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深入学习js之——词法作用域和动态作用域#2

深入学习js系列是自己阶段性成长的见证,希望通过文章的形式更加严谨、客观地梳理js的相关知识,也希望能够帮助更多的前端开发的朋友解决问题,期待我们的共同进步。

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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“”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,在动态作用域中,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 ???
复制代码

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

1、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。

作用域查找会在找到第一个匹配的标识符时停止。作用域查找始终从运行时所处的最内部作用域开始,逐级向外或者说向上进行,直到遇见第一个匹配的标识符为止。

无论函数在哪里被调用,也无论它如何被调用,它的词法作用域都只由函数被申明时所处的位置决定。

2、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
复制代码

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()();
复制代码

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:

深入学习JavaScript系列目录

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