深刻理解JavaScript做用域和做用域链

前言

JavaScript中有一个被称为做用域(Scope)的特性。虽然对于许多新手开发者来讲，做用域的概念并非很容易理解，本文我会尽我所能用最简单的方式来解释做用域和做用域链，但愿你们有所收获！

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做用域(Scope)

1.什么是做用域

做用域是在运行时代码中的某些特定部分中变量，函数和对象的可访问性。换句话说，做用域决定了代码区块中变量和其余资源的可见性。可能这两句话并很差理解，咱们先来看个例子：

function outFun2() {
    var inVariable = "内层变量2";
}
outFun2();//要先执行这个函数，不然根本不知道里面是啥
console.log(inVariable); // Uncaught ReferenceError: inVariable is not defined

从上面的例子能够体会到做用域的概念，变量inVariable在全局做用域没有声明，因此在全局做用域下取值会报错。咱们能够这样理解：做用域就是一个独立的地盘，让变量不会外泄、暴露出去。也就是说做用域最大的用处就是隔离变量，不一样做用域下同名变量不会有冲突。

ES6 以前 JavaScript 没有块级做用域,只有全局做用域和函数做用域。ES6的到来，为咱们提供了‘块级做用域’,可经过新增命令let和const来体现。

2.全局做用域和函数做用域

在代码中任何地方都能访问到的对象拥有全局做用域，通常来讲如下几种情形拥有全局做用域：

• 最外层函数 和在最外层函数外面定义的变量拥有全局做用域

var outVariable = "我是最外层变量"; //最外层变量
function outFun() { //最外层函数
    var inVariable = "内层变量";
    function innerFun() { //内层函数
        console.log(inVariable);
    }
    innerFun();
}
console.log(outVariable); //我是最外层变量
outFun(); //内层变量
console.log(inVariable); //inVariable is not defined
innerFun(); //innerFun is not defined

• 全部末定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局做用域

function outFun2() {
    variable = "未定义直接赋值的变量";
    var inVariable2 = "内层变量2";
}
outFun2();//要先执行这个函数，不然根本不知道里面是啥
console.log(variable); //未定义直接赋值的变量
console.log(inVariable2); //inVariable2 is not defined

• 全部window对象的属性拥有全局做用域

通常状况下，window对象的内置属性都拥有全局做用域，例如window.name、window.location、window.top等等。

全局做用域有个弊端：若是咱们写了不少行 JS 代码，变量定义都没有用函数包括，那么它们就所有都在全局做用域中。这样就会 污染全局命名空间, 容易引发命名冲突。

// 张三写的代码中
var data = {a: 100}

// 李四写的代码中
var data = {x: true}

这就是为什么 jQuery、Zepto 等库的源码，全部的代码都会放在(function(){....})()中。由于放在里面的全部变量，都不会被外泄和暴露，不会污染到外面，不会对其余的库或者 JS 脚本形成影响。这是函数做用域的一个体现。

函数做用域,是指声明在函数内部的变量，和全局做用域相反，局部做用域通常只在固定的代码片断内可访问到，最多见的例如函数内部。

function doSomething(){
    var blogName="浪里行舟";
    function innerSay(){
        alert(blogName);
    }
    innerSay();
}
alert(blogName); //脚本错误
innerSay(); //脚本错误

做用域是分层的，内层做用域能够访问外层做用域的变量，反之则不行。咱们看个例子，用泡泡来比喻做用域可能好理解一点：

最后输出的结果为 2, 4, 12

• 泡泡1是全局做用域，有标识符foo；
• 泡泡2是做用域foo，有标识符a,bar,b；
• 泡泡3是做用域bar，仅有标识符c。

值得注意的是：块语句（大括号“｛｝”中间的语句），如 if 和 switch 条件语句或 for 和 while 循环语句，不像函数，它们不会建立一个新的做用域。在块语句中定义的变量将保留在它们已经存在的做用域中。

if (true) {
    // 'if' 条件语句块不会建立一个新的做用域
    var name = 'Hammad'; // name 依然在全局做用域中
}
console.log(name); // logs 'Hammad'

JS 的初学者常常须要花点时间才能习惯变量提高，而若是不理解这种特有行为，就可能致使
bug 。正由于如此， ES6 引入了块级做用域，让变量的生命周期更加可控。

3.块级做用域

块级做用域可经过新增命令let和const声明，所声明的变量在指定块的做用域外没法被访问。块级做用域在以下状况被建立：

1. 在一个函数内部
2. 在一个代码块（由一对花括号包裹）内部

let 声明的语法与 var 的语法一致。你基本上能够用 let 来代替 var 进行变量声明，但会将变量的做用域限制在当前代码块中。块级做用域有如下几个特色：

• 声明变量不会提高到代码块顶部

let/const 声明并不会被提高到当前代码块的顶部，所以你须要手动将 let/const 声明放置到顶部，以便让变量在整个代码块内部可用。

function getValue(condition) {
if (condition) {
let value = "blue";
return value;
} else {
// value 在此处不可用
return null;
}
// value 在此处不可用
}

• 禁止重复声明

若是一个标识符已经在代码块内部被定义，那么在此代码块内使用同一个标识符进行 let 声明就会致使抛出错误。例如：

var count = 30;
let count = 40; // Uncaught SyntaxError: Identifier 'count' has already been declared

在本例中， count 变量被声明了两次：一次使用 var ，另外一次使用 let 。由于 let 不能在同一做用域内重复声明一个已有标识符，此处的 let 声明就会抛出错误。但若是在嵌套的做用域内使用 let 声明一个同名的新变量，则不会抛出错误。

var count = 30;
// 不会抛出错误
if (condition) {
let count = 40;
// 其余代码
}

• 循环中的绑定块做用域的妙用

开发者可能最但愿实现for循环的块级做用域了，由于能够把声明的计数器变量限制在循环内，例如：

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  // ...
}
console.log(i);
// ReferenceError: i is not defined

上面代码中，计数器i只在for循环体内有效，在循环体外引用就会报错。

var a = [];
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 10

上面代码中，变量i是var命令声明的，在全局范围内都有效，因此全局只有一个变量i。每一次循环，变量i的值都会发生改变，而循环内被赋给数组a的函数内部的console.log(i)，里面的i指向的就是全局的i。也就是说，全部数组a的成员里面的i，指向的都是同一个i，致使运行时输出的是最后一轮的i的值，也就是 10。

若是使用let，声明的变量仅在块级做用域内有效，最后输出的是 6。

var a = [];
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  a[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
a[6](); // 6

上面代码中，变量i是let声明的，当前的i只在本轮循环有效，因此每一次循环的i其实都是一个新的变量，因此最后输出的是6。你可能会问，若是每一轮循环的变量i都是从新声明的，那它怎么知道上一轮循环的值，从而计算出本轮循环的值？这是由于 JavaScript 引擎内部会记住上一轮循环的值，初始化本轮的变量i时，就在上一轮循环的基础上进行计算。

另外，for循环还有一个特别之处，就是设置循环变量的那部分是一个父做用域，而循环体内部是一个单独的子做用域。

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  let i = 'abc';
  console.log(i);
}
// abc
// abc
// abc

上面代码正确运行，输出了 3 次abc。这代表函数内部的变量i与循环变量i不在同一个做用域，有各自单独的做用域。

做用域链

1.什么是自由变量

首先认识一下什么叫作 自由变量 。以下代码中，console.log(a)要获得a变量，可是在当前的做用域中没有定义a（可对比一下b）。当前做用域没有定义的变量，这成为 自由变量 。自由变量的值如何获得 —— 向父级做用域寻找（注意：这种说法并不严谨，下文会重点解释）。

var a = 100
function fn() {
    var b = 200
    console.log(a) // 这里的a在这里就是一个自由变量
    console.log(b)
}
fn()

2.什么是做用域链

若是父级也没呢？再一层一层向上寻找，直到找到全局做用域仍是没找到，就宣布放弃。这种一层一层的关系，就是 做用域链 。

var a = 100
function F1() {
    var b = 200
    function F2() {
        var c = 300
        console.log(a) // 自由变量，顺做用域链向父做用域找
        console.log(b) // 自由变量，顺做用域链向父做用域找
        console.log(c) // 本做用域的变量
    }
    F2()
}
F1()

3.关于自由变量的取值

关于自由变量的值，上文提到要到父做用域中取，其实有时候这种解释会产生歧义。

var x = 10
function fn() {
  console.log(x)
}
function show(f) {
  var x = 20
  (function() {
    f() //10，而不是20
  })()
}
show(fn)

在fn函数中，取自由变量x的值时，要到哪一个做用域中取？——要到建立fn函数的那个做用域中取，不管fn函数将在哪里调用。

因此，不要在用以上说法了。相比而言，用这句话描述会更加贴切:**要到建立这个函数的那个域”。
做用域中取值,这里强调的是“建立”，而不是“调用”**，切记切记——其实这就是所谓的"静态做用域"

var a = 10
function fn() {
  var b = 20
  function bar() {
    console.log(a + b) //30
  }
  return bar
}
var x = fn(),
  b = 200
x() //bar()

fn()返回的是bar函数，赋值给x。执行x()，即执行bar函数代码。取b的值时，直接在fn做用域取出。取a的值时，试图在fn做用域取，可是取不到，只能转向建立fn的那个做用域中去查找，结果找到了,因此最后的结果是30

做用域与执行上下文

许多开发人员常常混淆做用域和执行上下文的概念，误认为它们是相同的概念，但事实并不是如此。

咱们知道JavaScript属于解释型语言，JavaScript的执行分为：解释和执行两个阶段,这两个阶段所作的事并不同：

解释阶段：

• 词法分析
• 语法分析
• 做用域规则肯定

执行阶段：

• 建立执行上下文
• 执行函数代码
• 垃圾回收

JavaScript解释阶段便会肯定做用域规则，所以做用域在函数定义时就已经肯定了，而不是在函数调用时肯定，可是执行上下文是函数执行以前建立的。执行上下文最明显的就是this的指向是执行时肯定的。而做用域访问的变量是编写代码的结构肯定的。

做用域和执行上下文之间最大的区别是：
执行上下文在运行时肯定，随时可能改变；做用域在定义时就肯定，而且不会改变。

一个做用域下可能包含若干个上下文环境。有可能历来没有过上下文环境（函数历来就没有被调用过）；有可能有过，如今函数被调用完毕后，上下文环境被销毁了；有可能同时存在一个或多个（闭包）。同一个做用域下，不一样的调用会产生不一样的执行上下文环境，继而产生不一样的变量的值。

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参考文章和书籍

• 深刻理解javascript原型和闭包系列
• Web 前端面试指南与高频考题解析
• 深刻理解JS中声明提高、做用域（链）和this关键字
• JavaScript 开发进阶：理解 JavaScript 做用域和做用域链
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