  function renderFooter()  {
    // ...
  }

Es facil, ¿Verdad?, solo leemos la primera función e ignoramos el resto del código.

¿Pero qué pasa cuando ahora la función principal se encuentra al final? Ejemplo.

function renderMenu() {
  // ...
}

function renderBanner()  {
  // ...
}

function renderSearchForm()  {
  // ...
}

function renderHeader() {
  renderMenu();
  renderBanner();
  renderSearchForm()
  // ....
}

function renderMain() {
  renderContent();
  renderAside();
  // ...
}

function renderContent() {
  // ...
}

function renderAside() {
  // ...
}

function renderFooter()  {
  // ...
}

function renderVista() {
  renderHeader();
  renderMain();
  renderFooter();
}

Además de ir hasta el final para encontrar la función principal que nos interesa usar, se pierde el sentido de este archivo. O al menos tardamos más en entender el objetivo de este archivo, el cual es renderizar la vista.

Por último, si quisieras, puedes hacer que todo viva dentro de una sola función, utilizando funciones anidadas. Haciendo más claro la relación entre las funciones. Como el siguiente ejemplo.

function renderVista() {
  renderHeader();
  renderMain();
  renderFooter();
  
  function renderHeader() {
    renderMenu();
    renderBanner();
    renderSearchForm()
    // ....
      function renderMenu() {
      	// ...
      }

      function renderBanner()  {
        // ...
      }

      function renderSearchForm()  {
        // ...
      }
  }
  
  function renderMain() {
    renderContent();
    renderAside();
    // ...
      function renderContent() {
          // ...
      }

      function renderAside() {
        // ...
      }
  } 
  
  function renderFooter()  {
    // ...
  }
}

¿Las funciones son referencia o valor?

Como ya vimos en la publicación sobre objetos, dado que la función es un objeto, entonces una función siempre será una referencia.

Diferencias importantes entre funciones flecha y tradicionales

Las funciones flechas tienen ciertas limitaciones si las comparamos con las funciones tradicionales, aunque hay que decir que si tu código está enfocado a la programación funcional, este tipo de funciones son muy convenientes.

Sus limitaciones en comparacion con las funciones tradicionales son:

  • No tienen el enlace correcto a this y no puede usar super().
    • Debido al punto anterior no funciona bien con los métodos call, apply y bind.
    • No pude usarse como método de un objeto.
  • No tiene la propiedad especial prototype.
    • Consecuencia del punto anterior no es posible usar una función flecha como función constructora.
  • No tiene acceso a parámetro extra arguments.

Veremos estas limitaciones en una futura publicación sobre las funciones flecha.

Comunicación con funciones en node.js y Javascript

Como ya lo hemos mencionado en otras publicaciones, el código es una forma de comunicación entre lo que creamos ahora con nuestro yo del futuro y nuestro equipo. Sabemos que la programación es una actividad social de mucha comunicación y ser eficientes en esta comunicación ahorra tiempo y dinero a programadores y no programadores.

Recordemos que las funciones son las unidades más pequeñas de organización de código. Además sin las funciones, ¿Cómo definiríamos el comportamiento de objetos y de funciones más grandes? Las funciones nos sirven para:

  • Organizar el código
  • Reusar código
  • Se usa para la composición de objetos, agregando comportamientos.
  • Se usa para la composición de funciones más complicadas

Teniendo en cuenta lo anterior, he aquí algunas recomendaciones a la hora de crear funciones.

Un muy, muy buen nombre

En esta publicación encontrarás las recomendaciones de nombres.

Lo más simple que se pueda

Una función debe ser lo más simple posible, y para eso debe tener una meta pequeña y específica, lo que conlleva a no complicar las cosas y hacer una cosa a la vez, paso a pasito, algo sencillo y bien hecho.

Cuando se resuelve un problema complicado, la forma recomendada de solucionarlo es como si imaginaras que eres un bebe, y tu problema es que no puedes correr. ¿Suena complicado no crees? Probablemente pudiste correr bien sin caerte alrededor de los tres años. Sin darte cuenta dividiste un problema grande en partes más pequeñas. Para llegar a correr, primero aprendiste a gatear, luego a caminar y finalmente intentaste correr con muchas caídas en el camino. Y si dividimos aún más estas tres fases encontraremos objetivos aún más pequeños, ejemplo, dar el primer paso. Así son las funciones, solucionan el problema pedacito por pedacito.

Siguiendo el enfoque anterior, una función simple es la que cumple con lo siguiente.

  • Se enfoca en resolver una sola cosa sencilla pero bien hecha.
  • Tendrá pocas líneas de código
  • Cuando mucho una o dos condiciones if o un switch
  • Cuando mucho uno o dos ciclos for, while, do while, etc.
  • Muy poquita indentación debido a los tres puntos anteriores
  • Por mucho tres parámetros, un humano solo puede recordar cuatro cosas a la vez, hagámosle la vida más fácil a nuestro compañero. Si de verdad necesitas muchos parámetros, puedes utilizar un objeto literal como único parámetro, así al menos no tenemos que recordar el orden en que deben de ir.
  • Todos los puntos anteriores lograrán que la función sea muy fácil de leer y comunicar.

En una futura publicación haremos una aplicación pequeña donde aplicaremos estas recomendaciones

Conclusiones

El tema de funciones es muy grande, aún nos faltan temas por ver. Como nos seguimos dando cuenta, las funciones son una pieza fundamental en Javascript y en el desarrollo de software en general. Según donde se invoque una función, podrá enlazarse al objeto this correcto. El elevado de funciones es beneficioso para la comunicación de las intenciones de nuestras funciones.

No olvidemos que las funciones son objetos. Las recomendaciones expuestas reflejan el principio ágil de simplicidad. Manteniendo las cosas simples, somos más productivos. En el caso de nuestro código, aumentamos el poder de flexibilidad y mantenimiento del mismo a través de una comunicación clara y código fácil de comprender.

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