JavaScript的词法作用域问题

多年以前,当我怀揣着前端工程师的梦想时,曾经认真阅读过《JavaScript高级程序设计(第2版)》。里面有一个问题(P147),让我一直百思不得其解。

 1 function createFunctions(){
 2     var result = new Array();
 3     
 4     for(var i = 0; i < 10; i++){
 5         result[i] = function() {
 6             return i;
 7         }
 8     }
 9     return result;
10 }
11 
12 var funcs = createFunctions();
13 
14 for(var i = 0; i < funcs.length; i++) {
15     console.log(funcs[i]());
16 }

表面上看,最终会输出各个元素对应的索引,依次输出0,1,2……9。但实际上却是输出10个10

1. 词法作用域

简单地说,词法作用域就是定义在词法阶段的作用域。换句话说,词法作用域是由你在写代码时将变量和块作用域写在哪里来决定的,因此当词法分析器处理代码时会保持作用域不变(大部分情况下是这样的)。

而无论函数在哪里被调用,也无论它如何被调用,它的词法作用域都只由函数被声明时所处的位置决定。

最常见的作用域是函数作用域,除此之外,还有其他类型的作用域,例如with,try catch, let, const;

2. 原因分析

那么上面这题的原因是什么呢?

我们预期,在result赋值时,会将i传入到函数中,并保存它的值。这样我们在调用各个元素指向的函数时,就可以获取到赋值时的值,也就是索引值。这显然是不正确的。

上面我们说到,无论函数在哪里被调用,也无论它如何被调用,它的词法作用域都只由函数被声明时所处的位置决定。

我们在给result数组赋值时,仅仅是将函数的引用赋给result的元素,而不是立即执行函数的内容,打印索引值。

所以,当我们调用函数,执行console.log(i)时,将会从函数定义的位置开始查找其作用域里的变量。

要注意的是,for循环的块,并不是作用域,所以变量i的作用域,是在整个函数里。也就是说,在createFunctions这个函数的作用域之内,存在一个变量名为i。

那么调用函数里面找不到i, 就往上找,在createFunctions的作用域里终于找到了i。

此时i经过循环,已经变成10. 所以无论是调用哪个元素指向的函数,都是打印10。

下面的例子也是一样的原因。

1 for (var i = 1; i <= 5; i++){
2     setTimeout(function timer() {
3         console.log(i);
4     }, i * 1000);
5 }

而这个问题,其实还引入了另一个知识点,闭包。

什么是闭包?当函数可以记住并访问所在的词法作用域时,就产生了闭包,即使函数是在当前词法作用域之外执行。

百度的解释是:闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。例如在javascript中,只有函数内部的子函数才能读取局部变量,所以闭包可以理解成“定义在一个函数内部的函数“。在本质上,闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。

意思差不多。

那么下面这个是闭包吗?

1 function foo() {
2     var a = 2;
3     function bar() {
4         console.log(a);
5     }
6     bar();
7 }
8 foo();

严格来说,这个不是闭包。我的理解是,foo()的调用并不能真正访问到foo作用域里的变量,这和闭包的定义不一样。

1 function foo() {
2     var a = 2;
3     function bar() {
4         console.log(a);
5     }
6     return bar;
7 }
8 var baz = foo();
9 baz();

这个就是闭包。在foo()执行后,通常会期待foo()的整个内部作用域都被销毁,因为我们知道引擎有垃圾回收器来释放不再使用的内存空间。由于看上去foo()的内容不会再被使用,所以很自然地会考虑对其进行回收。

而闭包的神奇之处正是可以阻止这件事情的发生。事实上内部作用域依然存在,因此没有被回收。谁在使用这个内部作用域?原来是bar()本身在使用。

拜bar()所声明的位置所赐,它拥有涵盖foo()内部作用域的闭包,使得该作用域能够一直存活,以供bar()在之后任何时间进行引用。

bar()依然持有对该作用域的引用,而这个引用,就叫作闭包。

关于闭包,可以参考这个:

带你一分钟理解闭包--js面向对象编程

3. 如何解决

我们很容易想到,如果给每个函数在赋值时,拥有自己的作用域,应该可以解决问题。IIFE可以尝试一下。

 1  function createFunctions(){
 2      var result = new Array();
 3      
 4      for(var i = 0; i < 10; i++){
 5         (function() {
 6              result[i] = function() {
 7                  return i;
 8              }
 9          })();
10      }
11      return result;
12  }
13  
14  var funcs = createFunctions();
15  
16  for(var i = 0; i < funcs.length; i++) {
17      console.log(funcs[i]());
18  }

这显然是不行的。虽然多了作用域,但其里面并没有i变量,还是得找到上一层作用域,那么找到的仍然是10.

 那么我们就在作用域里加上一个变量吧!

 1  function createFunctions(){
 2      var result = new Array();
 3      
 4      for(var i = 0; i < 10; i++){
 5         (function() {
 6              var j = i;
 7              result[i] = function() {
 8                  return j;
 9              }
10          })();
11      }
12      return result;
13  }
14  
15  var funcs = createFunctions();
16  
17  for(var i = 0; i < funcs.length; i++) {
18      console.log(funcs[i]());
19  }

再进行改造一番。

 1  function createFunctions(){
 2      var result = new Array();
 3      
 4      for(var i = 0; i < 10; i++){
 5         (function(j) {
 6              result[i] = function() {
 7                  return j;
 8              }
 9          })(i);
10      }
11      return result;
12  }
13  
14  var funcs = createFunctions();
15  
16  for(var i = 0; i < funcs.length; i++) {
17      console.log(funcs[i]());
18  }

还有一种是利用ES6的新特性,let关键字来解决。

仔细思考我们刚才的解决方法,我们使用IIFE在每次迭代时都创建一个新的作用域。换句话说,每次迭代我们都需要一个作用域。

而let关键字,可以用来劫持块作用域,本质上这是将一个块成一个可以被关闭的作用域。

 1  function createFunctions(){
 2      var result = new Array();
 3      
 4      for(let i = 0; i < 10; i++){
 5         
 6          result[i] = function() {
 7              return i;
 8          }
 9      }
10      return result;
11  }
12  
13  var funcs = createFunctions();
14  
15  for(var i = 0; i < funcs.length; i++) {
16      console.log(funcs[i]());
17  }

 

参考资料:

《你不知道的JavaScript(上卷)》 一本好书啊

posted @ 2018-09-22 23:52  kingsleylam  阅读(76)  评论(0编辑  收藏