深入理解JavaScript作用域链

ChasingTarget2023-12-03 10:41

JavaScript 每日一篇，记录自学JavaScript语言的点点滴滴。

探究JavaScript作用域

JavaScript 作用域链是如何工作的

JavaScript作为一门面向对象，函数式编程语言，其最大的优势就是你可以将函数的方法组合起来，形成一个链式的方法进行编程。其中，作用域链是JavaScript编程语言中的重要组成部分。

JavaScript分为三种作用域------全局作用域、块作用域和函数作用域。

仔细看下面这段代码，通过分析这段代码，体现JavaScript的全局作用域、块作用域和函数作用域。

javascript 复制代码 
'use strict';

function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `You are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);
    }
    printAge();

    return age;
}

const firstName = 'Jones';
calcAge(2001);

通过运行，可以得出一下结果：

解析下面这段结构：

实际上，JavaScript在被解释或及时编译的一瞬间，它会将相应的函数和全局变量放入栈中进行调用。全局作用域会被放入栈底，方便调用其他函数。而被调用的函数或其他变量会被依次入栈，这样当调用的函数需要某些变量时，引擎会依次自底向上进行搜索。

在JavaScript中，函数属于块作用域，你可以将定义在函数内部的函数看作外层函数的一个变量，外层函数的所有变量和函数都可以被内层函数所调用。

如果此时你调用函数块内部的printAge()函数或age变量，程序会报错，这位这两个变量并非全局变量，而是函数内部的块作用域的变量。

javascript 复制代码 
'use strict';

function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `You are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);
    }
    printAge();

    return age;
}

const firstName = 'Jones';
calcAge(2001);
// printAge(); // Uncaught ReferenceError: printAge is not defined
// console.log(age);   // Uncaught ReferenceError: age is not defined

但作为全局作用域变量firstName，你可以在代码的任何地方进行调用，无论是在函数作用域内，还是在块作用域内。例如在下面的代码中，你完全可以在calcAge()的函数内部的printAge()内部调用全局变量的firstName内部的内容。

javascript 复制代码 
'use strict';

function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);
    }
    printAge();

    return age;
}

const firstName = 'Jones';
calcAge(2001);
// printAge(); // Uncaught ReferenceError: printAge is not defined
// console.log(age);   // Uncaught ReferenceError: age is not defined

关于块作用域的使用

在最新的ES6标准中提供了关于JavaScript块作用域的功能。在你使用let或const关键字时，你只有声明此变量的代码块内进行访问，无权在块外使用。例如下面这段代码中我们在if块内声明了一个变量名为str的常量用来存储模版字符串。访问该常量时，你只能在if块作用域 内进行声明。如果你在函数printAge()内进行调用是无效的。

javascript 复制代码 
'use strict';

function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);

        if (birthYear >= 1981 && birthYear <= 1996) {
            const str = `哦，你是千禧一代啊！Oh, and you're a millenial ${firstName}`;
            console.log(str);
        }
        console.log(str);
    }
    printAge();

    return age;
}

const firstName = 'Zoe';
calcAge(1994);
// printAge(); // Uncaught ReferenceError: printAge is not defined
// console.log(age);   // Uncaught ReferenceError: age is not defined

在过去老版本的JavaScript中，常常用var关键字声明变量。用var关键字声明的变量是函数作用域。就比如下面这段代码中用var关键字声明的millenial变量，即便在if作用域块内，用var关键字声明的millenial变量也能不受块约束的调用在块的外部。例如在printAge()内部的任何区域。

javascript 复制代码 
function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);

        if (birthYear >= 1981 && birthYear <= 1996) {
            var millenial = true;   // In the same function, so we can also call this variable.
            // 因为此变量使用var关键字进行变量的声明，具有函数作用域，
            // 因此在同一个函数你仍然可以访问到
            const str = `哦，你是千禧一代啊！Oh, and you're a millenial ${firstName}`;
            console.log(str);
        }
        // console.log(str);
        console.log(millenial); // millenial => true
    }
    printAge();

    return age;
}

⚠️注意：当然我们不建议这样做，因为在某些情况下，如使用var关键字声明的循环索引变量很容易在循环运行的过程中出错。另外频繁的使用var关键字也容易对程序后期的维护造成较大困难😷，所以尽可能避免使用var关键字。

有关严格模式下的作用域

在严格模式状态下，函数是块作用域

javascript 复制代码 
'use strict';

function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);

        if (birthYear >= 1981 && birthYear <= 1996) {
            var millenial = true;   // In the same function, so we can also call this variable.
            // 因为此变量使用var关键字进行变量的声明，具有函数作用域，
            // 因此在同一个函数你仍然可以访问到
            const str = `哦，你是千禧一代啊！Oh, and you're a millenial ${firstName}`;
            console.log(str);

            // 在严格模式下，函数是块作用域
            function add(a, b) {
                return a + b;
            }
        }
        // console.log(str);
        console.log(millenial); // millenial => true
        add(2, 3);
    }
    printAge();

    return age;
}

const firstName = 'Zoe';
calcAge(1994);

但如果取消严格模式，函数也可以在外部作用域被调用

javascript 复制代码 
function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);

        if (birthYear >= 1981 && birthYear <= 1996) {
            var millenial = true;   // In the same function, so we can also call this variable.
            // 因为此变量使用var关键字进行变量的声明，具有函数作用域，
            // 因此在同一个函数你仍然可以访问到
            const str = `哦，你是千禧一代啊！Oh, and you're a millenial ${firstName}`;
            console.log(str);

            // 在严格模式下，函数是块作用域
            function add(a, b) {
                return a + b;
            }
        }
        // console.log(str);
        console.log(millenial); // millenial => true
        console.log(add(2, 3)); // call the add function
    }
    printAge();

    return age;
}

但如果此时打开严格模式，此函数将无法访问

JavaScript中的就近原则

下面这段代码中我们有两个名称为firstName的变量。但是JavaScript在编译的过程中会遵循就近原则------只应用同一变量名中寻找当前作用域最近的变量。例如在全局作用域下有firstName变量，但在块作用域下的函数printAge()下的if块内也有firstName变量，此时，引擎会优先引入if块内的firstName变量。因此结果会显示"李琳"，而不是全局作用域下的"Zoe"。

javascript 复制代码 
function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        const output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);

        if (birthYear >= 1981 && birthYear <= 1996) {
            var millenial = true;   // In the same function, so we can also call this variable.
            // 因为此变量使用var关键字进行变量的声明，具有函数作用域，
            // 因此在同一个函数你仍然可以访问到
            const firstName = '李琳';
            const str = `哦，你是千禧一代啊！Oh, and you're a millenial ${firstName}`;
            console.log(str);

            // 在严格模式下，函数是块作用域
            function add(a, b) {
                return a + b;
            }
        }
        // console.log(str);
        console.log(millenial); // millenial => true
        // console.log(add(2, 3)); // call the add function
    }
    printAge();

    return age;
}

const firstName = 'Zoe';
calcAge(1994);

尽管有两个相同的firstName变量，但是因为这两个变量在不同的作用域上，所以尽管他们有相同的变量名称，但实际上它们是两个完全不同的变量。以后在分析V8引擎对JavaScript的解释和编译策略时会提到这一点。

javascript 复制代码 
function calcAge(birthYear) {
    const age = 2037 - birthYear;
    // console.log(firstName);

    function printAge() {
        let output = `${firstName}, you are ${age}, born in ${birthYear}`;
        console.log(output);

        if (birthYear >= 1981 && birthYear <= 1996) {
            var millenial = true;   // In the same function, so we can also call this variable.
            // 因为此变量使用var关键字进行变量的声明，具有函数作用域，
            // 因此在同一个函数你仍然可以访问到
            const firstName = '李琳';
            const str = `哦，你是千禧一代啊！Oh, and you're a millenial ${firstName}`;
            console.log(str);

            // 在严格模式下，函数是块作用域
            function add(a, b) {
                return a + b;
            }

            output = `新的输出！`;
        }
        // console.log(str);
        console.log(millenial); // millenial => true
        // console.log(add(2, 3)); // call the add function
    }
    printAge();

    return age;
}

另外，需要注意的是，随着JavaScript编程语言在后端的大量使用，目前JavaScript已经脱离了解释，改为了即时编译或解释➕编译的混合编译手段，即JIT(Just in time)即时编译策略。这使得JavaScript也能和编译语言一样拥有较快的编译和运行速度。

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