转自:http://ued.sohu.com/article/204
关于js的作用域链,早有耳闻,也曾看过几篇介绍性的博文,但一直都理解的模棱两可。近日又精心翻看了一下《悟透Javascript》这本书,觉得写得太深刻,在“代码的时空”一节里有一段介绍作用域链的地方寥寥数语,回味无穷(其实还是理解的模棱两可^_^)。现在整理下自己的读书笔记,顺便借鉴网上资源,写下来。
一、从一个简单的问题说起
下面的js代码在页面中运行显示什么结果:
JavaScript代码

1. var arg = 1;
2. function fucTest(arg) {
3.     alert(arg);
4.     var arg = 2;
5.     //alert(arg);
6. }
7. fucTest(10);

您的答案是什么?没错,就是弹出10。我的理解是这样的,funTest函数有一个形参arg,funTest函数传入实参10,alert方法把 10弹出就是了,囧。
好,问题又来了:
JavaScript代码

1. var arg = 1;
2. function funcTest() {
3.     alert(arg);
4.     var arg = 2;
5. }
6. arg = 10;
7. funcTest();

答案是什么?如果是5年前的我,肯定不会再往下想了,还是10!这么简单的问题还用想什么呀?我的理解是这样的:funTest函数是一个无参数的函数,函数内部通过alert方法,调用外部(全局)的变量arg,在函数执行前,arg赋值为10,弹出arg值后改变arg值为2,所以弹出值为 10。
真的是10吗?是还是不是?
测试的结果:弹出“undefined”,瀑布汗.
二、理解作用域链,从javascript运行机制说起
1、js的运行顺序
如果一个文档流中包含多个script代码段(用script标签分隔的js代码或引入的js文件),它们的运行顺序是:
步骤1. 读入第一个代码段(js执行引擎并非一行一行地执行程序,而是一段一段地分析执行的)
步骤2. 做语法分析,有错则报语法错误(比如括号不匹配等),并跳转到步骤5
步骤3. 对var变量和function定义做“预解析”(永远不会报错的,因为只解析正确的声明)
步骤4. 执行代码段,有错则报错(比如变量未定义)
步骤5. 如果还有下一个代码段,则读入下一个代码段,重复步骤2
步骤6. 结束
上面的分析已经足够清楚,步骤二、三和步骤四里的红色字体可能是我们新手理解上的一个盲点,尤其是步骤三的“预解析”,如果不清楚什么叫预解析,总觉得不踏实。而步骤四的“有错则报错”也是经常碰到的。举例来说:
JavaScript代码

1. function funcTest() {
2.     alert(arg);
3.     var arg = 2;
4. }
5. funcTest();

上面这段代码执行时,弹出“undefined”,也就是说arg没有定义,js的变量不是不用定义也可以吗?
2、语法分析和“预解析”
(1)、从解释型语言的编译过程说起
众所周知,javascript是解释型语言,它不同于c#和java等编译型语言。对于传统编译型语言来说,编译步骤分为:词法分析、语法分析、语义检查、代码优化和字节生成;但对于解释型语言来说,通过词法分析和语法分析得到语法树后,就可以开始解释执行了。
a、词法分析
简单地说,词法分析是将字符流(char stream)转换为记号流(token stream)。
但是这个转换过程并不是可以用一句话就可以概括的那么简单,我们可以试着用伪代码理解一段简单的程序:

代码var result=x-y;的转换大致可以表示如下:

NAME “result”
EQUALS
NAME “x”
MINUS
NAME “y”
SEMICOLON

b、语法分析
简单地说,语法分析就是为了构造合法的语法分析树,而语法分析树可以直观地表示出推导的过程。
那么什么是语法分析树?简单地说,就是程序推导过程的描述。但是到底什么是语法树,请参考专业文章,本篇略过。
c、其他
通过语法分析,构造出语法分析树后,接下来还可能需要进一步的语义检查。对于传统强类型语言来说,语义检查的主要部分是类型检查,比如函数的实参和形参类型是否匹配等等。
结论:通过上面的分析可以看出,对于javascript引擎来说,肯定有词法分析和语法分析,之后可能还有语义检查、代码优化等步骤,等这些编译步骤完成之后(任何语言都有编译过程,只是解释型语言没有编译成二进制代码),才会开始执行代码。
(2)、执行过程
a、javascript的作用域机制
通过编译,javascript代码已经翻译成了语法树,然后会立刻按照语法树执行。
进一步的执行过程,需要理解javascript的作用域机制:词法作用域(lexcical scope)。通俗地讲,就是javascript变量的作用域是在定义时决定而不是执行时决定,也就是说词法作用域取决于源码,编译器通过静态分析就能确定,因此词法作用域也叫做静态作用域(static scope)。但需要注意,with和eval的语义无法仅通过静态技术实现,所以只能说javascript的作用域机制非常接近词法作用域(lexical scope).
javascript引擎在执行每个函数实例时,都会创建一个执行环境(execution context)。执行环境中包含一个调用对象(call object), 调用对象是一个scriptObject结构(scriptObject是与函数相关的一套静态系统,与函数实例的生命周期保持一致),用来保存内部变量表varDecls、内嵌函数表funDecls、父级引用列表upvalue等语法分析结构(注意varDecls和 funDecls等信息是在语法分析阶段就已经得到,并保存在语法树中。函数实例执行时,会将这些信息从语法树复制到scriptObject上)。
b、javascript作用域机制的实现方法
词法作用域(lexical scope)是javascript的作用域机制,还需要理解它的实现方法,就是作用域链(scope chain)。作用域链是一个name lookup机制,首先在当前执行环境的scriptObject中寻找,没找到,则顺着upvalue到父scriptObject中寻找,一直 lookup到全局调用对象(global object)。
现在回过头来分析第二个问题:
JavaScript代码

1. var arg = 1;
2. function funcTest() {
3.     alert(arg);
4.     var arg = 2;
5. }
6. arg = 10;
7. funcTest();

在执行funcTest函数时,也即进入了funcTest对应的作用域,js引擎在执行时,当遇到对变量名或者函数名的使用时,会首先在当前作用域(也即funcTest对应的作用域)查找变量或者函数(显然,arg变量在funcTest对应的作用域里被定义为var arg=2 所以alert方法的参数采用的是当前作用域的arg,但是因为arg被定义在alert方法后,所以arg变量默认值为undefined)。当然,如果没有找到就到上层作用域查找,依此类推(作用域范围可以持续到javascript运行环境的根:window对象)。
最后,让你看的更清楚,上面的代码其实可以等价于:

JavaScript代码

1. var arg = 1;
2. function funcTest() {
3.     var arg; //默认值undefined
4.     alert(arg);
5.     arg = 2;
6. }
7. arg = 10;
8. funcTest();

c、闭包(closure)
当一个函数实例执行时,会创建或关联到一个闭包。 (关于闭包,打算另写一篇学习笔记)
scriptObject用来静态保存与函数相关的变量表,闭包则在执行期动态保存这些变量表及其运行值;
闭包的生命周期有可能比函数实例长。函数实例在活动引用为空后会自动销毁;
闭包则要等要数据引用为空后,由javascript引擎回收(有些情况下不会自动回收,就导致了内存泄漏)。
ps:关于“执行过程”这一段比较拗口,名词很多,不过别被它们吓住,一旦理解了执行环境(execution context)、调用对象(call object)、词法作用域(lexical scope)、作用域链(scope chain)、闭包(closure)等这些概念,javascript的很多现象都能迎刃而解。

JavaScript 中的作用域链Scope Chain

<script type=”text/javascript”>

/*
作用域链(Scope Chain)
JavaScript中的一种重要机制,JS中所有的标识符(Identifier)都是通过Scope Chain来查找值的。
*/

var i = “w i”;

/*
词法作用域(Lexical Scoping)
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.

这个作用域我们称之为[[scope]]
非内嵌函数的[[scope]]都是宿主对象,不同的宿主会有不同的内容
*/
var a =function(){
alert(i);
}

var b = function(){
var i = “b i”;
a();
}

var c = function(){
a();
}

a();
/*
函数在运行的时候,会先创建一个call Object,
将函数的形参、变量和函数声明的结果都添加到call Object作为属性;
把call Object添加到该函数的作用域链的最前面;
然后,再将函数定义时的[[scope]]添加到它的作用域链中;

函数体内的标识符查找
先从Scope Chain中第一个对象找,存在则返回,否则
继续查找下一个对象,存在则返回,否则(重复此步骤)
最后找不到则返回undefined
*/

b();
c();

/*
JavaScript中的scope Chain的机制使得闭包得以实现
*/
var d = function(){
var i = “d i”;
var e = function(){
alert(i);
}
return e;
}

var f = d();
f();
/*
f是function e的引用
call Object部分:没有形参、变量声明和内部函数;
[[scope]]部分:e定义在函数d体内,e的[[scope]]中可以访问到d,i,e,然后d也会有一个[[scope]],又可以接着往上访问,这样,便形成一条链
*/

</script>
具名函数表达式与匿名函数表达式和函数申明的区别

<script type=”text/javascript”>

/*
具名函数表达式与匿名函数表达式和函数申明的区别
winter:
正常的函数定义时是直接把[[scope]]设为定义时的scope chain
但是具名函数表达式是先给scope chain加入一个new Object
之后再将[[scope]]设为新的scope chain
设完后再将[[scope]]还原到正常函数定义时的[[scope]]
等于是在正常函数定义时的[[scope]]添加了一个new Object到最前面

在不同浏览器中对具名函数表达式的处理方式都太一样,都没太按ECMAScript中的规定去实现
ECMAScript中关于具名函数表达式实现的规定大致如下:
1、创建一个new Object
2、将这个new Object插入到scope chain
3、创建一个new Function,将scope chain设为[[scope]]
4、为new Object添加一个属性,function name:function body(readOnly、don’t Delete)
5、移除new Object
6、返回Function
*/

var test=”wrong”

Object.prototype.test=”right”;

var f = function(){
alert(test);
}
f();
/*
正常函数申明运行时的作用域链
call Object
[[scope]]
*/

var f1 = function f0(){
alert(test);
}
f1();
/*
具名函数表达式运行时的作用域链
call Object
new Object
[[scope]]
*/

</script>

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