理解JavaScript的作用域链

上一篇文章中介绍了Execution Context中的三个重要部分:VO/AO,scope chain和this,并详细的介绍了VO/AO在JavaScript代码执行中的表现。

本文就看看Execution Context中的scope chain。

作用域

开始介绍作用域链之前,先看看JavaScript中的作用域(scope)。在很多语言中(C++,C#,Java),作用域都是通过代码块(由{}包起来的代码)来决定的,但是,在JavaScript作用域是跟函数相关的,也可以说成是function-based。

例如,当for循环这个代码块结束后,依然可以访问变量"i"。

for(var i = 0; i < 3; i++){
    console.log(i);
}

console.log(i); //3

对于作用域,又可以分为全局作用域(Global scope)和局部作用域(Local scpoe)。

全局作用域中的对象可以在代码的任何地方访问,一般来说,下面情况的对象会在全局作用域中:

  • 最外层函数和在最外层函数外面定义的变量
  • 没有通过关键字"var"声明的变量
  • 浏览器中,window对象的属性

局部作用域又被称为函数作用域(Function scope),所有的变量和函数只能在作用域内部使用。

var foo = 1;
window.bar = 2;

function baz(){
    a = 3;
    var b = 4;
}
// Global scope: foo, bar, baz, a 
// Local scope: b

作用域链

通过前面一篇文章了解到,每一个Execution Context中都有一个VO,用来存放变量,函数和参数等信息。

在JavaScript代码运行中,所有用到的变量都需要去当前AO/VO中查找,当找不到的时候,就会继续查找上层Execution Context中的AO/VO。这样一级级向上查找的过程,就是所有Execution Context中的AO/VO组成了一个作用域链。

所以说,作用域链与一个执行上下文相关,是内部上下文所有变量对象(包括父变量对象)的列表,用于变量查询。

Scope = VO/AO + All Parent VO/AOs

看一个例子:

var x = 10;

function foo() {
    var y = 20;
    
    function bar() {
        var z = 30;
       
        console.log(x + y + z);
    };
    
    bar()
};

foo();

上面代码的输出结果为"60",函数bar可以直接访问"z",然后通过作用域链访问上层的"x"和"y"。

  • 绿色箭头指向VO/AO
  • 蓝色箭头指向scope chain(VO/AO + All Parent VO/AOs)

再看一个比较典型的例子:

var data = [];
for(var i = 0 ; i < 3; i++){
    data[i]=function() {
        console.log(i);
    }
}

data[0]();// 3
data[1]();// 3
data[2]();// 3

第一感觉(错觉)这段代码会输出"0,1,2"。但是根据前面的介绍,变量"i"是存放在"Global VO"中的变量,循环结束后"i"的值就被设置为3,所以代码最后的三次函数调用访问的是相同的"Global VO"中已经被更新的"i"。

结合作用域链看闭包

在JavaScript中,闭包跟作用域链有紧密的关系。相信大家对下面的闭包例子一定非常熟悉,代码中通过闭包实现了一个简单的计数器。

function counter() {
    var x = 0;
    
    return {
        increase: function increase() { return ++x; },
        decrease: function decrease() { return --x; }
    };
}

var ctor = counter();

console.log(ctor.increase());
console.log(ctor.decrease());

下面我们就通过Execution Context和scope chain来看看在上面闭包代码执行中到底做了哪些事情。

1. 当代码进入Global Context后,会创建Global VO

  • 绿色箭头指向VO/AO
  • 蓝色箭头指向scope chain(VO/AO + All Parent VO/AOs)

 

2. 当代码执行到"var cter = counter();"语句的时候,进入counter Execution Context;根据上一篇文章的介绍,这里会创建counter AO,并设置counter Execution Context的scope chain

 

3. 当counter函数执行的最后,并退出的时候,Global VO中的ctor就会被设置;这里需要注意的是,虽然counter Execution Context退出了执行上下文栈,但是因为ctor中的成员仍然引用counter AO(因为counter AO是increase和decrease函数的parent scope),所以counter AO依然在Scope中。

 

4. 当执行"ctor.increase()"代码的时候,代码将进入ctor.increase Execution Context,并为该执行上下文创建VO/AO,scope chain和设置this;这时,ctor.increase AO将指向counter AO。

  • 绿色箭头指向VO/AO
  • 蓝色箭头指向scope chain(VO/AO + All Parent VO/AOs)
  • 红色箭头指向this
  • 黑色箭头指向parent VO/AO

 

相信看到这些,一定会对JavaScript闭包有了比较清晰的认识,也了解为什么counter Execution Context退出了执行上下文栈,但是counter AO没有销毁,可以继续访问。

二维作用域链查找

通过上面了解到,作用域链(scope chain)的主要作用就是用来进行变量查找。但是,在JavaScript中还有原型链(prototype chain)的概念。

由于作用域链和原型链的相互作用,这样就形成了一个二维的查找。

对于这个二维查找可以总结为:当代码需要查找一个属性(property)或者描述符(identifier)的时候,首先会通过作用域链(scope chain)来查找相关的对象;一旦对象被找到,就会根据对象的原型链(prototype chain)来查找属性(property)

下面通过一个例子来看看这个二维查找:

var foo = {}

function baz() {

    Object.prototype.a = 'Set foo.a from prototype';

    return function inner() {
        console.log(foo.a);
    }

}

baz()(); 
// Set bar.a from prototype

对于这个例子,可以通过下图进行解释,代码首先通过作用域链(scope chain)查找"foo",最终在Global context中找到;然后因为"foo"中没有找到属性"a",将继续沿着原型链(prototype chain)查找属性"a"。

  • 蓝色箭头表示作用域链查找
  • 橘色箭头表示原型链查找

总结

本文介绍了JavaScript中的作用域以及作用域链,通过作用域链分析了闭包的执行过程,进一步认识了JavaScript的闭包。

同时,结合原型链,演示了JavaScript中的描述符和属性的查找。

下一篇我们就看看Execution Context中的this属性。

 

posted @ 2015-10-27 09:58 田小计划 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
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