JavaScript高級之詞法作用域和作用域鏈

主要內容：

1. 分析JavaScript的詞法作用域的含義
2. 解析變量的作用域鏈
3. 變量名提升時什么

　　最近在傳智播客講解JavaScript的課程，有不少朋友覺得JavaScript是如此的簡單， 但是又如此的不知如何使用，因此我准備了一些內容給大家分享一下.
　　這個系列主要講解JavaScript的高級部分的內容，包括作用域鏈、閉包、函數調用 模式、原型以及面向對象的一些東西. 在這里不包含JavaScript的基本語法，如果需要
了解基礎的同學可以到http://net.itcast.cn里面去下載免費的視頻進行學習. 好了，廢話不多說，直接進入我們的正題.

一、關於塊級作用域

　　說到JavaScript的變量作用域，與咱們平時使用的類C語言不同. 例如C#中下面代碼：

static void Main(string[] args)
{
    if(true)
    {
        int num = 10;
    }
    System.Console.WriteLine(num);
}

 

這段代碼如果進行編譯，是無法通過的，因為"當前上下文中不存在名稱num". 因為這里變量的作用域是由花括號限定的，稱為塊級作用域.

在塊級作用域下，所有的變量都在定義的花括號內，從定義開始到花括號結束這個 范圍內可以使用. 出了這個范圍就無法訪問. 也就是說代碼

if(true)
{
    int num = 10;
    System.Console.WriteLine(num);
}

 

這里可以訪問，因為變量的定義與使用在同一個花括號內.

但是在JavaScript中就不一樣，JavaScript中沒有塊級作用域的概念.

 

二、JavaScript中的作用域

在JavaScript中，下面代碼：

if(true) {
    var num = 10;
}

alert(num); 運行的結果是彈窗10. 那么在JavaScript中變量的作用范圍是怎么限定的呢？

2.1 函數限定變量作用域

　　在JavaScript中，只有函數可以限定一個變量的作用范圍. 什么意思呢？ 就是說，在JavaScript中，在函數里面定義的變量，可以在函數里面被訪問，但是在函數外
無法訪問. 看如下代碼：

var func = function() {
    var num = 10;
};
try {
    alert(num);
} catch ( e ) {
    alert( e );
}

這段代碼運行時，會拋出一個異常，變量num沒有定義. 也就是說，定義在函數中的變量無法在函數外使用，當然在函數內可以隨意的使用， 即使在賦值之前. 看下面代碼：

var func = function() {
    alert(num);
    var num = 10;
    alert(num);
};
try {
    func();
} catch ( e ) {
    alert( e );
}

這段代碼運行后，不會拋出錯誤，彈窗兩次，分別是 undefined 和 10(至於為什么，下文解釋).

從這里可以看得出，變量只有在函數中可以被訪問. 同理在該函數中的函數也可以訪問.

 

2.2 子域訪問父域

　　前面說了，函數可以限定變量的作用域，那么在函數中的函數就成為該作用域的子域. 在子域 中的代碼可以訪問到父域中的變量. 看下面代碼：

var func = function() {
    var num = 10;
    var sub_func = function() {
        alert(num);
    };
    sub_func();
};
func();

這段代碼執行得到的結果就是 10. 可以看到上文所說的變量訪問情況. 但是在子域中訪問父域的代碼也是有條件的. 如下面代碼：

var func = function() {
    var num = 10;
    var sub_func = function() {
        var num = 20;
        alert(num);
    };
    sub_func();
};
func();

這段代碼比前面就多了一個"var num = 20;"，這句代碼在子域中，那么子域訪問父域的情況就發生了變化，這段代碼打印的結果是 20. 即此時子域訪問的num是子域中的變量，而不是父域中的.

由此可見訪問有一定規則可言. 在JavaScript中使用變量，JavaScript解釋器首先在當前作 用域中搜索是否有該變量的定義，如果有，就是用這個變量；如果沒有就到父域中尋找該變量. 以此類推，直到最頂級作用域，仍然沒有找到就拋出異常"變量未定義". 看下面代碼：

(function() {
    var num = 10;
    (function() {
        var num = 20;
        (function(){
            alert(num);
        })()
    })();
})();    

這段代碼執行后打印出20. 如果將"var num = 20;"去掉，那么打印的就是10. 同樣，如果再去掉"var num = 10"，那么就會出現未定義的錯誤.

三、作用域鏈

　　有了JavaScript的作用域的划分，那么可以將JavaScript的訪問作用域連成一個鏈式樹狀結構. JavaScript的作用域鏈一旦能清晰的了解，那么對於JavaScript的變量與閉包就是非常清晰的了.

下面采用繪圖的辦法，繪制作用域鏈.

3.1 繪制規則：

1) 作用域鏈就是對象的數組
2) 全部script是0級鏈，每個對象占一個位置
3) 凡是看到函數延伸一個鏈出來，一級級展開
4) 訪問首先看當前函數，如果沒有定義往上一級鏈檢查
5) 如此往復，直到0級鏈

3.2 舉例

看下面代碼：

var num = 10;
var func1 = function() {
    var num = 20;
    var func2 = function() {
        var num = 30;
        alert(num);
    };
    func2();
};
var func2 = function() {
    var num = 20;
    var func3 = function() {
        alert(num);
    };
    func3();
};
func1();
func2();    

下面分析一下這段代碼：
-> 首先整段代碼是一個全局作用域，可以標記為0級作用域鏈，那么久有一個數組
　　var link_0 = [ num, func1, func2 ]; // 這里用偽代碼描述
-> 在這里func1和func2都是函數，因此引出兩條1級作用域鏈，分別為
　　var link_1 = { func1: [ num, func2 ] }; // 這里用偽代碼描述
　　var link_1 = { func2: [ num, func3 ] }; // 這里用偽代碼描述
-> 第一條1級鏈衍生出2級鏈
　　var link_2 = { func2: [ num ] }; // 這里用偽代碼描述
-> 第二條1級鏈中沒有定義變量，是一個空鏈，就表示為
　　var link_2 = { func3: [ ] };
-> 將上面代碼整合一下，就可以將作用域鏈表示為：

// 這里用偽代碼描述
var link = [ // 0級鏈
    num,
    { func1 : [    // 第一條1級鏈
        num,
        { func2 : [    // 2級鏈
            num
        ] }
    ]},
    { func2 : [    // 第二條1級鏈
        num,
        { func3 : [] }
    ]}
];    

-> 用圖像表示為

圖：01_01作用域鏈.bmp
注意：將鏈式的圖用js代碼表現出來，再有高亮顯示的時候就非常清晰了.

　　 有了這個作用域鏈的圖，那么就可以非常清晰的了解訪問變量是如何進行的：
　　　　在需要使用變量時，首先在當前的鏈上尋找變量，如果找到就直接使用，不會向上再找；如果沒有找到，那么就向上一級作用域鏈尋找，直到0級作用域鏈.

　　如果能非常清晰的確定變量所屬的作用域鏈的級別，那么在分析JavaScript 代碼與使用閉包等高級JavaScript特性的時候就會非常容易(至少我是這樣哦).

三、變量名提升與函數名提升

有了作用域鏈與變量的訪問規則，那么就有一個非常棘手的問題. 先看下面 的JavaScript代碼:

var num = 10;
var func = function() {
    alert(num);
    var num = 20;
    alert(num);
};
func();

 

執行結果會是什么呢？你可以想一想，我先不揭曉答案.

先來分析一下這段代碼.
　　這段代碼中有一條0級作用域鏈，里面有成員num和func. 在func下是1級作用 域鏈，里面有成員num. 因此在調用函數func的時候，就會檢測到在當前作用域中
變量num是定義過的，所以就會使用這個變量. 但是此時num並沒有賦值，因為代碼是從上往下運行的. 因此第一次打印的是 undefined，而第二次打印的便是20.
　　你答對了么？
　　

　　像這樣將代碼定義在后面，而在前面使用的情況在JavaScript中也是常見的 問題. 這時就好像變量在一開始就定義了一樣，結果就如同下面代碼：

var num = 10;
    var func = function() {
    var num;    // 感覺就是這里已經定義了，但是沒有賦值一樣
    alert(num);
    var num = 20;
    alert(num);
};
func();

 

那么這個現象常常稱為變量名提升. 同樣也有函數名提升這一說. 如下面代碼：

var func = function() {
    alert("調用外面的函數");
};
var foo = function() {
    func();

    var func = function() {
    alert("調用內部的函數");
    };

    func();
};
foo();

 

 好了，這段代碼結果如何？或則應該有什么不一樣，我先不說沒留着讀者思考吧! 下一篇再做解答.

　　由於有了這些不同，因此在實際開發的時候，推薦將變量都寫在開始的地方， 也就是在函數的開頭將變量就定義好，類似於C語言的規定一樣. 這個在js庫中也
是這么完成的，如jQuery等.

四、小結

　　好了這篇文章主要是說明JavaScript的詞法作用域是怎么一回事兒，以及解釋 如何分析作用域鏈，和變量的訪問情況，最后留再一個練習收尾吧！！！

看下面代碼執行結果是什么：

if(! "a" in window) {
    var a = "定義變量";
}
alert(a);