js 作用域及作用域链

参考《JavaScript高级程序设计》

执行环境及作用域

全局执行环境是最外围的执行环境。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。
每个函数都有自己的执行环境。
ECMAScript的执行流机制,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。当函数执行后,栈将其环境弹出,把控制权返回给之前的执行环境。

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进行有序访问

作用域链的前端,始终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。

其实就是从目标变量开始向上找它的直系祖先,一直找到祖宗全局执行环境。

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)。

套用书上的例子:

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

很简单的例子,大家一看就知道答案。但是上面这段代码的作用域链,需要我们去思考理解一波。

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。
之所以能在函数内部去访问全局变量color就是因为能在这个作用域链中找到它。
这里的作用域链方向大概是这样的:changeColor()——>color——>window

另一个例子:

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var color = "blue";
function changeColor() {
var anotherColor = "red";
function swapColors() {
var tempColor = anotherColor;
anotherColor = color;
color = tempColor;
// 这里可以访问color、anotherColor和tempColor
}
// 这里可以访问color和anotherColor,但不能访问tempColor
swapColors();
}
// 这里只能访问color
changeColor();

作用域链示图:

首先,得明确一点,内部环境可以通过作用域链访问所有的外部环境,但是外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。
这些环境之间的联系是线性的、有次序的。

每个环境都可以向上搜索作用域链,以查询变量和函数名;但任何环境都不能通过向下搜索作用域链而进入另一个执行环境。

try-catch语句的catch块和with语句能够延长作用域链。

这两个语句都会在作用域链的前端添加一个变量对象。

  • with语句,将指定的对象添加到作用域链中。
  • catch语句,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。
    • IE8及之前版本的JavaScript实现中,存在一个与标准不一致的地方,即在catch语句中捕获的错误对象会被添加到执行环境的变量对象,而不是catch语句的变量对象中。换句话说,即使是在catch块的外部也可以访问到错误对象。IE9修复了这个问题。

例子:

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

上述代码中,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。当在with语句中引用变量href(实际引用的是location.href)时,可以在当前执行环境的变量对象(location)中找到。当引用变量qs时,引用的则是在buildUrl()中定义的qs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。
使用for语句时需要注意:

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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。

如果给一个变量赋值前没有声明(即没有使用varletconst声明),那么默认该变量是全局变量(但不建议这么做,可能导致错误)

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。

例:

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var color = "blue";
function getColor() {
return color;
}
alert(getColor()); // "blue"

调用本例中的函数getColor()时会引用变量color。为了确定变量color的值,将开始一个两步的搜索过程。首先,搜索getColor()的变量对象,查找其中是否包含一个名为color的标识符。在没有找到的情况下,搜索继续到下一个变量对象(全局环境的变量对象),然后在那里找到了名为color的标识符。因为搜索到了定义这个变量的变量对象,搜索过程宣告结束。如图:

如果局部环境中存在着同名标识符,就不会使用位于父环境中的标识符
例:

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var color = "blue";
function getColor() {
var color = "red";
return color;
}
alert(getColor()); // "red"

上面代码中。函数getColor()内部再次声明了一个color变量,由于与全局变量color同名,调用函数时,首先在getColor()作用域内(或者说环境内)去搜索有没有color变量的定义,结果很显然,找到了,所以就不会继续沿着作用域链向上搜索了。
如果想访问全局变量color只有通过window.color的方式。

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