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让人恍然大悟的词法作用域及作用域链讲解

让人恍然大悟的词法作用域及作用域链讲解

当JavaScript代码执行一段可执行代码(executable code)时,会创建对应的执行上下文(execution context)。

对于每个执行上下文,都有三个重要属性:

  • 变量对象(Variable object,VO)
  • 作用域链(Scope chain)
  • this

前面已经讲解了this,今天来讲讲作用域及作用域链。

作用域

作用域是指程序源代码中定义变量的区域。

作用域规定了如何查找变量,也就是确定当前执行代码对变量的访问权限。

JavaScript 采用词法作用域(lexical scoping),也就是静态作用域。

所谓的词法作用域,就是代码在编写过程就体现出来的作用范围。代码一旦写好,不用执行, 作用范围就已经确定好了,这个就是所谓的词法作用域。

词法作用域的规则:

  1. 函数允许访问函数外的数据 (也有就近原则)
  2. 整个代码结构中只有函数可以限定作用域
  3. 作用域内首先使用变量提升分析
  4. 如果当前作用域找到所需变量,则停止查找

*与词法作用域相对的是动态作用域,函数的作用域是在函数调用的时候才决定的。

var value = 1;

function foo() {
    console.log(value);
}

function bar() {
    var value = 2;
    foo();
}

bar(); // 1
复制代码

分析下执行过程:

执行 foo 函数,先从 foo 函数内部查找是否有局部变量 value,如果没有,就根据书写的位置,查找上面一层的代码,也就是 value 等于 1,所以结果会打印 1。

假设JavaScript采用动态作用域,让我们分析下执行过程:

执行 foo 函数,依然是从 foo 函数内部查找是否有局部变量 value。如果没有,就从调用函数的作用域,也就是 bar 函数内部查找 value 变量,所以结果会打印 2。

看一个《JavaScript权威指南》中的例子:

var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f();
}
checkscope();
复制代码
var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}
checkscope()();
复制代码

两段代码都会打印:local scope。因为JavaScript采用的是词法作用域,函数的作用域基于函数创建的位置。

引用《JavaScript权威指南》的回答就是:

JavaScript 函数的执行用到了作用域链,这个作用域链是在函数定义的时候创建的。嵌套的函数 f() 定义在这个作用域链里,其中的变量 scope 一定是局部变量,不管何时何地执行函数 f(),这种绑定在执行 f() 时依然有效。

作用域链

当查找变量的时候,会先从当前上下文的变量对象中查找,如果没有找到,就会从父级(词法层面上的父级)执行上下文的变量对象中查找,一直找到全局上下文的变量对象,也就是全局对象。这样由多个执行上下文的变量对象构成的链表就叫做作用域链。

这里不具体介绍函数的[[scope]]属性,只介绍一下怎么简单的分析作用域链。

作用域链绘制规则如下:

  1. 全局变量,函数声明都是属于0级链,每个对象占一个位置
  2. 遇到函数声明就延伸一个链出来,一级级展开
  3. 访问变量时首先从当前函数内部查找,如果当前作用域没有定义,往上级链中检查
  4. 如此往复,直到0级链,如果0级没有,则这个变量为undefined

以代码为例:

function func1(){
   alert(num);  
}

function func2(){
   var num=456;
   function func3(){
       func1();
   }
   func3();  
}

func2();//结果显示:num is not defined
复制代码

上述代码作用域链如下:

分析下代码执行流程:

  1. 当程序执行到func2时,进入func2的执行环境
  2. 当程序执行到func3时,在func3上下文中没有找到func1
  3. 回到1级作用域,即func3声明位置所在的1级作用域寻找,没有找到
  4. 回到func2声明时所在0级作用域寻找,找到后进入func1的上下文环境
  5. func1归属于0级作用域,内部只能访问func1内部作用域及0级作用域,在func1作用域内没有找到num,回到0级作用域,也没有找到,抛出错误

请注意:

  1. 只有函数声明会延伸下级链,调用只会查找,不会展开下级链
  2. 所有链都能访问到0级链,0级链只能访问0级链

相关系列: 从零开始的前端筑基之旅(超级精细,持续更新~)

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参考文章:

  1. ****JavaScript深入之词法作用域和动态作用域****
  2. ****JavaScript深入之作用域链****
  3. ****JS-词法作用域 作用域链****
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