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資訊專欄INFORMATION COLUMN

JavaScript的作用域詳解

cnio / 1079人閱讀

摘要:而閉包的神奇之處正是可以阻止這件事情的發(fā)生。事實上內(nèi)部作用域依然存在,因此沒有被回收頻繁使用閉包可能導致內(nèi)存泄漏。拜所聲明的位置所賜,它擁有涵蓋內(nèi)部作用域的閉包,使得該作用域能夠一直存活,以供在之后任何時間進行引用。

作用域

作用域(scope),程序設(shè)計概念,通常來說,一段程序代碼中所用到的變量并不總是有效/可用的,而限定這個變量的可用性的代碼范圍就是這個變量的作用域。通俗一點就是我要把我的變量分成一坨一坨保管起來,有些地方只能用這幾個變量,有些地方只能用另外幾個變量,而這個分開的一坨一坨的區(qū)域就是作用域~

那這個作用域什么時候用到的呢?

沒錯就是編譯的時候~
讓我們來看看編譯的大概流程

詞法分析(這個過程會將由字符組成的字符串分解成(對編程語言來說)有意義的代碼塊)

語法分析(這個過程是將詞法單元流(數(shù)組)轉(zhuǎn)換成一個由元素逐級嵌套所組成的代表了程序語法結(jié)構(gòu)的樹。這個樹被稱為“抽象語法樹”)

代碼生成(將這棵“樹” 轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行代碼,將我們寫的代碼變成機器指令并執(zhí)行)

比起上面這些編譯過程只有三個步驟的語言的編譯器,JavaScript 引擎要復雜得多。例如,在語法分析和代碼生成階段有特定的步驟來對運行性能進行優(yōu)化,包括對冗余元素進行優(yōu)化等,但是大體上也是差不多的流程~

那我們要編譯var a = 2的話,是‘誰’來執(zhí)行編譯的過程呢?

當當當當~

引擎:負責整個編譯運行的全部過程。

編譯器:負責詞法分析以及代碼生成。

作用域:負責收集維護所有聲明的標識符,確定當前執(zhí)行代碼對標識符的訪問權(quán)限。

當我們看到var a = 2的時候,我們認為是一條聲明,但是對于引擎來說,這是兩個完全不一樣的聲明,分為下面兩部分

1.遇到 var a,編譯器會詢問作用域是否已經(jīng)有一個該名稱的變量存在于同一個作用域的集合中。如果是,編譯器會忽略該聲明,繼續(xù)進行編譯;否則它會要求作用域在當前作用域的集合中聲明一個新的變量,并命名為a(嚴格模式下報錯)。

2.接下來編譯器會為引擎生成運行時所需的代碼,這些代碼被用來處理 a = 2這個賦值操作。引擎運行時會首先詢問作用域,在當前的作用域集合中是否存在一個叫作 a的變量。如果是,引擎就會使用這個變量;如果否,引擎會繼續(xù)查找該變量。

可以看到,編譯的時候,編譯器和引擎需要詢問作用域,所求變量是否存在,然后根據(jù)查詢結(jié)果來進行不同的操作

作用域嵌套

上面我們展示了只有一個作用域,變量的聲明和賦值過程。
實際情況中,我們通常需要同時顧及幾個作用域。當一個塊或函數(shù)嵌套在另一個塊或函數(shù)中時,就發(fā)生了作用域的嵌套。因此,在當前作用域中無法找到某個變量時,引擎就會在外層嵌套的作用域中繼續(xù)查找,直到找到該變量,或抵達最外層的作用域(也就是全局作用域)為止;但是反過來,外層的作用域無法訪問內(nèi)層作用域的變量,如果可以的話那不就全都是全局變量了嗎嘿嘿嘿

function foo(a) {
console.log( a + b );
}
var b = 2;
foo( 2 ); // 4

當引擎需要變量b的時候,首先在foo的作用域中查找,發(fā)現(xiàn)沒有b的蹤影,于是就跑出來,往上面一層作用域走一走,發(fā)現(xiàn)了這個b原來在全局作用域里待著,那可不得一頓引用!如果全局作用域也沒有b的話,那就得報錯了,告訴寫代碼的傻子“你豬呢?一天到晚凈會寫bug!”。

第一層樓代表當前的執(zhí)行作用域,也就是你所處的位置。建筑的頂層代表全局作用域。
變量引用都會在當前樓層進行查找,如果沒有找到,就會坐電梯前往上一層樓,如果還是沒有找到就繼續(xù)向上,以此類推。一旦抵達頂層(全局作用域),可能找到了你所需的變量,也可能沒找到,但無論如何查找過程都將停止

函數(shù)作用域

可以看到我們在上面生成兩層作用域(一層foo一層全局)的時候用了函數(shù)。因為JavaScript的函數(shù)可以產(chǎn)生一層函數(shù)作用域。
上代碼!

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

我們來分析一下上面幾行代碼。這個例子里面包含了三層逐級嵌套的作用域,其中兩個函數(shù)生成了兩層嵌套作用域。

1.包含著整個全局作用域,其中只有一個標識符: foo 。
2.包含著 foo 所創(chuàng)建的作用域,其中有三個標識符: a 、 bar 和 b 。
3.包含著 bar 所創(chuàng)建的作用域,其中只有一個標識符: c 。

由于bar是最內(nèi)層的作用域,如果在它作用域內(nèi)的查詢不到它需要的值,它會逐級往外查詢外層作用域的同名變量。如果查詢到了則取用~

塊級作用域

盡管函數(shù)作用域是最常見的作用域單元,當然也是現(xiàn)行大多數(shù) JavaScript 中最普遍的設(shè)計方法,但其他類型的作用域單元也是存在的,并且通過使用其他類型的作用域單元甚至可以實現(xiàn)維護起來更加優(yōu)秀、簡潔的代碼。(如果你會其他一些語言你就會發(fā)現(xiàn)一個花括號不就一個塊級作用域了嗎)
我們來看看JavaScript中的花括號~

for(var i=0;i<5;i++){console.log(window.i)} //0 1 2 3 4

你驚奇的發(fā)現(xiàn),媽耶,我這個var不等于白var嘛,反正都是全局變量(如果你沒在函數(shù)內(nèi)使用的話)。
是的JavaScript就是這么的高端兼靈性~(滑稽)
if的花括號和for是一樣的,不做贅述。

那我們怎樣整一個獨立作用域?然后我又不想一直聲明函數(shù)
JavaScript有四種方式可以產(chǎn)生塊級作用域。

with

try/catch

let

const

讓我們來介紹一下這四種東西吧~

1.首先是with,算了,垃圾,不講。好處不多,壞處倒是挺多,有興趣百度用法~不建議使用
2.然后是try/catch, ES3 規(guī)范中規(guī)定 try / catch 的 catch 分句會創(chuàng)建一個塊作用域,其中聲明的變量僅在 catch 內(nèi)部有效
try{throw 2}catch(a){console.log(a)};
console.log(a);//Uncaught ReferenceError
3.let,這個是es6引入的新關(guān)鍵字,非常香~看下面可以和上面的var i的循環(huán)做對比
for(let j=0;j<5;j++)(console.log(window.j));//undefined *5
4.這個跟let差不多,但是是用來定義常量的。const a = 5;a = 6;//報錯

ok~這個很敢單~讓我們來學習下一部分

提升

在最開始之前,我們先來學習一下兩種報錯。

ReferenceError 異常

TypeError

第一種的出現(xiàn)是因為遍歷了所有的作用域都查找不到變量,第二種是找到了這個變量,但是對這個變量的值進行了錯誤的操作,比如試圖對一個非函數(shù)類型的值進行函數(shù)調(diào)用

我們先來看看下面的代碼會輸出什么

a = 2;
var a;
console.log( a );

你可能會以為,我先給a賦值了2,然后var a又給a賦值了undefined,所以會輸出undefined。但是這個輸出了2。
我們再來看一題

console.log( a );
var a = 2;

這個時候你可能認為會報ReferenceError異常,因為使用在前,使用的時候a還沒有定義,作用域肯定也找不到a,但是這個卻輸出了undefined。

Why?

為了搞明白這個問題,我們需要回顧一下前面關(guān)于編譯器的內(nèi)容?;貞浺幌?,引擎會在解釋 JavaScript 代碼之前首先對其進行編譯。編譯階段中的一部分工作就是找到所有的聲明,并用合適的作用域?qū)⑺鼈冴P(guān)聯(lián)起來。
因此,正確的思考思路是,包括變量和函數(shù)在內(nèi)的所有聲明都會在任何代碼被執(zhí)行前首先被處理。當你看到 var a = 2; 時,可能會認為這是一個聲明。但 JavaScript 實際上會將其看成兩個聲明: var a; 和 a = 2; 。第一個定義聲明是在編譯階段進行的。第二個賦值聲明會被留在原地等待執(zhí)行階段。
上面的第一段代碼就可以看做

var a;
a = 2;
console.log(a)

第二段代碼則可以看成

var a;
console.log(a);//此時a還沒賦值,所以是undefined
a = 2;

打個比方,這個過程就好像變量從它們在代碼中出現(xiàn)的位置被“移動”到了最上面(變量所在作用域)。這個過程就叫作提升。

我們從上面可以看到變量聲明的提升,那么對于函數(shù)聲明呢?當然是no趴笨啦~

foo();
function foo() {
    console.log( a ); // undefined
    var a = 2;
}

但是,需要注意的是,函數(shù)聲明會被提升,但是函數(shù)表達式卻不會。

foo(); // 不是 ReferenceError, 而是 TypeError!
var foo = function bar() {
// ...
};

這個就相當于

var foo;
foo(); // 此時foo肯定是undefined啦,undefined()? 對undefined值進行函數(shù)調(diào)用顯然是錯誤操作!TypeError!
foo = function bar() {
// ...
};

既然函數(shù)聲明和變量聲明都會被提升,那它們兩個哪個提升到更前面呢?

是函數(shù)!!函數(shù)作為JavaScript的一名大將,確實是有一些牌面。

foo(); // 1
var foo;
function foo() {
    console.log( 1 );
}
foo = function() {
    console.log( 2 );
};

我們可以將上面看成

function foo() {
    console.log( 1 );
}
var foo;//重復聲明,可以去掉
foo(); // 1
foo = function() {
    console.log( 2 );
};

注意:后面的聲明會覆蓋前面的聲明。

foo(); // 3
function foo() {
    console.log( 1 );
}
var foo = function() {
    console.log( 2 );
};
foo();//2
function foo() {
    console.log( 3 );
}

相當于

function foo() {
    console.log( 1 );
}
function foo() {
    console.log( 3 );
}
var foo;
foo(); // 3
foo = function() {
    console.log( 2 );
};
foo();//2
閉包

我們剛剛講那么多,相信大家都已經(jīng)知道并且深信,作用域只能一層一層往外查詢,不能往里走,那我如果要找一個函數(shù)里的變量值呢?那可咋整???
很簡單,我們不能往里走,但是我們可以再給這個函數(shù)里面整一層作用域,這樣函數(shù)里面的子作用域不就可以訪問它的變量了嗎?
perfect~

function foo() {
    var a = 2;
    function bar() {
        console.log( a ); // 2
    }
    return bar;
}
var baz = foo();執(zhí)行了foo()就返回了一個bar;現(xiàn)在相當于baz=bar;
baz();//2

這里我們需要獲取a的值,我們就在里面寫一個函數(shù)bar,顯然這個bar是有權(quán)利訪問a的,那我們返回這個有權(quán)利訪問a的函數(shù)不就頂呱呱了嗎?

在 foo() 執(zhí)行后,通常會期待 foo() 的整個內(nèi)部作用域都被銷毀,因為我們知道引擎有垃圾回收器用來釋放不再使用的內(nèi)存空間。由于看上去 foo() 的內(nèi)容不會再被使用,所以很自然地會考慮對其進行回收。
而閉包的“神奇”之處正是可以阻止這件事情的發(fā)生。事實上內(nèi)部作用域依然存在,因此沒有被回收(頻繁使用閉包可能導致內(nèi)存泄漏)。誰在使用這個內(nèi)部作用域?原來是 bar() 本身在使用。拜 bar() 所聲明的位置所賜,它擁有涵蓋 foo() 內(nèi)部作用域的閉包,使得該作用域能夠一直存活,以供 bar() 在之后任何時間進行引用。

來點練習題
第一題
var tt = "aa"; 
function test(){ 
    alert(tt); 
    var tt = "dd"; 
    alert(tt); 
} 
test();
第二題
var a = 100;
function test(){
    console.log(a);
    a = 10;
    console.log(a);
}
test();
console.log(a);
第三題
var a=10; 
function aaa(){ 
    alert(a);
};            
function bbb(){
    var a=20;
    aaa();
}
bbb();

答案:

undefined dd

100 10 10

10

參考文獻

《你不知道的JavaScript》

最后

有什么錯誤或者建議可以在評論區(qū)告訴我~謝謝

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