JavaScript 的作用域链浅析

JavaScript 是基于词法作用域的语言:通过阅读包含变量定义在内的数行源代码就能知道变量的作用域。

一些类 C 的语言是使用块级作用域(block scope),花括号内的第一段代码都具有各自的作用域,而且变量在声明它们的代码之外是不可见的。

而 JavaScript 中没有块级作用域,取而代之地使用了函数作用域(function scope),即词法作用域:变量在声明它们的函数体以及这个函数体嵌套的任意函数体内都是有定义。词法作用域意味着变量在声明之前甚至已经可用,JavaScript的这个特性被非正式地称为声明提前(hoisting),如下代码:

如果将一个局部变量看做是自定义实现的对象的属性的话,那么可以换个角度来解读变量作用域。每一段 JavaScript 代码(全局代码或函数)都有一个与之关联的作用域链(scope chain)。这个作用域链是一个对象列表或者链表,这组对象定义了这段代码“作用域中”的变量,理解作用域链对理解闭包的概念也是至关重要

在 JavaScript 的最顶层代码中(不包含在任何函数定义内的代码),作用域链由一个全局对象组成。在不包含嵌套的函数体内,作用域链上有两个对象,第一个是定义函数参数和局部变量的对象,第二个全局对象。在一个嵌套的函数体内,作用域链上至少有三个对象,用如下代码解释:

假设作用域链是一个名为scopeChain的对象,那么在顶层代码中,scopeChain的结构如下:

在函数fun中,scopeChain的结构如下:

当 JavaScript 需要查找变量x的值的时候(这个过程称做“变量解析”(variable resolution)),它会从链中的第一个对象(scopeChain.fun)开始查找,如果这个对象有一个名为x的属性,则会直接使用这个属性的值,如果第一个对象中不存在名为x的属性,JavaScript会继续查找链上的下一个对象(scopeChain.scope)。如果第二个对象依然没有名为x的属性则会继续查找下一个对象,以此类推。如果作用域链上没有任何一个对象含有属性x,那么就认为这段代码的作用域链上不存在x,并最终抛出一个引用错误(ReferenceError)异常。

理解对象链的创建规则是非常重要的。当定义一个函数时,它实际上保存一个作用域链。当调用这个函数时,它创建一个新的对象来存储它的局部变量,并将这个对象添加至保存的那个作用域链上,同时创建一个新的更长的表示函数调用作用域的“链”。对于嵌套函数来讲,每次调用外部函数时,内部函数又会重新定义一遍。因为每次调用外部函数的时候,作用域链都是不一样的。内部函数在每次定义的时候都有微妙的差别—-在每次调用外部函数时,内部函数的代码都是相同的,但是关联这段代码的作用域链却不相同。

参考资料:《JavaScript权威指南》第3章
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