Sandy

V1

2022/01/19阅读:37主题:灵动蓝

JavaScript 词法作用域及作用域链

JavaScript 词法作用域及作用域链

系统学习总结,见证自己阶段性成长,通过文章的形式更加严谨、客观地梳理 JavaScript 的相关知识,也希望能够帮助更多的前端开发的朋友共同进步。

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思考

大多数时候,我们对作用域产生混乱的主要原因是分不清楚应该按照函数位置的嵌套顺序,还是按照函数的调用顺序进行变量查找。再加上 this 机制的干扰,使得变量查找极易出错。这实际上是由两种作用域工作模型导致的,作用域工作模式分为词法作用域和动态作用域,在结构范围上分为局部作用域(es6 还增加了块级作用域)和全局作用域,分清这两种作用域模型和查找范围就能够对变量查找过程有更清晰的认识。

概念

我们都知道 JavaScript 的作者在开发这门语言的时候只用了 10 天,膜拜吧!第一次看犀牛书时和大多数人一样,对语法里面这些个概念都懵懵懂懂,直到多看几遍...继续懵逼

直接汇总一下: JavaScript 基本语法借鉴了 C,数据类型和内存管理借鉴了 Java, 函数式编程借鉴了 Scheme(函数是第一等公民~),原型继承部分借鉴了 Self(就是基于原型 prototype 的继承机制)。

觉得特别,那就对了,在使用这门语言的时候这些特性也带来了一系列问题,但更多的我们还是享受了以上这些特性带来的便利,正好从梳理作用域开始探个究竟。

语言特性方面,计算机语言分为了动态语言类型和静态语言类型,动态类型语言的编译环境叫做 JIT(Just In Time Compilation)即运行时编译,其代表语言就是 JavaScript,静态类型的编译环境是 AOT (Ahead Of Time),C++之类的语言为代表。

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路线。

扩展一下,避免混淆:语言特性是引擎的编译策略决定的,作用域的解析是编译器分词机制决定的。

词法作用域

词法作用域(lexical scoping),又叫静态作用域,JavaScript 采用的就是词法作用域,js 编译器工作的一个工作阶段叫作分词,就是把由字符组成的字符串分解成词法单元。这个概念是理解词法作用域的基础,简单地说,词法作用域就是定义在词法阶段的作用域,是由写代码时将变量和块作用域写在哪里来决定的,因此当词法分析器处理代码时会保持作用域不变。

大白话:无论函数在哪里被调用,也无论它如何被调用,它的词法作用域都只由函数被声明时所处的位置决定

function foo(a) {
    var b = a * 2;
    function bar(c) {
        console.log( a, b, c );
    }
    bar(b * 3);
}
foo( 2 ); // 2 4 12

在这个例子中有三个逐级嵌套的作用域。为了帮助理解,可以将它们想象成几个逐级包含的气泡 作用域气泡由其对应的作用域块代码写在哪里决定,它们是逐级包含的

气泡 1 包含着整个全局作用域,其中只有一个标识符:foo

气泡 2 包含着 foo 所创建的作用域(局部作用域),其中有三个标识符:a、bar 和 b

气泡 3 包含着 bar 所创建的作用域(局部作用域),其中只有一个标识符:c

查找

作用域气泡的结构和互相之间的位置关系给引擎提供了足够的位置信息,引擎用这些信息来查找标识符的位置

在代码片段中,引擎执行 console.log(...)声明,并查找 a、b 和 c 三个变量的引用。它首先从最内部的作用域,也就是 bar(...)函数的作用域开始查找。引擎无法在这里找到 a,因此会去上一级到所嵌套的 foo(...)的作用域中继续查找。在这里找到了 a,因此引擎使用了这个引用。对 b 来讲也一样。而对 c 来说,引擎在 bar(...)中找到了它

[注意]词法作用域查找只会查找一级标识符,如果代码引用了 foo.bar.baz,词法作用域查找只会试图查找 foo 标识符,找到这个变量后,对象属性访问规则分别接管对 bar 和 baz 属性的访问

foo = {
  bar:{
      baz: 1
  }
};
console.log(foo.bar.baz);//1

遮蔽

主要是书上写的就叫这个词“遮蔽”,作用域查找从运行时所处的最内部作用域开始,逐级向外或者说向上进行,直到遇见第一个匹配的标识符为止。

大白话就是:类似上面的气泡,自所处的最内部开始向外冒泡,匹配为止。

在多层的嵌套作用域中可以定义同名的标识符,这叫作“遮蔽效应”,内部的标识符“遮蔽”了外部的标识符

var a = 0;
function test(){
    var a = 1;
    console.log(a);//1
}
test();

全局变量会自动为全局对象的属性,因此可以不直接通过全局对象的词法名称,而是间接地通过对全局对象属性的引用来对其进行访问

var a = 0;
function test(){
    var a = 1;
    console.log(window.a);//0
}
test();

通过这种技术可以访问那些被同名变量所遮蔽的全局变量。但非全局的变量如果被遮蔽了,无论如何都无法被访问到

动态作用域

javascript 使用的是词法作用域,它最重要的特征是它的定义过程发生在代码的书写阶段。

那为什么要介绍动态作用域呢?实际上动态作用域是 javascript 另一个重要机制 this 的表亲。作用域混乱多数是因为词法作用域和 this 机制相混淆,傻傻分不清楚, javascript 不使用动态作用域,但 this 调用机制与动态作用域很相似。

动态作用域并不关心函数和作用域是如何声明以及在任何处声明的,只关心它们从何处调用。换句话说,作用域链是基于调用栈的,而不是代码中的作用域嵌套

var a = 2;
function foo() {
  console.log( a );
}
function bar() {
  var a = 3;
  foo();
}
bar();

【1】如果处于词法作用域,也就是现在的 javascript 环境。变量 a 首先在 foo()函数中查找,没有找到。于是顺着作用域链到全局作用域中查找,找到并赋值为 2。所以控制台输出 2

【2】如果处于动态作用域,同样地,变量 a 首先在 foo()中查找,没有找到。这里会顺着调用栈在调用 foo()函数的地方,也就是 bar()函数中查找,找到并赋值为 3。所以控制台输出 3

两种作用域的区别,简而言之,词法作用域是在定义时确定的,而动态作用域是在运行时确定的。JavaScript 函数的执行用到词法作用域链,这个作用域链是在函数定义的时候创建的,这种绑定在任何时候执行都有效。

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Sandy
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