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深入理解JavaScript高級之詞法作用域和作用域鏈
編輯:JavaScript基礎知識     

主要內容:
1、分析JavaScript的詞法作用域的含義

2、解析變量的作用域鏈

3、變量名提升時什麼

最近在傳智播客講解JavaScript的課程,有不少朋友覺得JavaScript是如此的簡單,但是又如此的不知如何使用,因此我准備了一些內容給大家分享一下.
這個系列主要講解JavaScript的高級部分的內容,包括作用域鏈、閉包、函數調用模式、原型以及面向對象的一些東西. 在這裡不包含JavaScript的基本語法,如果需要了解基礎的同學可以到http://net.itcast.cn裡面去下載免費的視頻進行學習. 好了,廢話不多說,直接進入我們的正題.

一、關於塊級作用域
說到JavaScript的變量作用域,與咱們平時使用的類C語言不同.
例如C#中下面代碼:

復制代碼 代碼如下:
static void Main(string[] args)
{
 if(true)
 {
  int num = 10;
 }
 System.Console.WriteLine(num);
}

這段代碼如果進行編譯,是無法通過的,因為"當前上下文中不存在名稱num". 因為這裡
變量的作用域是由花括號限定的,稱為塊級作用域.

在塊級作用域下,所有的變量都在定義的花括號內,從定義開始到花括號結束這個
范圍內可以使用. 出了這個范圍就無法訪問. 也就是說代碼
復制代碼 代碼如下:
if(true)
{
 int num = 10;
 System.Console.WriteLine(num);
}

這裡可以訪問,因為變量的定義與使用在同一個花括號內.

但是在JavaScript中就不一樣,JavaScript中沒有塊級作用域的概念.

二、JavaScript中的作用域
在JavaScript中,下面代碼:

復制代碼 代碼如下:
if(true) {
 var num = 10;
}
alert(num);

運行的結果是彈窗10. 那麼在JavaScript中變量的作用范圍是怎麼限定的呢?

2.1 函數限定變量作用域
在JavaScript中,只有函數可以限定一個變量的作用范圍. 什麼意思呢?
就是說,在JavaScript中,在函數裡面定義的變量,可以在函數裡面被訪問,但是在函數外
無法訪問. 看如下代碼:

復制代碼 代碼如下:
var func = function() {
 var num = 10;
};
try {
 alert(num);
} catch ( e ) {
 alert( e );
}

這段代碼運行時,會拋出一個異常,變量num沒有定義. 也就是說,定義在函數中的變量無法
在函數外使用,當然在函數內可以隨意的使用, 即使在賦值之前. 看下面代碼:
復制代碼 代碼如下:
var func = function() {
 alert(num);
 var num = 10;
 alert(num);
};
try {
 func();
} catch ( e ) {
 alert( e );
}

這段代碼運行後,不會拋出錯誤,彈窗兩次,分別是 undefined 和 10(至於為什麼,下文解釋).

從這裡可以看得出,變量只有在函數中可以被訪問. 同理在該函數中的函數也可以訪問.


2.2 子域訪問父域
前面說了,函數可以限定變量的作用域,那麼在函數中的函數就成為該作用域的子域. 在子域
中的代碼可以訪問到父域中的變量. 看下面代碼:

復制代碼 代碼如下:
var func = function() {
 var num = 10;
 var sub_func = function() {
  alert(num);
 };
 sub_func();
};
func();

這段代碼執行得到的結果就是 10. 可以看到上文所說的變量訪問情況. 但是在子域中訪問父域的
代碼也是有條件的. 如下面代碼:
復制代碼 代碼如下:
var func = function() {
 var num = 10;
 var sub_func = function() {
  var num = 20;
  alert(num);
 };
 sub_func();
};
func();

這段代碼比前面就多了一個"var num = 20;",這句代碼在子域中,那麼子域訪問父域的情況就發
生了變化,這段代碼打印的結果是 20. 即此時子域訪問的num是子域中的變量,而不是父域中的.

由此可見訪問有一定規則可言. 在JavaScript中使用變量,JavaScript解釋器首先在當前作
用域中搜索是否有該變量的定義,如果有,就是用這個變量;如果沒有就到父域中尋找該變量.
以此類推,直到最頂級作用域,仍然沒有找到就拋出異常"變量未定義". 看下面代碼:
復制代碼 代碼如下:
(function() {
 var num = 10;
 (function() {
  var num = 20;
  (function(){
   alert(num);
  })()
 })();
})();

這段代碼執行後打印出20. 如果將"var num = 20;"去掉,那麼打印的就是10. 同樣,如果再去掉
"var num = 10",那麼就會出現未定義的錯誤.

三、作用域鏈
有了JavaScript的作用域的劃分,那麼可以將JavaScript的訪問作用域連成一個鏈式樹狀結構.
JavaScript的作用域鏈一旦能清晰的了解,那麼對於JavaScript的變量與閉包就是非常清晰的了.
下面采用繪圖的辦法,繪制作用域鏈.

3.1 繪制規則:
1) 作用域鏈就是對象的數組
2) 全部script是0級鏈,每個對象占一個位置
3) 凡是看到函數延伸一個鏈出來,一級級展開
4) 訪問首先看當前函數,如果沒有定義往上一級鏈檢查
5) 如此往復,直到0級鏈

3.2 舉例
看下面代碼:

復制代碼 代碼如下:
var num = 10;
var func1 = function() {
 var num = 20;
 var func2 = function() {
  var num = 30;
  alert(num);
 };
 func2();
};
var func2 = function() {
 var num = 20;
 var func3 = function() {
  alert(num);
 };
 func3();
};
func1();
func2();

下面分析一下這段代碼:
-> 首先整段代碼是一個全局作用域,可以標記為0級作用域鏈,那麼久有一個數組
var link_0 = [ num, func1, func2 ];// 這裡用偽代碼描述
-> 在這裡func1和func2都是函數,因此引出兩條1級作用域鏈,分別為
var link_1 = { func1: [ num, func2 ] };// 這裡用偽代碼描述
var link_1 = { func2: [ num, func3 ] };// 這裡用偽代碼描述
-> 第一條1級鏈衍生出2級鏈
var link_2 = { func2: [ num ] };// 這裡用偽代碼描述
-> 第二條1級鏈中沒有定義變量,是一個空鏈,就表示為
var link_2 = { func3: [ ] };
-> 將上面代碼整合一下,就可以將作用域鏈表示為:
復制代碼 代碼如下:
// 這裡用偽代碼描述
var link = [ // 0級鏈
 num,
 { func1 : [ // 第一條1級鏈
  num,
  { func2 : [ // 2級鏈 
   num
  ] }
 ]},
 { func2 : [ // 第二條1級鏈
  num,
  { func3 : [] }
 ]}
];

-> 用圖像表示為

圖:01_01作用域鏈.bmp

注意:將鏈式的圖用js代碼表現出來,再有高亮顯示的時候就非常清晰了.

有了這個作用域鏈的圖,那麼就可以非常清晰的了解訪問變量是如何進行的:
在需要使用變量時,首先在當前的鏈上尋找變量,如果找到就直接使用,不會
向上再找;如果沒有找到,那麼就向上一級作用域鏈尋找,直到0級作用域鏈.


如果能非常清晰的確定變量所屬的作用域鏈的級別,那麼在分析JavaScript
代碼與使用閉包等高級JavaScript特性的時候就會非常容易(至少我是這樣哦).

三、變量名提升與函數名提升

有了作用域鏈與變量的訪問規則,那麼就有一個非常棘手的問題. 先看下面
的JavaScript代碼:

復制代碼 代碼如下:
var num = 10;
var func = function() {
 alert(num);
 var num = 20;
 alert(num);
};
func();

執行結果會是什麼呢?你可以想一想,我先不揭曉答案.

先來分析一下這段代碼.
這段代碼中有一條0級作用域鏈,裡面有成員num和func. 在func下是1級作用
域鏈,裡面有成員num. 因此在調用函數func的時候,就會檢測到在當前作用域中
變量num是定義過的,所以就會使用這個變量. 但是此時num並沒有賦值,因為代
碼是從上往下運行的. 因此第一次打印的是 undefined,而第二次打印的便是20.
你答對了麼?

像這樣將代碼定義在後面,而在前面使用的情況在JavaScript中也是常見的
問題. 這時就好像變量在一開始就定義了一樣,結果就如同下面代碼:
復制代碼 代碼如下:
var num = 10;
var func = function() {
 var num; // 感覺就是這裡已經定義了,但是沒有賦值一樣
 alert(num);
 var num = 20;
 alert(num);
};
func();

那麼這個現象常常稱為變量名提升. 同樣也有函數名提升這一說. 如下面代碼:
復制代碼 代碼如下:
var func = function() {
 alert("調用外面的函數");
};
var foo = function() {
 func();

 var func = function() {
  alert("調用內部的函數");
 };

 func();
};

好了,這段代碼結果如何?或則應該有什麼不一樣,我先不說沒留著讀者思考吧!
下一篇再做解答.

由於有了這些不同,因此在實際開發的時候,推薦將變量都寫在開始的地方,
也就是在函數的開頭將變量就定義好,類似於C語言的規定一樣. 這個在js庫中也
是這麼完成的,如jQuery等.

四、小結

好了這篇文章主要是說明JavaScript的詞法作用域是怎麼一回事兒,以及解釋
如何分析作用域鏈,和變量的訪問情況,最後留再一個練習收尾吧!!!

看下面代碼執行結果是什麼:
復制代碼 代碼如下:
if( ! "a" in window ) {
 var a = "定義變量";
}
alert(a);

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