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开篇
当我们在开始学习任何一门语言的时候,都会接触到变量的概念,变量的出现其实是为了解决一个问题,为的是存储某些值,进而,存储某些值的目的是为了在之后对这个值进行访问或者修改,正是这种存储和访问变量的能力将状态给了程序。我们的程序中到处都充斥着对于状态的判断,根据不同的状态执行不同的逻辑。
我们试想一下,如果没有状态这个概念,程序虽然也能够执行一些简单的任务,但是它会受到很多的限制,所能完成的功能是有限制的,举个例子,没有状态你是如何执行循环语句?没有状态如何更加优雅地使用逻辑结构?
仔细想想,好像是寸步难行,当然引入变量后帮我们解决了这个问题。
但是,引入变量和状态的概念之后会引起几个问题:这些变量住在哪里?换句话说,它们存储在哪里?最重要的是,程序需要它们的时候如何找到它们?
今天我们就一起学习一下这套存储和查找变量的规则,这套规则我们称之为:作用域。
作用域
我们来拆解一下这个词语, 所谓的“域”我们可以理解为:范围、区域,加上“作用”两个字所要表述的问题就是作用的范围、区域,比如国家的行政区域划分是为了便于管理,类比到程序源代码中作用域的出现也是为了便于对于变量做管理。
好,这里我们简单做一下总结:
定义:作用域是指程序源代码中定义变量的区域。
作用:作用域规定了如何查找变量,也就是确定当前执行代码对变量的访问权限。
在 javaScript 中的应用:JavaScript 采用词法作用域 (lexical scoping),也就是静态作用域。
那什么又是 词法作用域或者静态作用域呢?
请继续往下看
静态作用域与动态作用域
因为 javaScript 采用的是词法作用域, 函数的作用域在函数定义的时候就决定了。而词法作用域相对的是动态作用域, 函数的作用域是在函数调用的时候才决定的。让我们看一个例子来理解词法作用域和动态作用域之间的区别:
var value = 1;
function foo() {
console.log(value);
}
function bar() {
var value = 2;
foo();
}
bar();
// 结果是 ???
上面的代码中:
1. 我们首先定义了一个 value,并赋值为 1;
2. 声明一个函数 foo,函数的功能是打印 value 这个变量的值;
3. 声明一个函数 bar,函数内部重新创建了一个变量 value 这个变量赋值为 2;在函数内部执行了 foo() 这个函数;
4. 执行 bar() 这个函数
假设 javaScript 采用静态作用域,让我们分析下执行过程:
执行 foo 函数, 首先从 foo 函数内部查找是否有变量 value , 如果没有就根据书写的位置,查找上面一层的代码,我们发现 value 等于 1,所以结果会打印 1。
假设 javaScript 采用动态作用域,让我们分析下执行过程:
执行 foo 函数,依然是从 foo 函数内部查找是否有局部变量 value。如果没有,就从调用函数的作用域,也就是 bar 函数内部查找 value 变量,所以结果会打印 2。
上面在区分静态作用于和动态作用域的时候, 我们已经说了如果是静态作用域,那么函数在书写定义的时候已经确定了,而动态作用域是函数执行过程中才确定的。
JavaScript 采用的是静态作用域,所以这个例子的结果是 1。我们在控制台中输入执行上面的函数,检验一下执行结果果然是 1。
动态作用域
那什么语言是采用的动态的作用域呢? 其实 bash 就是动态作用域,我们可以新建一个 scope.bash 文件将下列代码放进去,执行一下这个脚本文件:
#!/bin/bash
value=1
function foo () {
echo $value;
}
function bar () {
local value=2;
foo;
}
bar
上面代码运行的结果输出 2 很好解释,虽然在代码最上层定义了 value 并赋值为 1,但是在调用 foo 函数的时候, 在查找 foo 内部没有 value 变量后,会在 foo 函数执行的环境中继续查找,也就是在 bar 函数中查找,很幸运我们找到了。
思考
最后,让我们看一个《JavaScript 权威指南》中的例子:
// 例 1:
var scope = “global scope”;
function checkscope(){
var scope = “local scope”;
function f(){
return scope;
}
return f();
}
checkscope();
// 例 2:
var scope = “global scope”;
function checkscope(){
var scope = “local scope”;
function f(){
return scope;
}
return f;
}
checkscope()();
让我们来分析一下上面例 1 的代码:
1、定义一个变量 scope 并赋值 global scope;
2、声明一个函数 checkscope , 在这个函数中 定义一个变量 scope 并赋值 local scope;
3、在 checkscope 函数中 又定义一个函数 f , 这个函数 只做了一件事:返回 scope 这个变量;
4、最后返回并执行 f 这个函数;
5、调用 checkscope
按照我们上面解释的 javaScript 中静态作用域理解,在执行 checkscope 这个函数的时候在函数内部执行的是 f 这个函数,首先在 f 这个函数内部查找 scope 这个变量发现没有,继续在定义函数 f 的上面一层查找,发现在 checkscope 这个函数作用域内 找到了 scope 的值 直接返回,至于 checkscope 外面定义的 scope 没有理睬。
让我们来分析一下上面例 2 的代码:
1、定义一个变量 scope 并赋值 global scope;
2、声明一个函数 checkscope 在这个函数中 定义一个变量 scope 并赋值 local scope;
3、在 checkscope 函数中 又定义一个函数 f 这个函数 只做了一件事:返回 scope 这个变量;
4、最后单纯的返回 f 这个函数;
5、调用 checkscope
按照我们上面解释的 javaScript 中静态作用域理解,在执行 checkscope 这个函数的时候在函数内返回了函数 f 实际是在最外面调用的 f 但是由于 javaScript 是采用的词法作用域,因此函数的作用域基于函数创建的位置。
而引用《JavaScript 权威指南》的回答就是:
JavaScript 函数的执行用到了作用域链,这个作用域链是在函数定义的时候创建的。嵌套的函数 f() 定义在这个作用域链里,其中的变量 scope 一定是局部变量,不管何时何地执行函数 f(),这种绑定在执行 f() 时依然有效。
但是在这里真正想让大家思考的是:
虽然两段代码执行的结果一样,但是两段代码究竟有哪些不同呢?
敬请期待下面一篇关于 javaScript 中的执行上下文栈的相关内容。
参考:
1、《你不知道的 Javascript 上卷》
2、JavaScript 深入之词法作用域和动态作用域