JS 作用域链


之前学习JS函数部分时,提到了作用域这一节,但是因为使用材料书不同,今天在读博客的时候发现其实还有一个知识点即作用域链,所以来写一些个人理解和认识加深记忆。

先上几篇博文:

都是看了他们的文章才有的今天的理解、感想,所以有些案例会照搬或者改写他们的文章内容。


先上考试代码:

/==========例1==========
  
var scope='global';
function fn(){
  alert(scope);
  var scope='local';
  alert(scope);
}
fn();    //输出结果?
alert(scope);//输出结果?
  
//===========例2==========
  
var scope='global';
function fn(){
  alert(scope);
  scope='local';
  alert(scope);
}
fn();    //输出结果?
alert(scope);//输出结果?
  
//===========例3=========
  
var scope='global';
function fn(scope){
  alert(scope);
  scope='local';
  alert(scope);
}
fn();    //输出结果?
alert(scope);//输出结果?

我当时做时候,卡在了第三题,后面明白了。

  • 例1:只要记得变量声明提升,例1应该没什么问题,由于var变量声明提前,所以当调用fn()时,第一个alert应该弹出undefined,之后赋值,再alert"local"。而函数外的alert之前调用全局变量scope,弹出"global"

    var scope = "global";
    function fn() {
        var scope;    
        alert(scope);            // undefined
        scope = "local";
        alert(scope);            // local
    };
    fn();
    alert(scope);                // global

  • 例2:由于函数内没有var声明变量,所以函数内的scope指向的是全局变量scope,那alert当然是全局变量的值啦——"global",之后赋值,再次alert,弹出"local"。此时全局变量scope已经被重新赋值,所以函数外的alert弹出"local"


  • 例3:这里先不提,后面就OK了。当时我不知道如果传入实参在函数内是以什么方式存在,不传入值为多少等。


板书ing

作用域链:

作用域链(Scope Chain)是javascript内部中一种变量、函数查找机制,它决定了变量和函数的作用范围,即作用域,理解作用域链的作用原理,上一篇文章的三个例子也就能理解了,从而知其然也知其所以然。
作用域链是ECMAScript-262说明文档中的概念,javascript引擎是按ECMAScript-262说明文档去实现的,了解javascript引擎的工作原理有利于我们理解javascript的特性,但绝大多数js程序员不会去了解非常底层的技术,所以阅读ECMAScript-262说明文档,我们可以有一个直观的方式去模拟javascript引擎的工作原理。
本文将通过1999年的ECMAScript-262-3th第三版来说明作用域链的形成原理,将会介绍执行环境,变量对象和活动对象,arguments对象,作用域链等几个概念。2009年发布了ECMAScript-262-5th第五版,不同的是取消了变量对象和活动对象等概念,引入了词法环境(Lexical Environments)、环境记录(EnviromentRecord)等新的概念,所以两个版本的概念不要混淆了。

重点来了!

1. 执行环境(Execution Contexts)

执行环境(Execution Contexts)也被翻译为执行上下文,当解析器进入ECMAScript的可执行代码,解析器就进入一个执行环境,活动的执行环境组成一个逻辑上的栈,在这个逻辑栈顶部的执行环境是当前运行的执行环境。
注:ECMAScript中有三种可执行代码,GlobalFunctionEval,全局环境即是Global可执行代码,函数即是Function可执行代码。逻辑栈是一种特殊的数据存储格式,特点是‘先进后出,后进先出’,添加数据会先压入逻辑栈顶部,删除数据必须先从顶部开始删除。
JS 作用域链
变量对象(Variable Object)、活动对象(Activation Object)和Arguments对象(Arguments Object)
(上面这句话很重要哦)

  • 每个执行环境都有一个与之关联的变量对象,当解析器进入执行环境时,就会创建一个变量对象,变量对象保存着在当前执行环境中声明的变量和函数的引用。

  • 变量对象是一个抽象的概念,在不同的执行环境中,变量对象有不同的身份,在解析器进入任何执行环境之前,就已经创建了一个Global对象,当解析器进入全局执行环境时,Global对象就充当变量对象,当解析器进入一个函数时,就会创建一个活动对象充当变量对象。

我的理解是:解析器在执行代码时,会遇到不同的执行环境,此时,会创建一个变量对象,里面存放了环境内的变量和对象(函数)引用。

  • 当执行环境是变量,则会生成一个Global对象,此时变量对象就是Global对象

  • 当执行环境是函数,则会生成一个活动对象(Activation Object)


2.解析器处理代码时的两个阶段

我们都知道javascript解析器是一段一段解析处理代码的,为毛?这就要涉及解析器处理代码时的两个阶段,解析代码和执行代码。
当解析器进入执行环境时,变量对象就会添加执行环境中声明的变量和函数作为它的属性,这就意味着变量和函数在声明之前已经可用,变量值为undefined,这就是变量和函数声明提升(Hoisting)的原因,与此同时作用域链和this确定,此过程为解析阶段,俗称预解析。接着解析器开始执行代码,为变量添加相应值的引用,得到执行结果,此过程为执行阶段。

我们还是用栗子谈吧


var a=123;
var b="abc";
function c(){
  alert('11');
}

JS 作用域链
记得之前那句话吗?在解析器进入任何执行环境之前,就已经创建了一个Global对象,当解析器进入全局执行环境时,Global对象就充当变量对象。一开始,JavaScript解析器就已经生成了一个Global Object来充当变量对象,里面存放了全局环境里的变量,对象(函数)等。就如上图所示了,所以这也是为什么我们在函数内部声明变量时,声名会提前,赋值undefined的原因了。到现在为止,执行到这就是预解析的过程也叫解析代码。

然后开始执行赋值等操作,此过程就叫执行过程。


再看这个:

function testFn(a){
  var b="123";
  function c(){
    alert("abc");
  }
}
  
testFn(10);

解析器进入函数执行环境时,则会创建一个活动对象作为变量对象,活动对象还会创建一个Arguments对象,arguments对象是一个参数集合,用来保存参数,这就是我们写函数时可以使用arguments[0]等来使用参数的原因。

JS 作用域链

var a='123';
function testFn(b){
  var c='abc';
  
  function testFn2(){
    var d='efg';
    alert(a);
  }
  
  testFn2();
}
  
testFn(10);

JS 作用域链
首先,在创建函数testFn时,作用域链内([[scope]])就会先填入Global Object对象,图片只例举了全部变量中的一部分。
解析器进入到testFn的执行环境(执行上下文)时,在将函数的活动对象添加到Global对象之前,注意是之前,形成一个作用域链。


JS 作用域链

然后,解释器进入testFn2函数的执行环境,同样的,首先填入父级的作用域链,就是testFn的[[scope]]],包括了Global对象、testFn活动对象。之后再把testFn2的活动对象填入到作用域链最顶部,这就是testFn2的作用域链了。

testFn2调用变量a时,首先在当前的testFn2活动对象中查找,如果没有找到就顺着作用域链向上,在testFn活动对象中查找变量a,如果没有找到再顺着作用域链向上查找,直到在最后Global对象中找到为止,否则报错。所以函数内部可以调用外部环境的变量,外部环境不能调用函数内部的变量,这就是作用域特性的原理。


大概总结一下:

  • 执行环境:(Execution Contexts)也被翻译为执行上下文,当解析器进入ECMAScript的可执行代码,解析器就进入一个执行环境,活动的执行环境组成一个逻辑上的栈,在这个逻辑栈顶部的执行环境是当前运行的执行环境。

  • ECMAScript中有三种可执行代码,Global、Function和Eval,全局环境即是Global可执行代码,函数即是Function可执行代码。逻辑栈是一种特殊的数据存储格式,特点是‘先进后出,后进先出’,添加数据会先压入逻辑栈顶部,删除数据必须先从顶部开始删除。

  • 变量对象(Variable Object)、活动对象(Activation Object)和Arguments对象(Arguments Object)

  • 每个执行环境都有一个与之关联的变量对象,当解析器进入执行环境时,就会创建一个变量对象,变量对象保存着在当前执行环境中声明的变量和函数的引用。

  • 变量对象是一个抽象的概念,在不同的执行环境中,变量对象有不同的身份,在解析器进入任何执行环境之前,就已经创建了一个Global对象,当解析器进入全局执行环境时,Global对象就充当变量对象,当解析器进入一个函数时,就会创建一个活动对象(Activation Object)充当变量对象。


大致过程:

1. 自动创建Global对象

(当解析器进入全局执行环境时,调用变量和函数时只在Global对象中查找。)

2. 解释器进入执行环境(执行上下文)

(也可理解为执行函数时等等。)

3.生成变量对象

(每个执行环境都有一个与之关联的变量对象,当解析器进入执行环境时,就会创建一个变量对象,变量对象保存着在当前执行环境中声明的变量和函数的引用。)

(变量对象是一个抽象的概念,在不同的执行环境中,变量对象有不同的身身份。)

4. 创建作用域链(执行过程中的预解析、执行阶段)

(每个执行环境都有一个与之关联的作用域链,当解析器进入执行环境时被定义,作用域链是一个对象列表,用来检索各个变量对象中的变量和函数,这样可以保证执行环境有权访问哪些变量和函数)

解析阶段:当解析器进入执行环境时,变量对象就会添加执行环境中声明的变量和函数作为它的属性,这就意味着变量和函数在声明之前已经可用,变量值为undefined,这就是变量和函数声明提升(Hoisting)的原因,与此同时作用域链和this确定,此过程为解析阶段,俗称预解析。
执行阶段:接着解析器开始执行代码,为变量添加相应值的引用,得到执行结果,此过程为执行阶段。)

这里也就是说,变量对象先于作用域链创建前就以生成完毕?

5.按优先级填入Global对象、活动对象等

6. 整个作用域链创建完成


我们回到最初的题目,最后的例3中,调用fn时,并没有传参,所以fn函数的活动对象中没有相关的键值(注意只是没有值,但存在这个属性),第一个alert弹出undefined,之后为其赋值,这时fn函数的活动对象中的scope就有值了,之后alert调用,搜索时自然先从优先级最高的fn活动对象中寻找,然后弹出”local”。
而函数外的alert,依旧只有Global对象,其中的值未曾改变,所以弹出”global”

// undefined local  global

了解作用域和作用域链都更好的帮助了解闭包噢。


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