关于前端:深入理解JavaScript词法环境

前言

在说一个概念前，咱们须要确定它的前提，此文以 ECMAScript5 为根底撰写

一句话解释

词法环境就是在 JavaScript 代码编译阶段记录变量申明、函数申明、函数申明的形参的合集

JavaScript 的编译过程

在介绍词法环境前，咱们先看下在 V8 里 JavaScript 的编译执行过程，大抵分为三个阶段

第一步：V8 引擎刚拿到 执行上下文 的时候，会把代码从上到下一行一行的先做分词 / 词法剖析(Tokenizing/Lexing)。分词是指：比方 var a = 2; 这段代码，会被分词为：var a 2 和;这样的原子符号(atomic token)；词法剖析是指：注销变量申明、函数申明、函数申明的形参

第二步：在分词完结当前，会做代码解析，引擎将 token 解析翻译成一个 AST(形象语法树)，在这一步的时候，如果发现语法错误，就会间接报错不会再往下执行

第三步：引擎生成 CPU 能够执行的机器码

在第一步里有个词法剖析，它用来注销变量申明、函数申明、函数申明的形参，后续代码执行的时候就晓得去哪里拿变量的值和函数了，这个注销的中央就是Lexical Environment(词法环境)

——深刻了解 JavaScript- 词法环境

总结一下：引擎会在解释 JavaScript 代码之前首先对其进行编译。编译器的一部分工作就是找到所有的申明，并用适合的作用域将它们关联起来

咱们先升到一万米低空，看一下整个 JavaScript 的执行生命周期

JavaScript 的执行生命周期分成两个阶段，编译阶段 和执行阶段

• 编译阶段由编译器实现，它将代码翻译成可执行代码，这个阶段能晓得 全副标识符 在哪里、如何申明的以及 作用域规定

  • 编译阶段进行变量申明
  • 编译阶段变量申明进行晋升，然而指为 undefined
  • 编译阶段所有非表达式的函数申明进行晋升

• 代码执行阶段即执行可运行代码，生成执行上下文，这部分由引擎实现

  • 负责 变量赋值 ， 函数援用 以及 执行代码

（PS：对 JavaScript 而言，大部分状况下编译产生在代码执行前的几微秒）

咱们要说的 词法环境 就是在编译阶段负责收集的”容器“

留神：JavaScript 采纳的是词法作用域（动态作用域），所以词法环境是与咱们所写的代码构造绝对应，换句话说，咱们将代码写成什么样，词法环境就是怎么样子。词法环境是在代码定义的时候决定的，跟代码在哪里调用没有关系。

词法环境由什么组成

词法环境的外部有两局部组成：环境记录器（Environment Record）、对外部环境的援用（outer）

1. 环境记录器记录存储变量、函数申明以及函数申明的形参
2. 外部环境的援用意味着它能够拜访其父级词法环境（作用域）

环境记录器又分为两种

1. 申明式环境记录（Declarative Environment Record）：用来记录间接有标识符定义的元素，比方变量、常量、let、class、module、import 以及函数申明。
2. 对象式环境记录（Object Environment Record）：次要用于 with 和 global 的词法环境。

其中 申明式环境记录（Declarative Environment Record），又分为两种类型：

• 函数环境记录（Function Environment Record）：用于函数作用域。
• 模块环境记录（Module Environment Record）：模块环境记录用于体现一个模块的内部作用域，即模块 export 所在环境。

咱们做一个分类图，更加具象地意识词法环境所蕴含的货色

环境记录器很好了解，无非就是变量汇合，那什么是 outer 呢

在之前介绍 作用域 的文章中咱们已经总结过：JavaScript 的作用域是词法作用域，它由函数在那里定义无关

而 outer 就是指向词法环境的父级词法环境（作用域）

咱们举个例子来看一下词法环境的形成元素：

var a = 1;

function foo() {console.log(a);

    function bar() {
        var b = 2;
        console.log(a * b);
    }

    bar();}

function baz() {
    var a = 10;
    foo();}

baz();

它的词法作用域关系图如下：

更加具象的关系图如下：

咱们也能够用伪代码来模仿下面代码的词法环境：

// 全局词法环境
GlobalEnvironment = {
    outer: null, // 全局环境的外部环境援用为 null
    GlobalEnvironmentRecord: {
        // 全局 this 绑定指向全局对象
        [[GlobalThisValue]]: ObjectEnvironmentRecord[[BindingObject]],
        // 申明式环境记录，除了全局函数和 var，其余申明都绑定在这里
        DeclarativeEnvironmentRecord: {},
        // 对象式环境记录，绑定对象为全局对象
        ObjectEnvironmentRecord: {
            a: 1,
            foo: << function >>,
            baz: << function >>,
            isNaN: << function >>,
            isFinite: << function>>,
            parseInt: << function>>,
            parseFloat: << function>>,
            Array: << construct function>>,
            Object: << construct function>>,
            ...
        }
    }
}

//foo 函数的词法环境
fooFunctionEnvironment = {
    outer: GlobalEnvironment, // 内部词法环境援用全局环境
    FunctionEnvironmentRecord: {[[ThisValue]]: GlobalEnviroment, // this 绑定指向全局环境
        bar: << function >>
    }
}

// bar 函数的词法环境
barFunctionEnvironment = {
    outer: fooFunctionEnviroment, // 内部词法环境援用 foo 函数词法环境
    FunctionEnvironmentRecord: {[[ThisValue]]: GlobalEnviroment, // this 绑定指向全局环境
          b: 2
    }
}

// baz 函数的词法环境
bazFunctionEnvironment = {
    outer: GlobalEviroment, // 内部词法环境援用指向全局环境
    FuntionEnvironmentRecord: {[[ThisValue]]: GlobalEnviroment, // this 绑定指向全局环境
        a: 10
    }
}

咱们能够看出词法环境的两个重要组成部分，其中 outer 由作用域决定，环境记录器记录所有的变量，当在本词法环境中找不到变量时，就会引着 outer 往父级词法环境中找变量，这就造成了作用域链

变量晋升及函数晋升

就像咱们之前所说，在编译阶段，包含变量和函数在内的所有申明都会在任何代码被执行前首先解决

当你看到 var a = 1; 时，可能会认为这是一个申明。但 JavaScript 实际上会将其看成两个意思：var a = undefined; 和 a = 2;。第一个定义申明在编译阶段进行，第二个赋值申明会 被留在原地 期待执行阶段

举个例子：

var a = 1;
var b = true;

function foo() {console.log(a);
}

foo();

在代码执行之前，即编译阶段：

a = undefined;
b = undefined;
foo = function () {console.log(a);
};

执行阶段：

a = 1;
b = true;
foo = function () {console.log(a);
};

函数优先

函数申明和变量申明都会被晋升。然而这个值得注意的细节是函数的优先级大于变量

例如上面的代码：

foo();

var foo;

function foo() {console.log(1);
}

foo = function () {console.log(2);
};

<details>

<summary> 答案 </summary>
输入 1 而不是 undefined 或者 2

</details>

这段代码会被引起了解为如下模式：

function foo() {console.log(1);
}
// var foo 被疏忽
foo(); // 1
foo = function () {console.log(2);
};

留神，var foo 只管呈现在 function foo() … 的申明之前，但函数申明的优先级大于变量晋升，即便它写在函数后面，然而还是会以函数为根据展现（变量被疏忽）

foo();

function foo() {console.log(1);
}

var foo = function () {console.log(2);
};

function foo() {console.log(3);
}

<details>

<summary> 答案 </summary>
输入 3

</details>

说到函数申明和变量申明，咱们能够举出很多例子，例如这个例子

function bar() {console.log('bar1');
}

var bar = function () {console.log('bar2');
};

bar();

<details>

<summary> 答案 </summary>
bar2

</details>

调换程序呢：

var bar = function () {console.log('bar2');
};

function bar() {console.log('bar1');
}

bar();

<details>

<summary> 答案 </summary>
bar2

</details>

实质上这些题目绕不开之前俺们说的原理：编译阶段进行函数、变量晋升，执行阶段在原处执行代码。在编译阶段函数 bar 晋升，执行阶段，bar 赋值给 function() {…}，输入后果 bar2

var、let、const、function 等都会被晋升（hoist），只是 let、const 不会被初始化，所以提前应用会报 ReferenceError

总结

咱们介绍了词法环境，从它是怎么产生，到它是什么（由什么组成），再到前面的函数、变量晋升

理解词法环境为是咱们下一节—— 执行上下文与调用栈（后续文章更新）打下了根底

参考资料

• 了解 JavaScript 中的执行上下文和执行栈
• JS：深刻了解 JavaScript- 词法环境
• 书：你不晓得的 JavaScript（上卷）

系列文章

• 深刻了解 JavaScript——开篇
• 深刻了解 JavaScript——JavaScript 是什么
• 深刻了解 JavaScript——JavaScript 由什么组成
• 深刻了解 JavaScript——所有皆对象
• 深刻了解 JavaScript——Object（对象）
• 深刻了解 JavaScript——new 做了什么
• 深刻了解 JavaScript——Object.create
• 深刻了解 JavaScript——拷贝的机密
• 深刻了解 JavaScript——原型
• 深刻了解 JavaScript——继承
• 深刻了解 JavaScript——JavaScript 中的始皇
• 深刻了解 JavaScript——instanceof——找祖籍
• 深刻了解 JavaScript——Function
• 深刻了解 JavaScript——作用域
• 深刻了解 JavaScript——this 关键字
• 深刻了解 JavaScript——call、apply、bind 三大将
• 深刻了解 JavaScript——立刻执行函数（IIFE）