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理解JavaScript中的作用域和作用域鏈

XanaHopper / 3122人閱讀

摘要：示例當一個函數(shù)創(chuàng)建后，它的作用域鏈會被創(chuàng)建此函數(shù)的作用域中可訪問的數(shù)據(jù)對象填充。每一個運行期上下文都和一個作用域鏈關(guān)聯(lián)。此時，作用域鏈中函數(shù)的所有局部變量所在的作用域?qū)ο髸煌坪?，訪問代價變高了。

作用域

作用域就是變量與函數(shù)的可訪問范圍，即作用域控制著變量與函數(shù)的可見性和生命周期。
在JavaScript中，變量的作用域有全局作用域和局部作用域兩種。

作用域鏈

函數(shù)對象有一個內(nèi)部屬性[[Scope]]，包含了函數(shù)被創(chuàng)建后的作用域中對象的集合，
這個集合被稱為函數(shù)的作用域鏈，它決定了哪些數(shù)據(jù)能被函數(shù)訪問。
示例：
當一個函數(shù)創(chuàng)建后，它的作用域鏈會被創(chuàng)建此函數(shù)的作用域中可訪問的數(shù)據(jù)對象填充。

function add(num1, num2){
  var sum = num1 + num2;
  return sum;
}

在函數(shù)add創(chuàng)建時，它的作用域鏈中會填入一個全局對象，該全局對象包含了所有全局變量，如下圖所示（注意：圖片只列舉了全部變量中的一部分）：

執(zhí)行add函數(shù)時會創(chuàng)建一個稱為“運行期上下文(execution context)”的內(nèi)部對象，運行期上下文定義了函數(shù)執(zhí)行時的環(huán)境。
每個運行期上下文都有自己的作用域鏈，用于標識符解析。
當運行期上下文被創(chuàng)建時，而它的作用域鏈初始化為當前運行函數(shù)的[[Scope]]所包含的對象，這些值按照它們出現(xiàn)在函數(shù)中的順序被復制到運行期上下文的作用域鏈中。
它們共同組成了一個新的對象，叫“活動對象(activation object)”，該對象包含了函數(shù)的所有局部變量、命名參數(shù)、參數(shù)集合以及this，然后此對象會被推入作用域鏈的前端，當運行期上下文被銷毀，活動對象也隨之銷毀。新的作用域鏈如下圖所示：

在函數(shù)執(zhí)行過程中，每遇到一個變量，都會經(jīng)歷一次標識符解析過程以決定從哪里獲取和存儲數(shù)據(jù)。該過程從作用域鏈頭部，也就是從活動對象開始搜索，查找同名的標識符，如果找到了就使用這個標識符對應的變量，如果沒找到繼續(xù)搜索作用域鏈中的下一個對象，如果搜索完所有對象都未找到，則認為該標識符未定義。函數(shù)執(zhí)行過程中，每個標識符都要經(jīng)歷這樣的搜索過程。

作用域鏈和代碼優(yōu)化

從作用域鏈的結(jié)構(gòu)可以看出，在運行期上下文的作用域鏈中，標識符所在的位置越深，讀寫速度就會越慢。
如上圖所示，因為全局變量總是存在于運行期上下文作用域鏈的最末端，因此在標識符解析的時候，查找全局變量是最慢的。所以，在編寫代碼的時候應盡量少使用全局變量，盡可能使用局部變量。一個好的經(jīng)驗法則是：如果一個跨作用域的對象被引用了一次以上，則先把它存儲到局部變量里再使用。

改變作用域鏈

函數(shù)每次執(zhí)行時對應的運行期上下文都是獨一無二的，所以多次調(diào)用同一個函數(shù)就會導致創(chuàng)建多個運行期上下文，當函數(shù)執(zhí)行完畢，執(zhí)行上下文會被銷毀。每一個運行期上下文都和一個作用域鏈關(guān)聯(lián)。一般情況下，在運行期上下文運行的過程中，其作用域鏈只會被 with 語句和 catch 語句影響。
with語句是對象的快捷應用方式，用來避免書寫重復代碼。
對with語句來說，會將指定的對象添加到作用域鏈中，對catch語句來說，會創(chuàng)建一個新的變量對象，其中包含的是被拋出的錯誤對象的聲明。
此時，作用域鏈中函數(shù)的所有局部變量所在的作用域?qū)ο髸煌坪?，訪問代價變高了。
在實際應用中，應少用with，把catch中的錯誤委托給一個函數(shù)處理。

沒有塊級作用域 
  if(true){
    var i = 0;
    i++;
  }
  console.log(i); //1

如果在c、c++或java語言中，if語句執(zhí)行完畢后i會被銷毀，而在js中，if語句中的變量聲明是添加到了當前函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境中，所以在if語句之后仍然可以正常訪問。

模仿塊級作用域 
(function(){
  //這里是塊級作用域
})();

將函數(shù)聲明包含在一對圓括號中，表示它實際上是一個函數(shù)表達式，而緊隨其后的另一對圓括號會立即調(diào)用這個函數(shù)。

小結(jié)

作用域就是變量和函數(shù)的可訪問范圍，通常，局部環(huán)境中的變量和函數(shù)是不能被外部環(huán)境訪問的；

作用域鏈決定了哪些數(shù)據(jù)能夠被當前函數(shù)訪問以及訪問的順序；

函數(shù)創(chuàng)建時，會創(chuàng)建一個Global Object，填入它的作用域鏈；函數(shù)執(zhí)行時，會創(chuàng)建一個運行期上下文的對象，它定義了函數(shù)執(zhí)行時的環(huán)境。函數(shù)執(zhí)行環(huán)境包含一個活動對象，該對象包含了函數(shù)的所有局部變量、命名參數(shù)、參數(shù)集合以及this，它會被推入作用域鏈的最前端；

函數(shù)執(zhí)行過程，每遇到一個變量，都會經(jīng)歷一次標識符解析的過程(逐級向上搜索作用域鏈)以決定從哪里獲取和存儲數(shù)據(jù)；

全局變量存在于運行期上下文作用域鏈的最末端，查找最慢，所以我們應該盡可能少使用全局變量，如果使用，就先用局部變量緩存下來；

在運行期上下文運行的過程中，其作用域鏈只會被 with 語句和 catch 語句影響，應少用with，把catch中的錯誤委托給一個函數(shù)處理；

js中沒有塊級作用域，但是我們可以模仿實現(xiàn)它。

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