作用域与闭包(1)

1、作用域是什么
作用域它是一套设计良好的规则,是能够储存变量中的值,并且能在之后对这个值进行访问或修改的规则。用来管理引擎如何在当前作用域以及嵌套的子作用域中根据标识符名称进行变量查找。共有两种主要模型。第一种最为普遍:词法作用域。另外一种是动态作用域。

先从编译原理开始讲。在传统编译语言的流程中,程序中的一段源代码在执行之前会经历三个步骤,统称为:编译。

  • 分词/词法分析(Tokenizing/Lexing):将由字符组成的字符串分解成有意义的代码块,这些代码块被称为词法单元(token)。例如var a = 2;这通常会被分为var、a、=、2;空格取决于语言是否具有意义。
  • 解析/语法分析(Parsing):将词法单元流转换为一个由元素逐级嵌套所组成的代表了程序语法结构的树--抽象语法树(Abstract Syntax Tree)
  • 代码生成:将AST转换为可执行代码的过程被称为代码生成。

但JavaScript引擎要复杂得多。对于JavaScript来说,大部分情况下编译发生在代码执行前的几微米(甚至更短)。就是说任何JavaScript代码片段在执行前都要进行编译。下面用var a = 2;举例。

  1. 首先遇到var a,编译器会询问作用域是否已经有一个该名称的变量存在于同一个作用域的集合中。如果是,编译器会忽略该声明,继续编译;否则会按要求作用域在当前作用域的集合中声明一个新的变量,并命名为a。
  2. 接着编译器会为引擎生成所需的代码,处理a=2这个赋值操作。引擎运行时会首先询问作用域,在当前作用域集合中是否存在一个叫做a的变量。如果是,引擎就会使用这个变量;否则,引擎会继续查找该变量。
  3. 最后如果引擎找到了a变量,就会将2赋值给它。否则引擎将拒收示意并抛出一个异常。

在第二步中,引擎是通过LHS和RHS查询查找变量的。RHS查询与简单地查找某个变量的值是一样的,而LHS则是找到变量容器本身,从而对其赋值。

2、作用域有几种?(比较基础)
词法作用域:编译器的第一个工作阶段叫做词法化,词法化的过程会对源代码中的字符进行检查,如果有状态的解析过程,还会赋予单词语义。简单来说,词法作用域就是定义在词法阶段的作用域,是由你在写代码将变量和块作用域写在哪里来决定的。

function foo(a){
    var b = a * 2;
    function bar(c)
    {
        console.log(a, b, c);
    }
    bar(b * 3);
}
foo(2); //2,4,12

这个例子有三个逐级嵌套的作用域是由其对应的作用域块代码写在哪里决定的。引擎执行console.log()声明,并查找a、b、c三个变量的引用。先从bar()函数的作用域开始查找,若没有再去上一级foo()继续查找。作用域查找会在找到第一个匹配的标识符时停止。词法作用域查找只会查找一级标识符,比如a、b、c。如果代码中引用了foo.bar.baz,词法作用域查找只会试图查找foo标识符,找到变量后,对象属性访问规则会分别接管对bar和baz属性的访问。

函数是Javascript中最常见的作用域单元。本质上,声明在一个函数内部的变量或函数会在所处的作用域中“隐藏”起来,外部作用域无法访问包装函数内部的任何内容。

块作用域,JavaScript的ES3规范中规定try/catch分局会创建一个块作用域,其中声明的变量仅在catch内部有效。ES6中引入了let关键字,可以将变脸绑定到所在的任意作用域中(通常是{...})。一个典型例子就是for循环.

for (let i = 0; i < 10 i++)
{
    console.log(i);
}
console.log(i); //ReferenceError

for循环头部的let不仅将i绑定到了for循环的块中,事实上它将其重新绑定到了循环的每一个迭代中,确保使用上一个循环迭代结束时的值重新进行赋值。

动态作用域:让作用域作为一个运行时就被动态确定的形式。

function foo(){
    console.log(a); // 2
}
function bar(){
    var a = 3;
    foo();
}
var a = 2;
bar();

词法作用域让foo()中的a通过RHS引用到了全局作用域中的a,因此会输出2。而动态作用域并不关心函数和作用域是如何声明以及在何处声明的,只关心它们从何处调用。换句话说,作用域链是基于调用栈的,而不是代码中的作用域嵌套。所以如果JavaScript具有动态作用域,理论上,foo()在执行是将会输出3.因为foo()无法找到a的变量引用时,会顺着调用栈在调用foo()的地方查找a,而不是在嵌套的词法作用域链中向上查找。由于foo()是在bar()中调用的,引擎会检查bar()的作用域,并在其中找到值为3的变量a。

3、提升
已经学习了作用域的概念,以及根据声明的位置和方式将变量分配给作用域的相关原理。可以总结为:任何声明在某个作用域内的变量,都将附属于这个作用域。但作用域同其中的变量声明出现的位置有某种微妙的联系。javaScript代码在执行时并不完全是由上到下一行一行执行的。例如a=2;var a;console.log(a);并不是输出underfined而是输出2。原因是包括变量和函数在内的所有声明都会在任何代码被执行前搜先被处理。当看到var a=2;时JavaScript会将其分为var a和a=2;。第一个定义声明是在编译阶段进行的。第二个赋值声明会被留在原地等待执行阶段。这就意味着无论作用域中的声明出现在什么地方,都将在代码本身被执行前首先进行处理。这个过程被成为“提升”

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