深入理解JavaScript作用域和作用域链

【稿件】

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前言

JavaScript中有一个被称为作用域(Scope)的特性。虽然对于许多新手开发者来说，作用域的概念并不是很容易理解，本文我会尽我所能用最简单的方式来解释作用域和作用域链，希望大家有所收获！

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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. function outFun2() { 
    2.   
  
  
  
  2.   var inVariable = "内层变量2"; 
    3.   
  
  
  
  3. } 
    4.   
  
  
  
  4. outFun2();//要先执行这个函数，否则根本不知道里面是啥 
    5.   
  
  
  
  5. console.log(inVariable); // Uncaught ReferenceError: inVariable is not defined 
    6.

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***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

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var outVariable = "我是最外层变量"; //最外层变量 
    2.   
  
  
  
  2. function outFun() { //最外层函数 
    3.   
  
  
  
  3.   var inVariable = "内层变量"; 
    4.   
  
  
  
  4.   function innerFun() { //内层函数 
    5.   
  
  
  
  5.       console.log(inVariable); 
    6.   
  
  
  
  6.   } 
    7.   
  
  
  
  7.   innerFun(); 
    8.   
  
  
  
  8. } 
    9.   
  
  
  
  9. console.log(outVariable); //我是最外层变量 
    10.   
  
  
  
  10. outFun(); //内层变量 
    11.   
  
  
  
  11. console.log(inVariable); //inVariable is not defined 
    12.   
  
  
  
  12. innerFun(); //innerFun is not defined 
    13.

  • 所有未定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. function outFun2() { 
    2.   
  
  
  
  2.   variable = "未定义直接赋值的变量"; 
    3.   
  
  
  
  3.   var inVariable2 = "内层变量2"; 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. outFun2();//要先执行这个函数，否则根本不知道里面是啥 
    6.   
  
  
  
  6. console.log(variable); //未定义直接赋值的变量 
    7.   
  
  
  
  7. console.log(inVariable2); //inVariable2 is not defined 
    8.

  • 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。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 张三写的代码中 
    2.   
  
  
  
  2. var data = {a: 100} 
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4. // 李四写的代码中 
    5.   
  
  
  
  5. var data = {x: true} 
    6.

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。

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。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. function doSomething(){ 
    2.   
  
  
  
  2.   var blogName="浪里行舟"; 
    3.   
  
  
  
  3.   function innerSay(){ 
    4.   
  
  
  
  4.       alert(blogName); 
    5.   
  
  
  
  5.   } 
    6.   
  
  
  
  6.   innerSay(); 
    7.   
  
  
  
  7. } 
    8.   
  
  
  
  8. alert(blogName); //脚本错误 
    9.   
  
  
  
  9. innerSay(); //脚本错误 
    10.

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：

***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。

3.块级作用域

ES6 中开始加入了块级作用域，可通过新增命令let和const来体现，如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. if (true) { 
    2.   
  
  
  
  2.   let name = 'zhangsan' 
    3.   
  
  
  
  3. } 
    4.   
  
  
  
  4. console.log(name) // 报错，因为let定义的name是在if这个块级作用域 
    5.

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。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. if (true) { 
    2.   
  
  
  
  2.   // 'if' 条件语句块不会创建一个新的作用域 
    3.   
  
  
  
  3.   var name = 'Hammad'; // name 依然在全局作用域中 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. console.log(name); // logs 'Hammad' 
    6.

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）。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var a = 100 
    2.   
  
  
  
  2. function fn() { 
    3.   
  
  
  
  3.   var b = 200 
    4.   
  
  
  
  4.   console.log(a) // 这里的a在这里就是一个自由变量 
    5.   
  
  
  
  5.   console.log(b) 
    6.   
  
  
  
  6. } 
    7.   
  
  
  
  7. fn() 
    8.

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 。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var a = 100 
    2.   
  
  
  
  2. function F1() { 
    3.   
  
  
  
  3.   var b = 200 
    4.   
  
  
  
  4.   function F2() { 
    5.   
  
  
  
  5.       var c = 300 
    6.   
  
  
  
  6.       console.log(a) // 自由变量，顺作用域链向父作用域找 
    7.   
  
  
  
  7.       console.log(b) // 自由变量，顺作用域链向父作用域找 
    8.   
  
  
  
  8.       console.log(c) // 本作用域的变量 
    9.   
  
  
  
  9.   } 
    10.   
  
  
  
  10.   F2() 
    11.   
  
  
  
  11. } 
    12.   
  
  
  
  12. F1() 
    13.

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。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var x = 10 
    2.   
  
  
  
  2. function fn() { 
    3.   
  
  
  
  3. console.log(x) 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. function show(f) { 
    6.   
  
  
  
  6. var x = 20 
    7.   
  
  
  
  7. (function() { 
    8.   
  
  
  
  8.   f() //10，而不是20 
    9.   
  
  
  
  9. })() 
    10.   
  
  
  
  10. } 
    11.   
  
  
  
  11. show(fn) 
    12.

在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"。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var a = 10 
    2.   
  
  
  
  2. function fn() { 
    3.   
  
  
  
  3. var b = 20 
    4.   
  
  
  
  4. function bar() { 
    5.   
  
  
  
  5.   console.log(a + b) //30 
    6.   
  
  
  
  6. } 
    7.   
  
  
  
  7. return bar 
    8.   
  
  
  
  8. } 
    9.   
  
  
  
  9. var x = fn(), 
    10.   
  
  
  
  10. b = 200 
    11.   
  
  
  
  11. x() //bar() 
    12.

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***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。

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

上文我们提到作用域只是一个“地盘”，一个抽象的概念，其中没有变量。要通过作用域对应的执行上下文环境来获取变量的值。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。

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。

作用域和执行上下文之间***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。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var a=1;     //全局作用域 
    2.   
  
  
  
  2. function fn1(){ 
    3.   
  
  
  
  3.   var a=2; //fn1作用域 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.

如上述代码，作用域代表着已声明变量或者函数的访问范围，在fn1作用域内使用变量a会先从当前作用域寻找，如果没有会往上一层作用域寻找。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. this.a=1;     //全局执行上下文 
    2.   
  
  
  
  2. function fn1(){ 
    3.   
  
  
  
  3. this.a=2;   //fn1执行上下文 
    4.   
  
  
  
  4. } 
    5.   
  
  
  
  5. var obj=new fn1(); 
    6.

如上述代码，new fn1()时的执行上下文就是obj 可以看出，作用域和执行上下文并不是一个概念，它们的区别就像是你访问a和this.a时的区别。

参考文章

  • 深入理解javascript原型和闭包系列

  • Web 前端面试指南与高频考题解析

  • 深入理解JS中声明提升、作用域（链）和this关键字

  • JavaScript 开发进阶：理解 JavaScript 作用域和作用域链

  • JavaScript 作用域和作用域链

  • javascript作用域和执行上下文的区别

浪里行舟，硕士研究生，专注于前端。个人公众号：「前端工匠」，致力于打造适合初中级工程师能够快速吸收的一系列优质文章！

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