Javascript作用域原理

 

 

声明：本文为转载

原文作者: laruence(http://www.laruence.com)

原文地址: http://www.laruence.com/2009/05/28/863.html

 

 

 

首先看一个例子:

 

var name = 'laruence';
function echo() {
     alert(name);
     var name = 'eve';
     alert(name);
     alert(age);
}
echo(); 

 运行结果是什么呢?

 

上面的问题, 我相信会有很多人会认为是:

 

laruence
eve
[脚本出错]  

因为会以为在echo中, 第一次alert的时候, 会取到全局变量name的值, 而第二次值被局部变量name覆盖, 所以第二次alert是’eve’. 而age属性没有定义, 所以脚本会出错.

 

但其实, 运行结果应该是:

 

 

undefined
eve
[脚本出错]

 

 

为什么呢?

 

JavaScript的作用域链

 

首先让让我们来看看Javasript(简称JS, 不完全代表JScript)的作用域的原理: JS权威指南中有一句很精辟的描述:　”JavaScript中的函数运行在它们被定义的作用域里,而不是它们被执行的作用域里.”　

 

为了接下来的知识, 你能顺利理解, 我再提醒一下, 在JS中:”一切皆是对象, 函数也是”.

 

在JS中，作用域的概念和其他语言差不多， 在每次调用一个函数的时候 ，就会进入一个函数内的作用域，当从函数返回以后，就返回调用前的作用域.

 

JS的语法风格和C/C++类似, 但作用域的实现却和C/C++不同，并非用“堆栈”方式，而是使用列表，具体过程如下(ECMA262中所述):

任何执行上下文时刻的作用域, 都是由作用域链(scope chain, 后面介绍)来实现.

在一个函数被定义（注意不是运行）的时候, 会将它定义时刻的scope chain链接到这个函数对象的[[scope]]属性.

在一个函数对象被调用的时候，会创建一个活动对象(也就是一个对象), 然后对于每一个函数的形参，都命名为该活动对象的命名属性, 然后将这个活动对象做为此时的作用域链(scope chain)最前端, 并将这个函数对象的[[scope]]加入到scope chain中.

 

看个例子:

 

     var func = function(lps, rps){
          var name = 'laruence';
          ........
     }
     func(); 

 在执行func的定义语句的时候, 会创建一个这个函数对象的[[scope]]属性(内部属性,只有JS引擎可以访问, 但FireFox的几个引擎(SpiderMonkey和Rhino)提供了私有属性__parent__来访问它), 并将这个[[scope]]属性, 链接到定义它的作用域链上(后面会详细介绍), 此时因为func定义在全局环境, 所以此时的[[scope]]只是指向全局活动对象window active object.

 

//下面这段话非常的重要

在调用func的时候, 会创建一个活动对象(假设为aObj, 由JS引擎预编译时刻创建, 后面会介绍)，并创建arguments属性, 然后会给这个对象添加俩个命名属性aObj.lps, aObj.rps; 对于每一个在这个函数中申明的局部变量和函数定义, 都作为该活动对象的同名命名属性.

 

然后将调用参数赋值给形参数，对于缺少调用参数的形参，赋值为undefined。

 

然后将这个活动对象做为scope chain的最前端, 并将func的[[scope]]（定义时候确定）属性所指向的,定义func时候的顶级活动对象, 加入到scope chain.

 

有了上面的作用域链, 在发生标识符解析的时候, 就会从前往后查找当前scope chain列表的每一个活动对象的属性，如果找到同名的就返回。找不到，那就是这个标识符没有被定义。

 

注意到, 因为函数对象的[[scope]]属性是在定义一个函数的时候决定的, 而非调用的时候, 所以如下面的例子:

    var name = 'laruence';
     function echo() {
          alert(name);
     }
     function env() {
          var name = 'eve';
          echo();
     }
     env();   

 运行结果是:

 

laruence 

 结合上面的知识, 我们来看看下面这个例子:

 

function factory() {
     var name = 'laruence';
     var intro = function(){
          alert('I am ' + name);
     }//执行factory函数执行到这一行结束时，intro已经是一个函数，拥有prototype属性，但是不能创建对象，因为函数匿名
     return intro;
}
function app(para){
     var name = para;
     var func = factory();
     func();
}
app('eve'); 

 当调用app的时候, scope chain是由: {window活动对象(全局)}->{app的活动对象} 组成.

 

在刚进入app函数体时(即将要执行函数体代码的时候，但此时并未执行函数体内代码), app的活动对象有一个arguments属性, 俩个值为undefined的属性: name和func. 和一个值为’eve’的属性para;

 

此时的scope chain如下:

 

[[scope chain]] = [
  {//函数调用时的插入前端的scope chain
     para : 'eve',
     name : undefined,
     func : undefined,
     arguments : []
  }, 
  {//函数app定义时的scrope chain
     window call object
  }
] 

 当调用进入factory的函数体的时候, 此时的factory的scope chain为:

 

[[scope chain]] = [
  {
     name : undefined,
     intor : undefined,arguments:[]
  },
  {
     window call object
  }
] 

 注意到, 此时的作用域链中, 并不包含app的活动对象.

 

在定义intro函数的时候, intro函数的[[scope]]为:

 

[[scope chain]] = [
  {//函数
     name : 'laruence',
     intro: undefined
  },
  {
     window call object
  }
] 

 从factory函数返回以后,在app体内调用intro的时候, 发生了标识符解析, 而此时的sope chain是:

 

[[scope chain]] = [
  {
     intro call object
  },
  {
     name : 'laruence',
     intro: undefined
  },
  {
     window call object
  }
] 

 因为scope chain中,并不包含factory活动对象. 所以, name标识符解析的结果应该是factory活动对象中的name属性, 也就是’laruence’.

 

所以运行结果是:

 

I am laruence 

 现在, 大家对”JavaScript中的函数运行在它们被定义的作用域里,而不是它们被执行的作用域里.”这句话, 应该有了个全面的认识了吧?

 

Javascript的预编译

 

我们都知道,JS是一种脚本语言, JS的执行过程, 是一种翻译执行的过程.

那么JS的执行中, 有没有类似编译的过程呢?

 

首先, 我们来看一个例子:

 

     <script>
     alert(typeof eve); //function
          function eve() {
               alert('I am Laruence');
          };
     </script> 

 诶? 在alert的时候, eve不是应该还是未定义的么? 怎么eve的类型还是function呢?

 

恩, 对, 在JS中, 是有预编译的过程的, JS在执行每一段JS代码之前, 都会首先处理var关键字和function定义式(函数定义式和函数表达式).

如上文所说, 在调用函数执行之前, 会首先创建一个活动对象, 然后搜寻这个函数中的局部变量定义,和函数定义, 将变量名和函数名都做为这个活动对象的同名属性, 对于局部变量定义,变量的值会在真正执行的时候才计算, 此时只是简单的赋为undefined.

 

而对于函数的定义,是一个要注意的地方:

这就是函数定义式和函数表达式的不同, 对于函数定义式, 会将函数定义提前. 而函数表达式, 会在执行过程中才计算. 请看以下代码：

<script>
     alert(fun2); //结果:undefined
     alert(typeof fun1); //结果:function
     alert(typeof fun2); //结果:undefined
     function fun1() { //函数定义式
          alert('I am Laruence');
     };
     var fun2 = function fun3() { //函数表达式
     }
	/*
	这种方式和下面方式都等效，但是这两种方式会导致fun2.prototype不一样前者为fun3后者为Object
	var fun2 = function (){
	}
	*/
	
	 
     alert(typeof fun2); //结果:function
     alert(typeof fun3); //结果:undefined
	 
     alert(fun3); //结果:js出错，该语句等效于alert(window.fun3.toString()); window.fun3为undefined，调用方法toString的时候出错。
	 
     alert(fun4); //结果:js出错，注意和alert(fun2)的区别，alert(fun2)是输出：undefined
	 
</script>

 等号右边的是函数定义式，只有在函数执行的时候才会计算scope chain等。例如fun3只有执行的时候才能见到自己，请看以下代码。

 

 

<script>
     var fun2 = function fun3(n) { //函数表达式
	 	if( n < 1) return;
		else{
			alert(n);
			fun3(n-1)
		}
     }
	 fun2(3);
	 alert(fun3);//脚本出错
</script>

 

 

 

说到这里, 顺便说一个问题 :

     不使用var关键字定义的变量, 相当于是全局变量，（在所有函数外使用var定义的变量也是全局变量，请参考以下代码）

var v1 = 'v1';//window.v1 = 'v1';
v2 = 'v2'; //window.v2 = 'v2';

function fun(){
	var v3 = 'v3'
	v4 = 'v4';
}
//window.v3 = 'undefined';
//window.v4 = 'undefined';
fun();

//window.v3 = 'undefined';
//window.v4 = 'v4';

 

 

现在, 也许你注意到了我刚才说的: JS在执行每一段JS代码..

对, 让我们看看下面的例子:

 

<script>
     alert(typeof eve); //结果:undefined
</script>
<script>
     function eve() {
          alert('I am Laruence');
     }
</script> 

 明白了么? 也就是JS的预编译是以段为处理单元的…

 

揭开谜底

 

现在让我们回到我们的第一个问题:

 

当echo函数被调用的时候, echo的活动对象已经被预编译过程创建, 此时echo的活动对象为:

 

[callObj] = {
  name : undefined
} 

 当第一次alert的时候, 发生了标识符解析, 在echo的活动对象中找到了name属性, 所以这个name属性, 完全的遮挡了全局活动对象中的name属性.

 

var name = 'laruence';
function echo() {
     alert(name);//如果把后面的代码去掉，输出为：laruence
     var name = 'eve';
     alert(name);
     alert(age);
}
echo();	 

 

现在你明白了吧?