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作用域(Scope

什么是作用域

作用域是在运行时代码中的某些特定部分中变量,函数和对象的可访问性。
换句话说,作用域决定了代码区块中变量和其他资源的可见性。
可能这两句话并不好理解,我们先来看个例子:
从上面的例子可以体会到作用域的概念,变量 inVariable 在全局作用域没有声明,所以在全局作用域下取值会报错。
我们可以这样理解:作用域就是一个独立的地盘,让变量不会外泄、暴露出去。也就是说作用域最大的用处就是隔离变量,不同作用域下同名变量不会有冲突。
ES6 之前 JavaScript 没有块级作用域,只有全局作用域和函数作用域
ES6 的到来,为我们提供了“块级作用域”,可通过新增命令 letconst 来体现。

全局作用域和函数作用域

(1)全局作用域
在代码中任何地方都能访问到的对象拥有全局作用域,一般来说以下几种情形拥有全局作用域:
  • 最外层函数和在最外层函数外面定义的变量拥有全局作用域
  • 所有未定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域
  • 所有 window 对象的属性拥有全局作用域
一般情况下,window 对象的内置属性都拥有全局作用域,例如 window.name、window.location、window.top 等等。
全局作用域有个弊端:如果我们写了很多行 JS 代码,变量定义都没有用函数包括,那么它们就全部都在全局作用域中。这样就会污染全局命名空间, 容易引起命名冲突。
这就是为何 jQuery、Zepto 等库的源码,所有的代码都会放在 (function(){....})( ) 中。
因为放在里面的所有变量,都不会被外泄和暴露,不会污染到外面,不会对其他的库或者 JS 脚本造成影响。这是函数作用域的一个体现。
(2)函数作用域
函数作用域,是指声明在函数内部的变量,和全局作用域相反,局部作用域一般只在固定的代码片段内可访问到,最常见的例如函数内部。
作用域是分层的,内层作用域可以访问外层作用域的变量,反之则不行
我们看个例子,用泡泡来比喻作用域可能好理解一点:
notion image
最后输出的结果为 2、4、12
  • 泡泡 1 是全局作用域,有标识符 foo
  • 泡泡 2 是作用域 foo,有标识符 a、bar、b
  • 泡泡 3 是作用域 bar,仅有标识符 c
值得注意的是:块语句(大括号“{ }”中间的语句),如 ifswitch 条件语句或 forwhile 循环语句,不像函数,它们不会创建一个新的作用域。在块语句中定义的变量将保留在它们已经存在的作用域中。
JS 的初学者经常需要花点时间才能习惯变量提升,而如果不理解这种特有行为,就可能导致 bug
正因为如此, ES6 引入了块级作用域,让变量的生命周期更加可控。

块级作用域

块级作用域可通过新增命令 letconst 声明,所声明的变量在指定块的作用域外无法被访问。
块级作用域在如下情况被创建:
  1. 在一个函数内部
  1. 在一个代码块(由一对花括号包裹)内部
let 声明的语法与 var 的语法一致。你基本上可以用 let 来代替 var 进行变量声明,但会将变量的作用域限制在当前代码块中。块级作用域有以下几个特点:
  • 声明变量不会提升到代码块顶部
let、const 声明并不会被提升到当前代码块的顶部,因此你需要手动将 let、const 声明放置到顶部,以便让变量在整个代码块内部可用。
  • 禁止重复声明
如果一个标识符已经在代码块内部被定义,那么在此代码块内使用同一个标识符进行 let 声明就会导致抛出错误。例如:
在本例中, count 变量被声明了两次:一次使用 var ,另一次使用 let
因为 let 不能在同一作用域内重复声明一个已有标识符,此处的 let 声明就会抛出错误。但如果在嵌套的作用域内使用 let 声明一个同名的新变量,则不会抛出错误。
  • 循环中的绑定块作用域的妙用
开发者可能最希望实现 for 循环的块级作用域了,因为可以把声明的计数器变量限制在循环内。
例如,以下代码在 JS 经常见到:
我们要实现这样的一个需求: 点击某个按钮, 提示"点击的是第 n 个按钮"。
此处我们先不考虑事件代理,万万没想到,点击任意一个按钮,后台都是弹出“第四个”。
这是因为 i 是全局变量,执行到点击事件时,此时 i 的值为 3
那该如何修改,最简单的是用 let 声明 i

作用域链

什么是自由变量

首先认识一下什么叫做自由变量
如下代码中,console.log(a) 要得到 a 变量,但是在当前的作用域中没有定义 a(可对比一下 b)。当前作用域没有定义的变量,这成为自由变量 。
自由变量的值如何得到 ?
需要向父级作用域寻找(注意:这种说法并不严谨,下文会重点解释)。

什么是作用域链

如果父级也没呢?
再一层一层向上寻找,直到找到全局作用域还是没找到,就宣布放弃。这种一层一层的关系,就是作用域链 。

关于自由变量的取值

关于自由变量的值,上文提到要到父作用域中取,其实有时候这种解释会产生歧义。
fn 函数中,取自由变量 x 的值时,要到哪个作用域中取 ?
要到创建 fn 函数的那个作用域中取,无论 fn 函数将在哪里调用
所以,不要在用以上说法了。相比而言,用这句话描述会更加贴切:要到创建这个函数的那个域”。作用域中取值,这里强调的是“创建”,而不是“调用”,切记切记,其实这就是所谓的"静态作用域"。
再来看一个例子:
在本示例中,最终打印的结果为 eat rice。因为对于 eat( ) 函数来说,创建该函数时它的父级上下文为全局上下文,所以 food 的值为 rice
如果我们将代码稍作修改,改成如下:
这个时候,打印出来的值就为 eat noodle。因为对于 eat( ) 函数来讲,创建它的时候父级上下文为 IIFE,所以 food 的值为 noodle

作用域与执行上下文

许多开发人员经常混淆作用域和执行上下文的概念,误认为它们是相同的概念,但事实并非如此。
我们知道 JavaScript 属于解释型语言,JavaScript 的执行分为:解释和执行两个阶段,这两个阶段所做的事并不一样。
解释阶段
  • 词法分析
  • 语法分析
  • 作用域规则确定
执行阶段
  • 创建执行上下文
  • 执行函数代码
  • 垃圾回收
JavaScript 解释阶段便会确定作用域规则,因此作用域在函数定义时就已经确定了,而不是在函数调用时确定,但是执行上下文是函数执行之前创建的。
执行上下文最明显的就是 this 的指向是执行时确定的。而作用域访问的变量是编写代码的结构确定的。
作用域和执行上下文之间最大的区别是:
执行上下文在运行时确定,随时可能改变,作用域在定义时就确定,并且不会改变
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