JavaScript：作用域与作用域链

1.什么是作用域(scope)？

简单来讲，作用域（scope）就是变量访问规则的有效范围。

• 作用域外，无法引用作用域内的变量；
• 离开作用域后，作用域的变量的内存空间会被清除，比如执行完函数或者关闭浏览器
• 作用域与执行上下文是完全不同的两个概念。我曾经也混淆过他们，但是一定要仔细区分。

javascript代码的整个执行过程，分为两个阶段，代码编译阶段与代码执行阶段。编译阶段由编译器完成，将代码翻译成可执行代码，这个阶段作用域规则会确定。执行阶段由引擎完成，主要任务是执行可执行代码，执行上下文在这个阶段创建。

函数作用域是在函数声明的时候就已经确定了，而函数执行上下文是在函数调用时创建的。假如一个函数被调用多次，那么它就会创建多个函数执行上下文，但是函数作用域显然不会跟着函数被调用的次数而发生什么变化。

1.1 全局作用域

var foo = 'foo';
console.log(window.foo);   // => 'foo' 

在浏览器环境中声明变量，该变量会默认成为window对象下的属性。

function foo() {
    name = "bar"
}
foo();
console.log(window.name) // bar

在函数中，如果不加 var 声明一个变量，那么这个变量会默认被声明为全局变量，如果是严格模式，则会报错。

全局变量会造成命名污染，如果在多处对同一个全局变量进行操作，那么久会覆盖全局变量的定义。同时全局变量数量过多，非常不方便管理。

这也是为什么jquery要在全局建立变量 ，其余私有方法属性挂在，其余私有方法属性挂在 下的原因。

1.2 函数作用域

假如在函数中定义一个局部变量，那么该变量只可以在该函数作用域中被访问。

function dosomething () {
    var thing = '吃早餐';
}
console.log(thing); // uncaught referenceerror: thing is not defined

嵌套函数作用域：

function outer () {
    var thing = '吃早餐';
    function inner () {
        console.log(thing);
    }
    inner();
}

outer();  // 吃早餐

 

在外层函数中，嵌套一个内层函数，那么这个内层函数可以向*问到外层函数中的变量。

既然内层函数可以访问到外层函数的变量，那如果把内层函数return出来会怎样？

function outer () {
    var thing = '吃早餐';
    
    function inner () {
        console.log(thing);
    }
    
    return inner;
}

var foo = outer();
foo();  // 吃早餐

函数执行完后，函数作用域的变量就会被垃圾回收。而这段代码看出当返回了一个访问了外部函数变量的内部函数，最后外部函数的变量得以保存。

这种当变量存在的函数已经执行结束，但扔可以再次被访问到的方式就是“闭包”。后期会继续对闭包进行梳理。

1.3 块级作用域

很多书上都有一句话，javascript没有块级作用域的概念。所谓块级作用域，就是{}包裹的区域。但是在es6出来以后，这句话并不那么正确了。因为可以用 let 或者 const 声明一个块级作用域的变量或常量。

比如：

for (let i = 0; i < 10; i++) {
    // ...
}
console.log(i); // uncaught referenceerror: i is not defined

发现这个例子就会和函数作用域中的第一个例子一样的错误提示。因为变量i只可以在 for循环的{ }块级作用域中被访问了。

扩散思考：

究竟什么时候该用let？什么时候该用const？

默认使用 const，只有当确实需要改变变量的值的时候才使用let。因为大部分的变量的值在初始化之后不应再改变，而预料之外的变量的修改是很多bug的源头。

1.4 词法作用域

词法作用域，也可以叫做静态作用域。意思是无论函数在哪里调用，词法作用域都只在由函数被声明时所处的位置决定。
既然有静态作用域，那么也有动态作用域。
而动态作用域的作用域则是由函数被调用时执行的位置所决定。

var a = 123;
function fn1 () {
    console.log(a);
}
function fn2 () {
    var a = 456;
    fn1();
}
fn2();   // 123

以上代码，最后输出结果 a 的值，来自于 fn1 声明时所在位置访问到的 a 值 123。
所以js的作用域是静态作用域，也叫词法作用域。

上面的1.1-1.3可以看做作用域的类型。而这一小节，其实跟上面三小节还是有差别的，并不属于作用域的类型，只是关于作用域的一个补充说明吧。

2. 什么是作用域链（scope chain）

在js引擎中，通过标识符查找标识符的值，会从当前作用域向上查找，直到作用域找到第一个匹配的标识符位置。就是js的作用域链。

var a = 1;
function fn1 () {
    var a = 2;
    function fn2 () {
        var a = 3;
        console.log(a);
    }
    fn2 ();
}
fn1(); // 3

console.log(a) 语句中，js在查找 a变量标识符的值的时候，会从 fn2 内部向外部函数查找变量声明，它发现fn2内部就已经有了a变量，那么它就不会继续查找了。那么最终结果也就会打印3了。

代码分析如下：

<script type="text/javascript">
    var a = 100;
    function fun(){
        var b = 200
        function fun2(){
            var c = 300
        }
        function fun3(){
            var d = 400
        }
        fun2()
        fun3()
    }
    fun()
</script>

首先预编译，一开始生成一个go{

　　a：underfined

　　fun：function fun(){//fun的函数体

　　　　　　var b = 200
　　　　　　function fun2(){
　　　　　　　　var c = 300
　　　　　　}
　　　　　　function fun3(){
　　　　　　var d = 400
　　　　　　}
　　　　　　fun2()
　　　　　　fun3()
　　　　}

}

逐行执行代码，go{

　　a：100

　　fun：function fun(){//fun的函数体

　　　　　　var b = 200
　　　　　　function fun2(){
　　　　　　　　var c = 300
　　　　　　}
　　　　　　function fun3(){
　　　　　　var d = 400
　　　　　　}
　　　　　　fun2()
　　　　　　fun3()
　　　　}

}

当fun函数执行时，首先预编译会产生一个ao{

　　b：underfined

　　fun2：function fun2(){
　　　　　　　var c = 300
　　　　　}

　　fun3：function fun3(){
　　　　　　var d = 400
　　　　　}

}

这里注意的是fun函数是在全局的环境下产生的，所以自己身上挂载这一个go，由于作用域链是栈式结构，先产生的先进去，最后出来，

在这个例子的情况下，ao是后于go产生的，所以对于fun函数本身来说，执行代码的时候，会先去自己本身的ao里找找看，如果没有找到要用的东西，就去父级查找，此题的父级是go

此刻fun的作用域链是  第0位    fun的ao{}

　　　　　　　　　　第1位    go{}

fun函数开始逐行执行ao{

　　b：200

　　fun2：function fun2(){
　　　　　　　var c = 300
　　　　　}

　　fun3：function fun3(){
　　　　　　var d = 400
　　　　　}

 }

注意：函数每次调用才会产生ao，每次产生的ao还都是不一样的

然后遇到fun2函数的执行，预编译产生自己的ao{

　　c：underfined

}

此刻fun2的作用域链是第0位    fun2的ao{}

　　　　　　　　　　第1位    fun的ao{}

　　　　　　　　　　第2位    go{}

然后遇到fun3函数的执行，预编译产生自己的ao{

　　d：underfined

}

此刻fun3的作用域链是第0位    fun3的ao{}

　　　　　　　　　　第1位    fun的ao{}

　　　　　　　　　　第2位    go{}

fun2和fun3的作用域链没有什么联系。

当函数fun2和fun3执行完毕，自己将砍掉自己和自己的ao的联系，

最后就是fun函数执行完毕，它也是砍掉自己和自己ao的联系。

这就是一个我们平时看到不是闭包的函数。

 

闭包

1.闭包在红宝书中的解释就是：有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。

2.写法：

 1 <script type="text/javascript">
 2     function fun1(){
 3         var a = 100;
 4         function fun2(){
 5             a++;
 6             console.log(a);
 7         }
 8         return fun2;
 9     }
10     
11     var fun = fun1();
12     fun()
13     fun()
14 </script>

3.效果如下：

4.分析：

执行代码

go{

fun：underfined

fun1：function fun1()

　　　{

　　　　 var a = 100;

　　　　 function fun2()

　　　　{

　　　　 　　 a++;

　　　　 　　 console.log(a);

　　　　 }

　　　　 return fun2;

　　　　 }

 

}

然后第十一行开始这里，就是fun1函数执行，然后把fun1的return返回值赋给fun，这里比较复杂，我们分开来看，

这里fun1函数执行，产生ao{

a：100

fun2：function fun2(){

　　　　a++;
　　　　console.log(a);
　　　　}

}

此刻fun1的作用域链为 第0位   ao

　　　　　　　　　　 第1位   go

此刻fun2的作用域链为 第0位   fun1的ao

　　　　　　　　　　 第1位   go

解释一下，fun2只是声明了，并没有产生调用，所以没有产生自己的ao，

正常的，我们到第7行代码我们就结束了，但是这个时候来了一个return fun2，把fun2这个函数体抛给了全局变量fun，好了，fun1函数执行完毕，消除自己的ao，

此刻fun2的作用域链为 第0位   fun1的ao

　　　　　　　　　　 第1位   go

第十二行就是fun执行，然后，它本身是没有a的，但是它可以用fun1的ao，然后加，然后打印，

因为fun中的fun1的ao本来是应该在fun1销毁时，去掉，但是被抛给fun，所以现在fun1的ao没办法销毁，所以现在a变量相当于一个只能被fun访问的全局变量。

所以第十三行再调用一次fun函数，a被打印的值为102。