JavaScript中变量作用域

文章来自《Nodejs开发指南》附录A

作用域（scope）是结构化编程语言中的重要概念，它决定了变量的可见范围和生命周期，正确使用作用域可以使代码更清晰、易懂。作用域可以减少命名冲突，而且是垃圾回收的基本单元。和 C、C++、Java 等常见语言不同，JavaScript 的作用域不是以花括号包围的块级作用域（block scope），这个特性经常被大多数人忽视，因而导致莫名其妙的错误。例如下面代码，在大多数类 C 的语言中会出现变量未定义的错误，而在 JavaScript 中却完全合法：

if (true) {
      var somevar = 'value';
}
console.log(somevar); // 输出 value

这是因为 JavaScript 的作用域完全是由函数来决定的，if、for 语句中的花括号不是独立的作用域。

A.1.1 函数作用域

不同于大多数类 C 的语言，由一对花括号封闭的代码块就是一个作用域，JavaScript 的作用域是通过函数来定义的，在一个函数中定义的变量只对这个函数内部可见，我们称为函数作用域。在函数中引用一个变量时，JavaScript 会先搜索当前函数作用域，或者称为“局部作用域”，如果没有找到则搜索其上层作用域，一直到全局作用域。我们看一个简单的例子：

var v1 = 'v1';
	var f1 = function() {
console.log(v1); // 输出 v1
};
f1();
var f2 = function() {
	var v1 = 'local';
	console.log(v1); // 输出 local
};
f2();

以上示例十分明了，JavaScript 的函数定义是可以嵌套的，每一层是一个作用域，变量搜索顺序是从内到外。下面这个例子可能就有些令人困惑：

var scope = 'global';
var f = function() {
	console.log(scope); // 输出 undefined
	var scope = 'f';
}
f();

上面代码可能和你预想的不一样，没有输出 global，而是undefined，这是为什么呢？这是 JavaScript 的一个特性，按照作用域搜索顺序，在 console.log 函数访问 scope 变量时，JavaScript 会先搜索函数 f 的作用域，恰巧在 f 作用域里面搜索到 scope 变量，所以上层作用域中定义的 scope 就被屏蔽了，但执行到 console.log 语句时，scope 还没被定义，或者说初始化，所以得到的就是 undefined 值了。

我们还可以从另一个角度来理解：对于开发者来说，在访问未定义的变量或定义了但没有初始化的变量时，获得的值都是 undefined。于是我们可以认为，无论在函数内什么地方定义的变量，在一进入函数时就被定义了，但直到 var 所在的那一行它才被初始化，所以在这之前引用到的都是 undefined 值。（事实上，JavaScript 的内部实现并不是这样，未定义变量和值为 undefined 的变量还是有区别的。）

函数作用域的嵌套

接下来看一个稍微复杂的例子：

var f = function() {
	var scope = 'f0';
	(function() {
		var scope = 'f1';
		(function() {
			console.log(scope); // 输出 f1
		})();
	})();
};
f();

上面是一个函数作用域嵌套的例子，我们在最内层函数引用了 scope 变量，通过作用域搜索，找到了其父作用域中定义的 scope 变量。

有一点需要注意：函数作用域的嵌套关系是定义时决定的，而不是调用时决定的，也就是说，JavaScript 的作用域是静态作用域，又叫词法作用域，这是因为作用域的嵌套关系可以在语法分析时确定，而不必等到运行时确定。下面的例子说明了这一切：

var scope = 'top';
var f1 = function() {
	console.log(scope);
};
f1(); // 输出 top
var f2 = function() {
	var scope = 'f2';
	f1();
};
f2(); // 输出 top

这个例子中，通过 f2 调用的 f1 在查找 scope 定义时，找到的是父作用域中定义的 scope 变量，而不是 f2 中定义的 scope 变量。这说明了作用域的嵌套关系不是在调用时确定的，而是在定义时确定的。

A.1.2 全局作用域

在 JavaScript 中有一种特殊的对象称为 全局对象。这个对象在Node.js 对应的是 global对象，在浏览器中对应的是 window 对象。由于全局对象的所有属性在任何地方都是可见的，所以这个对象又称为 全局作用域。全局作用域中的变量不论在什么函数中都可以被直接引用，而不必通过全局对象。

满足以下条件的变量属于全局作用域：

 在最外层定义的变量；

 全局对象的属性；

 任何地方隐式定义的变量（未定义直接赋值的变量）。

需要格外注意的是第三点，在任何地方隐式定义的变量都会定义在全局作用域中，即不通过 var 声明直接赋值的变量。这一点经常被人遗忘，而模块化编程的一个重要原则就是避免使用全局变量，所以我们在任何地方都不应该隐式定义变量。