《你不知道的javascript》笔记_做用域与闭包

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写在前面

这一系列的笔记是在《javascript高级程序设计》读书笔记系列的升华版本，旨在将零碎未知的知识总结

1、基本概念

1.1 编译

在传统编译语言的流程中，程序中的一段源代码在执行以前会经历三个步骤，统称为编译：

1. 分词/词法分析(Tokenizing/Lexing)

这个过程会将由字符组成的字符串分解成(对编程语言来讲)有意义的代码块，这些代码块被称为 词法单元(token)。例如，考虑程序 var a = 2;。这段程序一般会被分解成为下面这些词法单元： var、a、=、2 、;。空格是否会被看成词法单元，取决于空格在这门语言中是否具备意义

2. 解析/语法分析(Parsing)

这个过程是将词法单元流(数组)转换成一个由元素逐级嵌套所组成的表明了程序语法结构的树。这个树被称为 抽象语法树(Abstract Syntax Tree，AST)

3. 代码生成

将 AST 转换为可执行代码的过程称被称为代码生成。抛开具体细节，简单来讲就是有某种方法能够将 var a = 2;的 AST 转化为一组机器指令，用来建立一个叫做 a 的变量(包括分配内存等)，并将一个值储存在 a 中

相对于上面的流程，javascript在语法分析和代码生成阶段有特定的步骤来对运行性能进行优化，包括对冗余元素进行优化等。

1.2 组成

引擎：从头至尾负责整个 JavaScript程序的编译及执行过程

编译器：负责语法分析及代码生成等脏活累活

做用域：负责收集并维护由全部声明的标识符(变量)组成的一系列查询，并实施一套很是严格的规则，肯定当前执行的代码对这些标识符的访问权限

1.3 查询&异常

RHS 查询：当变量出如今赋值操做的右侧时进行 RHS 查询
LHS 查询：当变量出如今赋值操做的左侧时进行 LHS 查询（赋值、传参、函数执行）

RHS查询异常：RHS 查询在全部嵌套的做用域中遍寻不到所需的变量，引擎就会抛出 ReferenceError 异常
LHS查询异常：非严格模式下，LHS 查询失败会在全局建立变量；在严格模式中 LHS 查询失败时，并不会建立并返回一个全局变量，引擎会抛出同 RHS 查询失败时相似的 ReferenceError 异常

1.4 思考

javascript引擎执行代码var a = 2;的过程？

编译阶段：var a;，若是做用域内已存在变量 a，则忽略；若不存在，则在该做用域内声明
执行阶段：a = 2;，对 a 进行 LHS 引用，并对其赋值

2、做用域

负责收集并维护由全部声明的标识符(变量)组成的一系列查询，并实施一套很是严格的规则，肯定当前执行的代码对这些标识符的访问权限

通俗的说，做用域是维护变量并肯定访问权限的一套规则

2.1 词法做用域

词法做用域就是定义在词法阶段的做用域。换句话说，词法做用域是由你在写代码时将变量和块做用域写在哪里来决定的，所以当词法分析器处理代码时会保持做用域不变(大部分状况下是这样的)

下面有个简单的做用域嵌套的例子：

【1】包含着整个全局做用域，其中只有一个标识符: foo。
【2】包含着 foo 所建立的做用域，其中有三个标识符: a、bar 和 b，可访问全局做用域变量。
【3】包含着 bar 所建立的做用域，其中只有一个标识符: c，可访问foo和全局做用域变量。

另外有两个比较特殊的欺骗词法机制：

1. eval(..) 函数
2. with 关键字

这两个机制的反作用是引擎没法在编译时对做用域查找进行优化，由于引擎只能谨慎地认为这样的优化是无效的。使用这其中任何一个机制都将致使代码运行变慢。 不要使用它们。

2.2 做用域查找规则

书中对做用域链和做用域查找作了一个很是形象的比喻，以下图

这个建筑表明程序中的嵌套做用域链。第一层楼表明当前的执行做用域，也就是你所处的位置。建筑的顶层表明全局做用域。

LHS 和 RHS 引用都会在当前楼层进行查找，若是没有找到，就会坐电梯前往上一层楼， 若是仍是没有找到就继续向上，以此类推。一旦抵达顶层(全局做用域)，可能找到了你所需的变量，也可能没找到，但不管如何查找过程都将中止

做用域查找会在找到第一个匹配的标识符时中止

2.2 块级做用域

早期的javascript语句中块级做用域就是函数块，这是在读本书以前我粗浅的认识。实际的块级做用域远不止如此

块级做用域：
（1）函数做用域
早期盛行的当即执行函数(IIFE)就是为了造成块级做用域，不污染全局。经常使用的写法有：

(function(形参){函数体})(实参)

(function(形参){函数体}(实参))

!function(形参){函数体}(实参)

(2) with关键字

(3) try/catch语句
Google 维护着一个名为 Traceur 的项目，该项目正是用来将 ES6 代码转换成兼容 ES6 以前 的环境(大部分是 ES5，但不是所有)，下面是用来兼容低版本建立块级做用域的写法：

{
    try {
        throw undefined;
    } catch (a) {
        a = 2;
        console.log( a );
    }
}

(4) let/const关键字

3、变量提高

在以前的两篇文章中对变量提高(预解析)有比较充分的说明：
《javascript高级程序设计》笔记：变量对象与预解析
《javascript高级程序设计》笔记：内存与执行环境

4、闭包

4.1 什么是闭包

本书中定义： 当函数能够记住并访问所在的词法做用域时，就产生了闭包，即便函数是在当前词法做用域以外执行。

MDN定义：闭包是函数和声明该函数的词法环境的组合

我的理解：当外部可以访问到某个函数的私有变量时，就会产生闭包（不严谨，仅用于理解）

两个经典的闭包例子：

function makeFunc() {
    var name = "Mozilla";
    function displayName() {
        alert(name);
    }
    return displayName;
}

var myFunc = makeFunc();
myFunc(); // 'Mozilla'

思考：myFunc是执行makeFunc时建立的displayName函数实例的引用，为何执行myFunc时会打印出makeFunc中私有变量name呢？

解释：闭包是由函数以及建立该函数的词法环境组合而成。这个环境包含了这个闭包建立时所能访问的全部局部变量

function makeAdder(x) {
  return function(y) {
    return x + y;
  };
}

var add5 = makeAdder(5);
var add10 = makeAdder(10);

console.log(add5(2));  // 7
console.log(add10(2)); // 12

分析：按照闭包能暂存变量的思路，执行makeAdder时，会把参数暂存在所return的函数中，当再次执行函数时，会把两次的参数之和输出

4.2 应用

闭包在js编程中随处可见，书中有这样一个结论：

在定时器、事件监听器、 Ajax 请求、跨窗口通讯、Web Workers 或者任何其余的异步(或者同步)任务中，只要使用了回调函数，实际上就是在使用闭包!

定时器闭包案例：

function wait(message) {
    setTimeout( function timer() {
        console.log( message );
    }, 1000 );
}
wait( "Hello, closure!" );

事件监听闭包案例：

function setupBot(name, selector) {
    $(selector).click( function activator() {
        console.log( "Activating: " + name );
    });
}
setupBot( "Closure Bot 1", "#bot_1" );
setupBot( "Closure Bot 2", "#bot_2" );

上面的案例中，有个相同的特色：先定义函数，后执行函数时可以调用到函数中的私有变量或者实参。这即是闭包的特色吧

4.3 经典面试题

（1）下面的代码输出内容？

for (var i=1; i<=5; i++) {
    setTimeout( function timer() {
        console.log( i );
    }, i*1000 );
}

答案：5个6

（2）如何处理可以输出1~5

// 闭包方式
for (var i=1; i<=5; i++) {
    (function(index) {
        setTimeout( function timer() {
            console.log( index );
        }, index*1000 );
    })(i)
}

// ES6 方式
for (let i=1; i<=5; i++) {
    setTimeout( function timer() {
        console.log( i );
    }, i*1000 );
}

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