JavaScript执行环境及作用域

神农1217
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执行环境（有时也称“环境”）是JavaScript中最为重要的一个概念。执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据，决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个 与之关联的变量对象，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。虽然我们 编写的代码无法访问这个对象，但解析器在处理数据时会在后台使用它。

执行环境

全局执行环境是最外围的一个执行环境。根据ECMAScript实现所在的宿主环境不同，表示执行环境的对象也不一样。在Web浏览器中，全局执行环境被认为是window对象，因此所有全局变量和函数都是作为window对象的属性和方法创建的。某个执行环境中的所有代码执行完毕后，该环境被销毁，保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁（全局执行环境直到应用程序退出——例如关闭网页或浏览器——时才会被销毁）。

每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。ECMAScript程序中的执行流正是由这个方便的机制控制着。

作用域

当代码在一个环境中执行时，会创建变量对象的一个作用域链。作用域链的用途，是 保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域链的前端，始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数，则将其活动对象作为变量对象。

活动对象在最开始时只包含一个变量，即arguments对象（这个对象在全局环境中是不存在的）。作用域链中的下一个变量对象来自包含（外部）环境，而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样，一直延续到全局执行环境；全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。

标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程。搜索过程始终从作用域链的前端开始， 然后逐级地向后回溯，直至找到标识符为止（如果找不到标识符，通常会导致错误发生）。

var color = "blue"; 
function changeColor(){ 
  if (color === "blue"){ 
  color = "red"; 
 } else { 
  color = "blue"; 
 } 
} 
changeColor(); 
alert("Color is now " + color);

在这个简单的例子中，函数changeColor()的作用域链包含两个对象：它自己的变量对象（其中定义着arguments对象）和全局环境的变量对象。可以在函数内部访问变量 color，就是因为可以在这个作用域链中找到它。

延长作用域链

虽然执行环境的类型总共只有两种——全局和局部（函数），但还是有其他办法来延长作用域链。这么说是因为有些语句可以在作用域链的前端临时增加一个变量对象，该变量对象会在代码执行后被移除。在两种情况下会发生这种现象。具体来说，就是当执行流进入下列任何一个语句时，作用域链就会得到加长：

  • try-catch 语句的 catch 块；
  • with 语句

这两个语句都会在作用域链的前端添加一个变量对象。对with语句来说，会将指定的对象添加到作用域链中。对catch语句来说，会创建一个新的变量对象，其中包含的是被抛出的错误对象的声明。下面看一个例子。

function buildUrl() { 
 var qs = "?debug=true"; 
 with(location){ 
 var url = href + qs; 
 } 
 return url; 
}

在此，with语句接收的是location对象，因此其变量对象中就包含了location 对象的所有属性和方法，而这个变量对象被添加到了作用域链的前端。buildUrl()函数中定义了一个变量qs。当在with语句中引用变量href时（实际引用的是location.href），可以在当前执行环境的变量对象中找到。当引用变量qs时，引用的则是在buildUrl()中定义的那个变量，而该变量位于函数环境的变量对象中。至于with语句内部，则定义了一个名为url的变量，因而url就成了函数执行环境的一部分，所以可以作为函数的值被返回。

没有块级作用域

JavaScript没有块级作用域经常会导致理解上的困惑。在其他类C的语言中，由花括号封闭的代码块都有自己的作用域（如果用ECMAScript的话来讲，就是它们自己的执行环境），因而支持根据条件来定义变量。例如，下面的代码在JavaScript中并不会得到想象中的结果：

if (true) { 
 var color = "blue"; 
} 
alert(color); //"blue"

这里是在一个if语句中定义了变量color。如果是在C、C++或Java中，color会在if语句执行完毕后被销毁。但在JavaScript中，if语句中的变量声明会将变量添加到当前的执行环境（在这里是全局环境）中。在使用for语句时尤其要牢记这一差异，例如：

for (var i=0; i < 10; i++){ 
 doSomething(i); 
} 
alert(i); //10

对于有块级作用域的语言来说，for语句初始化变量的表达式所定义的变量，只会存在于循环的环境之中。而对于JavaScript来说，由for语句创建的变量i即使在for循环执行结束后，也依旧会存在于循环外部的执行环境中。

声明变量

使用var声明的变量会自动被添加到最接近的环境中。在函数内部，最接近的环境就函数的局部环境；在with语句中，最接近的环境是函数环境。如果初始化变量时没有使用var声明，该变量会自动被添加到全局环境。如下所示：

function add(num1, num2) { 
 var sum = num1 + num2; 
 return sum; 
} 
var result = add(10, 20); //30 
alert(sum); //由于 sum 不是有效的变量，因此会导致错误

以上代码中的函数 add()定义了一个名为sum的局部变量，该变量包含加法操作的结果。虽然结果值从函数中返回了，但变量sum在函数外部是访问不到的。如果省略这个例子中的var关键字，那么当add()执行完毕后，sum也将可以访问到：

function add(num1, num2) { 
 sum = num1 + num2; 
 return sum; 
} 
var result = add(10, 20); //30 
alert(sum); //30

这个例子中的变量sum在被初始化赋值时没有使用var关键字。于是，当调用完add()之后，添加到全局环境中的变量sum将继续存在；即使函数已经执行完毕，后面的代码依旧可以访问它。

查询标识符

当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时，必须通过搜索来确定该标识符实际代表什么。搜索过程从作用域链的前端开始，向上逐级查询与给定名字匹配的标识符。如果在局部环境中找到了该标识符，搜索过程停止，变量就绪。如果在局部环境中没有找到该变量名，则继续沿作用域链向上搜索。搜索过程将一直追溯到全局环境的变量对象。如果在全局环境中也没有找到这个标识符，则意味着该变量尚未声明。

变量查询也不是没有代价的。很明显，访问局部变量要比访问全局变量更快，因 为不用向上搜索作用域链。JavaScript 引擎在优化标识符查询方面做得不错，因此这 个差别在将来恐怕就可以忽略不计了。

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