Javascript Context和Scope的一些学习总结

1.1.1 摘要

在我们学习Javascript过程中,常常会遇到作用域(Scope)和执行上下文(Context)等概念。其中,执行上下文与this关键字的关系密切。

有面向对象编程经验的各位,对于this关键字再熟悉不过了,因此我们很容易地把它和面向对象的编程方式联系在一起,它指向利用构造器新创建出来的对象;在ECMAScript中,也支持this,然而, 正如大家所熟知的,this不仅仅只用来表示创建出来的对象。

在接下来的博文我们讲介绍Javascript的作用域和执行上下文,以及它们的异同之处。

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1.1.2 正文

执行环境(Execution context)也称为“环境”是Javascript中最为重要的一个概念。执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据,决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象,环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

看到了执行环境的定义有点头昏了,简而言之“每个执行环境都有一个与之关联的变量对象”;这里我们有一个疑问就是这个变量对象是怎样定义的呢?

接下来,让我们看一下变量对象的定义,具体实现如下:

/**
 * Execution context skeleton.
 */
activeExecutionContext = {
    // variable object.
    VO: {...},
    this: thisValue
};

通过上面的伪代码我们知道对象字面量activeExecutionContext,它包含一个变量对象VO和this属性。

这说明了this与上下文的可执行代码类型有关,其值在进入上下文阶段就确定了,并且在执行代码阶段是不能改变的(关于this使用可以阅读《Javascript this 的一些学习总结》)。

作用域(Scope)控制着变量和参数的可见性及生命周期。

简而言之,执行环境是基于对象的,而作用域是基于函数的。

作用域

我们将通过一个例子介绍作用域的使用,首先,我们定义了一个函数FooA()和FooB,示例代码如下:

/**
 * Defines a function.
 */
var FooA = function(){
    var a = 1;
    var FooB = function(){
        var b = 2;
        console.log(a, b); // outputs: 1, 2
    }
    console.log(a, b); // Error! b is not defined
}
FooA();

在示例中,第二个log输出变量为未定义,这是由于在Javascript中定义在函数里面的参数和变量在函数外部是不可见的,而在一个函数内部任何位置定义的参数和变量,在该函数内部任何地方都是可见的。

执行环境

首先,我们定义了对象字面量o,它包含一个属性x和方法m(),示例代码如下:

/**
 * Defines a literal object.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        console.log(x, this.x); // outputs 1, 23
    }
}
o.m();

示例中的两个变量和属性x都能被访问,但它们被访问的方式是截然不同,在log中访问第一个x是通过作用域方式访问了本地变量x,而this.x是通过执行上下文方式访问对象o的属性x,因此输出值也不尽相同。

上下文问题

接下来,我们修改一下前面的例子,在方法m()中添加一个函数f(),示例代码如下:

/**
 * Defines a literal object.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, this.x); // outputs 1, undefined
        }
        f();
    }
}
o.m();

上面,我们通过调用方法m()来输出x的值,由于方法m()的具体实现是通过调用函数f()来实现。

当我们调用对象o的方法m()时,发现this.x是未定义的。

这究竟是什么原因呢?回忆前面的例子,由于方法m()获取了对象o的上下文,所以this是指向对象o的,难道是函数f()没有获取对象o的上下文,因此它不清楚this指向哪个对象?

首先让我们回顾一下函数和方法以及属性和变量的区别:方法和对象关联,如:object.myMethod = function() {},而函数非对象关联:var myFunc = function {};同样属性也是对象关系的,如:object.myProperty = 23,而变量:var myProperty = 23。

因为我们提到上下文是基于对象的,所以函数f()不能获取对象o的执行上下文。

我们是否可以让函数f()获取对象o的执行上下文呢?我们仔细地想一下,既然函数f()不清楚this指向的对象,那么可以直接调用对象的属性就OK了。

/**
 * Fixs broken context issue.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, o.x); // outputs 1, 23
        }
        f();
    }
}
o.m();

我们在函数f()中直接调用对象o的属性x,这样函数f()就无需获取执行上下文直接调用对象的属性了。

现在,我们又遇到一个新的问题了,如果对象不是o而是p,那么我们就需要修改函数f()中的对象了,更严重的情况就是我们没有办法确定具体是哪个对象,示例代码如下:

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}
C.prototype = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, this.x); // outputs 1, undefined
        }
        f();
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

上下文实例问题

上面,我们定义了函数C和它的原型对象,而且我们可以通过new方式创建C对象实例instance1,按照前面的方法解决Broken Context问题,具体实现如下:

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}
C.prototype = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        var f = function(){
            console.log(x, instance1.x); // outputs 1, undefined
        }
        f();
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

如果我们在创建一个C的对象实例instance2,那么我们就不能指定函数f()中的对象了。

其实,this是对象实例的抽象,当实例有多个甚至成千上百个的时候,我们需要通过this引用这些对象实例。

因此,指定对象方法不能有效解决Broken Context问题,我们还是需要使用this来引用对象,前面我们讲到由于函数f()没有获取对象o的执行上下文,因此它不清楚this指向哪个对象,所以输出this.x未定义,那么我们是否可以让函数f()获取对象的执行上下文。

跨作用域的上下文

我们想想既然方法是基于对象的,而且可以获取对象的执行上下文,那么我们直接把f()定义为方法好了。

现在,我们在C对象原型中定义方法f(),示例代码如下:

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}

C.prototype = {
    x:10,
    m: function(){
        var x = 1;
        this.f();
    },
    f: function(){
        console.log(x, this.x); // Reference ERROR!!
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

好啦,我们在C对象原型中定义方法f(),那么方法f()就可以获取对象的执行上下文。

现在,我们在Firefox运行以上代码,结果输出Reference ERROR,这究竟是什么原因呢?我们想了一下问题出于变量x中,由于方法f()不能获取方法m()的作用域,所以变量x不在方法f()中。

使用上下文解决作用域问题

我们处于两难的境地方法f()既要获取执行上下文,又要获取方法m()的作用域;如果我们要获取方法m()的作用域,那么我们需要把方法f()定义在m()中。

接下来,我们把方法f()定义在m()中,具体实现如下:

/**
 * Defines a literal object.
 * @constructor
 */
var C = function(){}
C.prototype = {
    x:23,
    m: function(){
        var x = 1;
        this.f = function(){
            console.log(x, this.x); // outputs 1, 23
        }
        this.f();
    }
}
var instance1 = new C();
instance1.m();

现在我们通过this调用方法f(),它现在可以获取对象instance1执行上下文,并且也可以获取方法m()的作用域,所以方法f()可以获取属性和变量x的值。

使用作用域解决上下文问题

接下来,继续看一个例子,我们要在函数setTimeout()中调用方法onTimeout(),具体定义如下:

/**
 * setTimeout function with Broken Context issue
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    onTimeout: function(){
        console.log("x:", this.x);
    },
    m: function(){
        setTimeout(function(){
            this.onTimeout(); // ERROR: this.onTimeout is not a function
        }, 1);
    }
}
o.m();

同样在函数setTimeout()中调用方法onTimeout()失败,我们知道这是由于方法onTimeout()不能获取对象执行上下文。

我们知道在方法m()中可以获取对象执行上下文,所以可以通过临时变量引用this指向的对象,实例代码如下:

/**
 * Fixs setTimeout function with Broken Context issue.
 * @type {Object}
 */
var o = {
    x:23,
    onTimeout: function(){
        console.log("x:", this.x); // outputs 23
    },
    m: function(){
        
        // Keeps instance reference.
        var self = this;
        setTimeout(function(){
           // Gets m scrope. 
            self.onTimeout();
        }, 1);
    }
}
o.m();

上面,我们通过临时变量self保存了this的引用,由于setTimeout()函数可以获取m()的作用域,所用我们可以通过self. onTimeout()的方式调用onTimeout()方法。

1.1.3 总结

本博文通过介绍执行上下文和作用域的异同、this的使用以及变量对象,让我们加深对Javascript 语言特性的理解。

首先,我们介绍了执行上下文和this的的关系,并且执行上下文是具有对象的;然后,介绍了作用域使变量在作用域范围内可见,并且作用域是基于函数的。

我们通过具体的例子介绍了在不同的作用域和执行上下文中,对this和变量的影响加深了作用域和执行上下文的理解,从而帮助我们更好的阅读和编写代码。

参考

posted @ 2013-03-24 18:22  JK_Rush  阅读(9680)  评论(5编辑  收藏  举报