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JavaScript作用域与作用域链
前端|javaScript
发布于2024-05-24 最近修改2024-05-24
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作用域(Scope)

1. 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:
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function outFun2() { var inVariable = "内层变量2"; } outFun2();//要先执行这个函数,否则根本不知道里面是啥 console.log(inVariable); // Uncaught ReferenceError: inVariable is not defined
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 let 和 const 来体现。

2. 全局作用域和函数作用域

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
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var outVariable = "我是最外层变量"; //最外层变量 function outFun() { //最外层函数 var inVariable = "内层变量"; function innerFun() { //内层函数 console.log(inVariable); } innerFun(); } console.log(outVariable); //我是最外层变量 outFun(); //内层变量 console.log(inVariable); //inVariable is not defined innerFun(); //innerFun is not defined
  • 所有末定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域
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function outFun2() { variable = "未定义直接赋值的变量"; var inVariable2 = "内层变量2"; } outFun2();//要先执行这个函数,否则根本不知道里面是啥 console.log(variable); //未定义直接赋值的变量 console.log(inVariable2); //inVariable2 is not defined
  • 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。
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// 张三写的代码中 var data = {a: 100} // 李四写的代码中 var data = {x: true}
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。
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function doSomething(){ var blogName="浪里行舟"; function innerSay(){ alert(blogName); } innerSay(); } alert(blogName); //脚本错误 innerSay(); //脚本错误
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
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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 if 和 switch 条件语句或 for 和 while 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。
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if (true) { // 'if' 条件语句块不会创建一个新的作用域 var name = 'Hammad'; // name 依然在全局作用域中 } console.log(name); // logs 'Hammad'
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。

3. 块级作用域

块级作用域可通过新增命令 let 和 const 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
  2. 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。
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function getValue(condition) { if (condition) { let value = "blue"; return value; } else { // value 在此处不可用 return null; } // value 在此处不可用 }
  • 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:
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var count = 30; let count = 40; // Uncaught SyntaxError: Identifier 'count' has already been declared
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。
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var count = 30; // 不会抛出错误 if (condition) { let count = 40; // 其他代码 }
  • 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:
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<button>测试1</button> <button>测试2</button> <button>测试3</button> <script type="text/javascript"> var btns = document.getElementsByTagName('button') for (var i = 0; i < btns.length; i++) { btns[i].onclick = function () { console.log('第' + (i + 1) + '个') } } </script>
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
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for (let i = 0; i < btns.length; i++) { btns[i].onclick = function () { console.log('第' + (i + 1) + '个') } }

作用域链

1.什么是自由变量

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 —— 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)。
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var a = 100 function fn() { var b = 200 console.log(a) // 这里的a在这里就是一个自由变量 console.log(b) } fn()

2. 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 。
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var a = 100 function F1() { var b = 200 function F2() { var c = 300 console.log(a) // 自由变量,顺作用域链向父作用域找 console.log(b) // 自由变量,顺作用域链向父作用域找 console.log(c) // 本作用域的变量 } F2() } F1()

3. 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。
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var x = 10 function fn() { console.log(x) } function show(f) { var x = 20 (function() { f() //10,而不是20 })() } show(fn)
fn()返回的是 bar 函数,赋值给 x。执行 x(),即执行 bar 函数代码。取 b 的值时,直接在 fn 作用域取出。取 a 的值时,试图在 fn 作用域取,但是取不到,只能转向创建 fn 的那个作用域中去查找,结果找到了,所以最后的结果是 30

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
一个作用域下可能包含若干个上下文环境。有可能从来没有过上下文环境(函数从来就没有被调用过);有可能有过,现在函数被调用完毕后,上下文环境被销毁了;有可能同时存在一个或多个(闭包)。同一个作用域下,不同的调用会产生不同的执行上下文环境,继而产生不同的变量的值
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