深入理解JavaScript作用域和作用域鏈

前言

JavaScript中有一個被稱爲作用域(Scope)的特性。雖然對於許多新手開發者來說，作用域的概念並不是很容易理解，本文我會盡我所能用最簡單的方式來解釋作用域和作用域鏈，希望大家有所收穫！

作用域(Scope)

1.什麼是作用域

作用域是在運行時代碼中的某些特定部分中變量，函數和對象的可訪問性。換句話說，作用域決定了代碼區塊中變量和其他資源的可見性。可能這兩句話並不好理解，我們先來看個例子：

function outFun2() {
    var inVariable = "內層變量2";
}
outFun2();//要先執行這個函數，否則根本不知道里面是啥
console.log(inVariable); // Uncaught ReferenceError: inVariable is not defined

從上面的例子可以體會到作用域的概念，變量inVariable在全局作用域沒有聲明，所以在全局作用域下取值會報錯。我們可以這樣理解：作用域就是一個獨立的地盤，讓變量不會外泄、暴露出去。也就是說作用域最大的用處就是隔離變量，不同作用域下同名變量不會有衝突。

ES6 之前 JavaScript 沒有塊級作用域,只有全局作用域和函數作用域。ES6的到來，爲我們提供了‘塊級作用域’,可通過新增命令let和const來體現。

2.全局作用域和函數作用域

在代碼中任何地方都能訪問到的對象擁有全局作用域，一般來說以下幾種情形擁有全局作用域：

最外層函數和在最外層函數外面定義的變量擁有全局作用域

var outVariable = "我是最外層變量"; //最外層變量
function outFun() { //最外層函數
    var inVariable = "內層變量";
    function innerFun() { //內層函數
        console.log(inVariable);
    }
    innerFun();
}
console.log(outVariable); //我是最外層變量
outFun(); //內層變量
console.log(inVariable); //inVariable is not defined
innerFun(); //innerFun is not defined

所有末定義直接賦值的變量自動聲明爲擁有全局作用域

function outFun2() {
    variable = "未定義直接賦值的變量";
    var inVariable2 = "內層變量2";
}
outFun2();//要先執行這個函數，否則根本不知道里面是啥
console.log(variable); //未定義直接賦值的變量
console.log(inVariable2); //inVariable2 is not defined

所有window對象的屬性擁有全局作用域

一般情況下，window對象的內置屬性都擁有全局作用域，例如window.name、window.location、window.top等等。

全局作用域有個弊端：如果我們寫了很多行 JS 代碼，變量定義都沒有用函數包括，那麼它們就全部都在全局作用域中。這樣就會污染全局命名空間, 容易引起命名衝突。

// 張三寫的代碼中
var data = {a: 100}

// 李四寫的代碼中
var data = {x: true}

這就是爲何 jQuery、Zepto 等庫的源碼，所有的代碼都會放在(function(){....})()中。因爲放在裏面的所有變量，都不會被外泄和暴露，不會污染到外面，不會對其他的庫或者 JS 腳本造成影響。這是函數作用域的一個體現。

函數作用域,是指聲明在函數內部的變量，和全局作用域相反，局部作用域一般只在固定的代碼片段內可訪問到，最常見的例如函數內部。

function doSomething(){
    var blogName="浪裏行舟";
    function innerSay(){
        alert(blogName);
    }
    innerSay();
}
alert(blogName); //腳本錯誤
innerSay(); //腳本錯誤

作用域是分層的，內層作用域可以訪問外層作用域的變量，反之則不行。我們看個例子，用泡泡來比喻作用域可能好理解一點：

最後輸出的結果爲 2, 4, 12

泡泡1是全局作用域，有標識符foo；
泡泡2是作用域foo，有標識符a,bar,b；
泡泡3是作用域bar，僅有標識符c。

值得注意的是：塊語句（大括號“｛｝”中間的語句），如 if 和 switch 條件語句或 for 和 while 循環語句，不像函數，它們不會創建一個新的作用域。在塊語句中定義的變量將保留在它們已經存在的作用域中。

if (true) {
    // 'if' 條件語句塊不會創建一個新的作用域
    var name = 'Hammad'; // name 依然在全局作用域中
}
console.log(name); // logs 'Hammad'

JS 的初學者經常需要花點時間才能習慣變量提升，而如果不理解這種特有行爲，就可能導致
bug 。正因爲如此， ES6 引入了塊級作用域，讓變量的生命週期更加可控。

3.塊級作用域

塊級作用域可通過新增命令let和const聲明，所聲明的變量在指定塊的作用域外無法被訪問。塊級作用域在如下情況被創建：

在一個函數內部
在一個代碼塊（由一對花括號包裹）內部

let 聲明的語法與 var 的語法一致。你基本上可以用 let 來代替 var 進行變量聲明，但會將變量的作用域限制在當前代碼塊中。塊級作用域有以下幾個特點：

聲明變量不會提升到代碼塊頂部

let/const 聲明並不會被提升到當前代碼塊的頂部，因此你需要手動將 let/const 聲明放置到頂部，以便讓變量在整個代碼塊內部可用。

function getValue(condition) {
if (condition) {
let value = "blue";
return value;
} else {
// value 在此處不可用
return null;
}
// value 在此處不可用
}

禁止重複聲明

如果一個標識符已經在代碼塊內部被定義，那麼在此代碼塊內使用同一個標識符進行 let 聲明就會導致拋出錯誤。例如：

var count = 30;
let count = 40; // Uncaught SyntaxError: Identifier 'count' has already been declared

在本例中， count 變量被聲明瞭兩次：一次使用 var ，另一次使用 let 。因爲 let 不能在同一作用域內重複聲明一個已有標識符，此處的 let 聲明就會拋出錯誤。但如果在嵌套的作用域內使用 let 聲明一個同名的新變量，則不會拋出錯誤。

var count = 30;
// 不會拋出錯誤
if (condition) {
let count = 40;
// 其他代碼
}

循環中的綁定塊作用域的妙用

開發者可能最希望實現for循環的塊級作用域了，因爲可以把聲明的計數器變量限制在循環內，例如：

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  // ...
}
console.log(i);
// ReferenceError: i is not defined

上面代碼中，計數器i只在for循環體內有效，在循環體外引用就會報錯。

var a = [];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 10

上面代碼中，變量i是var命令聲明的，在全局範圍內都有效，所以全局只有一個變量i。每一次循環，變量i的值都會發生改變，而循環內被賦給數組a的函數內部的console.log(i)，裏面的i指向的就是全局的i。也就是說，所有數組a的成員裏面的i，指向的都是同一個i，導致運行時輸出的是最後一輪的i的值，也就是 10。

如果使用let，聲明的變量僅在塊級作用域內有效，最後輸出的是 6。

var a = [];
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 6

上面代碼中，變量i是let聲明的，當前的i只在本輪循環有效，所以每一次循環的i其實都是一個新的變量，所以最後輸出的是6。你可能會問，如果每一輪循環的變量i都是重新聲明的，那它怎麼知道上一輪循環的值，從而計算出本輪循環的值？這是因爲 JavaScript 引擎內部會記住上一輪循環的值，初始化本輪的變量i時，就在上一輪循環的基礎上進行計算。

另外，for循環還有一個特別之處，就是設置循環變量的那部分是一個父作用域，而循環體內部是一個單獨的子作用域。

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  let i = 'abc';
  console.log(i);
}
// abc
// abc
// abc

上面代碼正確運行，輸出了 3 次abc。這表明函數內部的變量i與循環變量i不在同一個作用域，有各自單獨的作用域。

作用域鏈

1.什麼是自由變量

首先認識一下什麼叫做 自由變量 。如下代碼中，console.log(a)要得到a變量，但是在當前的作用域中沒有定義a（可對比一下b）。當前作用域沒有定義的變量，這成爲自由變量。自由變量的值如何得到 —— 向父級作用域尋找（注意：這種說法並不嚴謹，下文會重點解釋）。

var a = 100
function fn() {
    var b = 200
    console.log(a) // 這裏的a在這裏就是一個自由變量
    console.log(b)
}
fn()

2.什麼是作用域鏈

如果父級也沒呢？再一層一層向上尋找，直到找到全局作用域還是沒找到，就宣佈放棄。這種一層一層的關係，就是作用域鏈。

var a = 100
function F1() {
    var b = 200
    function F2() {
        var c = 300
        console.log(a) // 自由變量，順作用域鏈向父作用域找
        console.log(b) // 自由變量，順作用域鏈向父作用域找
        console.log(c) // 本作用域的變量
    }
    F2()
}
F1()

3.關於自由變量的取值

關於自由變量的值，上文提到要到父作用域中取，其實有時候這種解釋會產生歧義。

var x = 10
function fn() {
  console.log(x)
}
function show(f) {
  var x = 20
  (function() {
    f() //10，而不是20
  })()
}
show(fn)

在fn函數中，取自由變量x的值時，要到哪個作用域中取？——要到創建fn函數的那個作用域中取，無論fn函數將在哪裏調用。

所以，不要在用以上說法了。相比而言，用這句話描述會更加貼切:要到創建這個函數的那個域”。
作用域中取值,這裏強調的是“創建”，而不是“調用”，切記切記——其實這就是所謂的"靜態作用域"

var a = 10
function fn() {
  var b = 20
  function bar() {
    console.log(a + b) //30
  }
  return bar
}
var x = fn(),
  b = 200
x() //bar()

fn()返回的是bar函數，賦值給x。執行x()，即執行bar函數代碼。取b的值時，直接在fn作用域取出。取a的值時，試圖在fn作用域取，但是取不到，只能轉向創建fn的那個作用域中去查找，結果找到了,所以最後的結果是30

作用域與執行上下文

許多開發人員經常混淆作用域和執行上下文的概念，誤認爲它們是相同的概念，但事實並非如此。

我們知道JavaScript屬於解釋型語言，JavaScript的執行分爲：解釋和執行兩個階段,這兩個階段所做的事並不一樣：

解釋階段：

詞法分析
語法分析
作用域規則確定

執行階段：

創建執行上下文
執行函數代碼
垃圾回收

JavaScript解釋階段便會確定作用域規則，因此作用域在函數定義時就已經確定了，而不是在函數調用時確定，但是執行上下文是函數執行之前創建的。執行上下文最明顯的就是this的指向是執行時確定的。而作用域訪問的變量是編寫代碼的結構確定的。

作用域和執行上下文之間最大的區別是：
執行上下文在運行時確定，隨時可能改變；作用域在定義時就確定，並且不會改變。

一個作用域下可能包含若干個上下文環境。有可能從來沒有過上下文環境（函數從來就沒有被調用過）；有可能有過，現在函數被調用完畢後，上下文環境被銷燬了；有可能同時存在一個或多個（閉包）。同一個作用域下，不同的調用會產生不同的執行上下文環境，繼而產生不同的變量的值。

深入理解JavaScript作用域和作用域鏈

前言

作用域(Scope)

1.什麼是作用域

2.全局作用域和函數作用域

3.塊級作用域

作用域鏈

1.什麼是自由變量

2.什麼是作用域鏈

3.關於自由變量的取值

作用域與執行上下文

解釋階段：

執行階段：

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