JavaScript作用域,自由变量,执行上下文环境,以及执行上文栈

1.作用域链

作用域是针对变量的,比如我们创建了一个函数,函数里面又包含了一个函数,那么现在就有三个作用域

全局作用域==>函数1作用域==>函数2作用域

作用域的特点就是,先在自己的变量范围中查找,如果找不到,就会沿着作用域往上找。

2.原型链

原型链是针对构造函数的,比如我先创建了一个函数,然后通过一个变量new了这个函数,那么这个被new出来的函数就会继承创建出来的那个函数的属性,然后如果我访问new出来的这个函数的某个属性,但是我并没有在这个new出来的函数中定义这个变量,那么它就会往上(向创建出它的函数中)查找,这个查找的过程就叫做原型链。

Object ==> 构造函数1 ==> 构造函数2

  就和css中的继承一样,如果自身没有定义就会继承父元素的样式。

自由变量:在当前作用域中存在但未在当前作用域中声明的变量叫自由变量

【执行环境】

  执行环境(execution context),有时也称为执行上下文、执行上下文环境或环境,定义了变量或函数有权访问的其他数据。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object),环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中

  一定要区分执行环境和变量对象。执行环境会随着函数的调用和返回,不断的重建和销毁。但变量对象在有变量引用(如闭包)的情况下,将留在内存中不被销毁

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  这是例子中的代码执行到第15行时fn(0)函数的执行环境,执行环境里的变量对象保存了fn()函数作用域内所有的变量和函数的值

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【执行流】

  代码的执行顺序叫做执行流,程序源代码并不是按照代码的书写顺序一行一行往下执行,而是和函数的调用顺序有关

  例子中的执行流是第1行 -> 第2行 -> 第4行 -> 第15行 -> 第5行 -> 第7行

-> 第12行 -> 第8行 -> 第9行 -> 第10行 -> 第11行 -> 第13行 ->

第8行 -> 第9行 -> 第10行 -> 第11行 -> 第14行

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[注意]在程序代码执行之前存在着编译和声明提升(hoisting)的过程,本例中假设代码是已经经过声明提升过程之后的代码

【执行环境栈】

  执行环境栈类似于作用域链,有序地保存着当前程序中存在的执行环境。当执行流进入一个函数时,函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后,栈将其环境弹出,把控制权返回给之前的执行环境。javascript程序中的执行流正是由这个机制控制着

  在例子中,当执行流进入bar(20)函数时,当前程序的执行环境栈如下图所示,其中黄色的bar(20)执行环境表示当前程序正处此执行环境中

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  当bar(20)函数执行完成后,当前程序的执行环境栈如下图所示,bar(20)函数的执行环境被销毁,等待垃圾回收,控制权交还给黄色背景的fn(0)执行环境

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说明

  下面按照代码执行流的顺序对该图示进行详细说明

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【1】代码执行流进入全局执行环境,并对全局执行环境中的代码进入声明提升(hoisting)

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【2】执行流执行第1行代码var a = 1;,对a进行LHS查询,给a赋值1;执行流执行第2行代码var b = 2;,对b进行LHS查询,给b赋值2

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【3】执行流执行第15行代码fn(0);,调用fn(0)函数,此时执行流进入fn(0)函数执行环境中,对该执行环境中的代码进行声明提升过程,并将实参0赋值给形参x中。此时执行环境栈中存在两个执行环境,fn(0)函数为当前执行流所在执行环境

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【4】执行流执行第5行代码var a = 10;,对a进行LHS查询,给a赋值10

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【5】执行流执行第12行代码bar(20);,调用bar(20)函数,此时执行流进入bar(20)函数执行环境中,对该执行环境中的代码进行声明提升过程,并将实参20赋值给形参x中。此时执行环境栈中存在三个执行环境,bar(20)函数为当前执行流所在执行环境

在声明提升的过程中,由于b是个自由变量,需要通过bar()函数的作用域链bar() -> fn() -> 全局作用域进行查找,最终在全局作用域中也就是代码第2行找到var b = 2;,然后在全局执行环境中找到b的值是2,所以给b赋值2

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【6】执行流执行第8行代码var a = 100;,给a赋值100;执行流执行第9行b = x + a;,对x进行RHS查询,找到x的值是20,对a进行RHS查询,找到a的值是100,所以通过计算b的值是120,给b赋值120;执行第10行代码return b;,对b进行RHS查询,找到b的值是120,所以函数返回值为120

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  【7】执行流执行完第10行代码后,bar(20)的执行环境被弹出执行环境栈,并被销毁,等待垃圾回收,控制权交还给fn(0)函数的执行环境

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【8】执行流执行第13行代码bar(200);,调用bar(200)函数,此时执行流进入bar(200)函数执行环境中,对该执行环境中的代码进行声明提升过程,并将实参200赋值给形参x中。此时执行环境栈中存在三个执行环境,bar(200)函数为当前执行流所在执行环境

与第5步相同,在声明提升的过程中,由于b是个自由变量,需要通过bar()函数的作用域链bar() -> fn() -> 全局作用域进行查找,最终在全局作用域中也就是代码第2行找到更新后的var b = 120,然后在全局执行环境中找到b的值是120,所以给b赋值120

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【9】与第6步相同,执行流执行第8行代码var a = 100;,给a赋值100;执行流执行第9行b = x + a;,对x进行RHS查询,找到x的值是200,对a进行RHS查询,找到a的值是100,所以通过计算b的值是300,给b赋值300;执行第10行代码return b;,对b进行RHS查询,找到b的值是300,所以函数返回值为300

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  【10】执行流执行完第10行代码后,bar(200)的执行环境被弹出执行环境栈,并被销毁,等待垃圾回收,控制权交还给fn(0)函数的执行环境

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【11】执行流执行第14行代码},fn(0)的执行环境被弹出执行环境栈,并被销毁,等待垃圾回收,控制权交还给全局执行环境

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  【12】当页面关闭时,全局执行环境被销毁,页面再无执行环境

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总结

【1】javascript使用的是词法作用域(另外一个为动态作用域)。对于函数来说,词法作用域是在函数定义时就已经确定了,与函数是否被调用无关。通过作用域,可以知道作用域范围内的变量和函数有哪些,却不知道变量的值是什么。所以作用域是静态的

[注意]通过eval()函数和with语句可以对作用域进行动态修改

  【2】对于函数来说,执行环境是在函数调用时确定的,执行环境包含作用域内所有变量和函数的值。在同一作用域下,不同的调用(如传递不同的参数)会产生不同的执行环境,从而产生不同的变量的值。所以执行环境是动态的

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