你不得不知道的js之作用域链与闭包

写在前面的话

• 关于js中，作用域链和闭包是避不开的两个知识点，今天本文就简单介绍了一下关于作用域链和闭包的相关知识，本文适合有一定的js基础的朋友们阅读，本文只是个人愚见，尚有诸多不足之处，请朋友们留言交流，谢谢！

作用域链和闭包

• 谈到作用域链和闭包，首先介绍一下作用域链吧，而谈到作用域链，我们还是先了解一下变量的作用域吧，要了解变量的作用域，还是先了解一下变量吧。

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变量

• 变量分为全局变量和局部变量，全局变量就是指该变量的作用域为当前文档，也就是说全局变量在当前文档的所有JavaScript脚本都可以访问到，都是有定义的。换言之，就是说全局变量能够被访问到的区域就是全局变量的作用域。

• 如下例子：

<script type="text/javascript">
    //定义了一个全局变量。那么这个变量在当前html页面的任何的JS脚本部分都可以访问到。
    var v = 20; 
    alert(v); //弹出：20
script>
<script type="text/javascript">
    //因为v是全局变量，所以这里仍然可以访问到。
    alert(v);  //弹出：20
script>

• 上面这个例子很容易理解，在来看看下面这个例子。

<script type="text/javascript">
    alert(a);
    var a = 20;
script>

• 这段代码并不会报错，而是输出undefined。这是为什么呢？

• 因为这是声明提前引起的。所有的全局变量的声明都会提前到JavaScript的前端声明，而且会早于其他一切代码。但是声明提前了，但是对全局变量的赋值的位置不会提前，赋值的位置仍然是原位置。将上面代码拆解如下：

<script type="text/javascript">
    var a; //声明提前
    alert(a);
    a = 20; //赋值仍然在原来的位置
script>

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• 而局部变量指的是在函数内部声明的变量，其中函数的形参变量也是局部变量。局部变量的作用域是该局部变量所在的整个函数内部，出了这个函数就不能访问了。

• 在全局变量中，会有声明提前，在局部变量中会有吗？答案是肯定的。如下例子：

<script type="text/javascript">
    function f(){
        alert(v);  //   弹出：undefined
        var v = "abc";  // 声明局部变量。局部变量也会声明提前到函数的最顶端。
        alert(v);   //  弹出：abc
    }
    alert(v);  //报错。因为变量v没有定义。 方法 f 的外部是不能访问方法内部的局部变量 v 的。
 script>

• 如上例子，局部变量的声明也会提前到该局部变量所在的函数的最顶端。

• 介绍了全局变量和局部变量，要是全局变量和局部变量重名怎么办？如下例子：

<script type="text/javascript">
    var m = 10;
    function f(){
        var m = 20;
        alert(window.m);  //访问同名的全局变量。其实这个时候相当于在访问window这个对象的属性。
    }
    f();  
script>

• 如上例子，如果局部变量和全局变量重名了，局部变量会覆盖全局变量，而我们想要在函数中访问同名的全局变量时，可以使用window.全局变量名。
  

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变量的作用域

• 如上所述，变量的作用域就是变量能被访问(能够起作用)的区域。但是要注意的是JavaScript中没有块级作用域，这是与其他强类型的语言不同的，不是大括号括起来的作用域就是块级作用域，因为根本没有块级作用域，所以大括号括起来的内部的变量也是全局变量。记住一点：函数内部的变量才是局部变量(包括形参)。

<script type="text/javascript">
  var m = 5;
  if(m == 5){
    var n = 10;
  }
  alert(n); //代码1
script>

• 如上例子，n一样可以正常输出10，因为没有块级作用域，大括号里面的变量也是全局变量，当然就可以正常访问了。
  

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作用域链

• 明白了以上的作用域的话，下面介绍一下作用域链。

• 我们码代码要有一个写代码的开发环境IDE，同样，我们的代码在执行过程中也需要一个执行环境，而每一个执行环境都有与之关联的变量对象。而我们的执行环境中所有的函数和变量都保存在这个变量对象中，但是我们没法访问这个对象。

• 在web浏览器中，全局执行环境是最外围的一个执行环境，该环境也被认为是window对象，因此全局执行环境的变量对象就是window对象。而对每个函数而言，都有自己的执行环境，也就是该函数的内部。每当执行一个函数，就会进入该函数的执行环境。

• 而作用域链是与执行环境相关的。在JavaScript中，“一切皆对象”，而函数的这个对象有一个内部属性[[scope]]，该内部属性指向了该函数的作用域链，而作用域链中存储了每个执行环境相关的变量对象。

• 每当创建（或声明）一个函数的时候，那么会创建这个函数的作用域链，而此时这个作用域链中只包含了一个变量对象(window)。如下例子和图示。

<script type="text/javascript">
    function sum(num1, num2){
        var sum = num1 + num2;
        return sum;
    }
script>

• 函数sum的作用域链示意图：
  

• 以上是在创建(或声明)一个函数时会创建一个作用域链，而当函数被调用时，也就是进入到一个新的执行环境的时候，此时这个执行环境也就会有一个新的变量对象被创建，而这个对象就会被存储在该函数的[[scope]]属性所指向的作用域链中，而之前的对象就被压在了新的变量对象的下边，这个可以类比栈，新的变量对象就放在了栈的最顶端，给最顶端的序号为0，向下以此类推，有点像倒金字塔模型。如下例子：

<script type="text/javascript">
    function sum(num1, num2){
        var sum = num1 + num2;
        return sum;
    }
    var sum = sum(3, 4);
script>

• 函数sum在被调用时的作用域链示意图：
  

• 如上图所示，当sum函数一执行，他的新的活动对象会被创建，该活动对象会处于作用域链的最顶端，序号为0（金字塔顶端/倒金字塔的底端）。

• 当以后我们需要查找变量的时候，就总是会沿着这个作用域链的顶端（序号0/栈顶）开始查找，一直到作用域链（栈底）的末端，直到找到为止。也就是说顶端的活动对象可以访问到其后面的参数。

<script type="text/javascript">
    var a = 8;
    function sum(num1, num2){
        var sum = num1 + num2;
        console.log(a);
        return sum;
    }
    var sum = sum(3, 4);
script>

• 如上例子，当执行sum函数时，要打印a个变量，此时会从作用域链的顶端(TOP)，也就是sum函数的活动对象开始查找，找不到就向作用域链的末端(BOTTOM)查找，直到找到为止。

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闭包

• 闭包，一句话简单概括就是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。话不多说，看一段例子就明白了。

<script type="text/javascript">
    function createSumFunction(num1, num2){
        return function () {
            return num1 + num2;
        };
    }
    var sumFun = createSumFunction(3, 4);
    var sum = sumFun();
    alert(sum); //输出7
script>

• 如上面的例子，createSumFunction函数返回了一个匿名函数，而在匿名函数中，使用了createSumFunction函数的局部变量，但是在createSumFunction函数执行结束之后，匿名函数仍然可以使用局部变量num1和num2，而这个匿名函数就是闭包。有人肯定也会问为什么可以该匿名函数还可以使用那些局部变量？大家别忘了上文说过的作用域链，由于匿名函数的活动对象此时处于作用域链的顶端，因此能够访问到处于作用域链后端的变量。

• 再看下面一个例子：

<script type="text/javascript">
    function outer () {
        var num = 5;
        //定义一个内部函数
        function inner () {
            //内部函数的返回值是外部函数的一个局部变量
            return num;
        }
        //把局部变量的值++
        num++;
        // 返回内部函数
        return inner;
    }
    var num = outer()();  // 6
    alert(num);  
script>

• 上面例子中，虽然函数inner声明在num++之前，但是声明了没有调用，在inner函数返回的时候，num已经是自增之后的值了。因此：闭包中使用的局部变量的值，一定是局部变量的最后的值。
  

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闭包的一些应用

• 因为闭包的存在，会给我们的应用中带来一些不必要的麻烦。比如下面的例子：

<body>
    <input type="button" value="按钮1"    >
    <input type="button" value="按钮2"    >
    <input type="button" value="按钮3"    >
    <script type="text/javascript">
        var btns = document.getElementsByTagName("input");
        for (var i = 0; i < 3; i++) {
            btns[i].onclick = function () {
                alert("我是第" + (i + 1) + "个按钮");
            };
        }
    script>
body> 

• 如上面的例子，在实际点击button的时候，弹出的都是”我是第4个按钮”，这又是为什么呢？还是因为闭包导致的，给onclick赋值的函数内部已经访问了另一个外部作用域的变量i，而闭包中使用的局部变量的值，一定是局部变量的最后的值。因此点击的时候，总是会读取i的最后一个值3，因此造成了每次点击都是“第4个按钮”。那遇到这种问题，我们又该如何避免呢？这里主要介绍一下两种方式供参考。

• 方式1：给每个按钮添加一个属性，来保存每次i的临时值。

<body>
    <input type="button" value="按钮1"    >
    <input type="button" value="按钮2"    >
    <input type="button" value="按钮3"    >
    <script type="text/javascript">
        var btns = document.getElementsByTagName("input");
        for (var i = 0; i < 3; i++) {
            //把i的值绑定到按钮的一个属性上，那么以后i的值就和index的值没有关系了。
            btns[i].index = i;
            btns[i].onclick = function () {
                alert("我是第" + (this.index + 1) + "个按钮");
            };
        }
    script>
body>

• 方式2：使用匿名函数的自执行

<body>
    <input type="button" value="按钮1"    >
    <input type="button" value="按钮2"    >
    <input type="button" value="按钮3"    >
    <script type="text/javascript">
        var btns = document.getElementsByTagName("input");
        for (var i = 0; i < 3; i++) {   
            //因为匿名函数已经执行了，所以会把 i 的值传入到num中，注意是i的值，所以num
            (function (num) {
                btns[i].onclick = function () {
                    alert("我是第" + (num + 1) + "个按钮");
                }
            })(i);
        }
    script>
body>

• 因为闭包的存在，也可以给我们带来一些便利，比如使用函数的自执行和闭包来封装对象。如下例子：

• 封装一个能够增删改查的对象

<script type="text/javascript">
    var person = (function () {
        //声明一个对象，增删改查均是针对这个对象
        var personInfo = {
            name : "李四",
            age : 20
        };
        //返回一个对象，这个对象中封装了一些对personInfor操作的方法
        return {
            //根据给定的属性获取这个属性的值
            getInfo : function (property) {
                return personInfo[property];
            },
            //修改一个属性值
            modifyInfo : function (property, newValue) {
                personInfo[property] = newValue;

            },
            //添加新的属性
            addInfo : function (property, value) {
                personInfo[property] = value;

            },
             //删除指定的属性
            delInfo : function (property) {
                delete personInfo[property];

            }
        }
    })();
    alert(person.getInfo("name"));
    person.addInfo("sex", "男");
    alert(person.getInfo("sex"));
script>

• 全文完