前言

JavaScript中有一個(gè)被稱為作用域(Scope)的特性。雖然對(duì)于許多新手開發(fā)者來說，作用域的概念并不是很容易理解，本文我會(huì)盡我所能用最簡單的方式來解釋作用域和作用域鏈，希望大家有所收獲！

作用域(Scope)

1.什么是作用域

作用域是在運(yùn)行時(shí)代碼中的某些特定部分中變量，函數(shù)和對(duì)象的可訪問性。換句話說，作用域決定了代碼區(qū)塊中變量和其他資源的可見性。可能這兩句話并不好理解，我們先來看個(gè)例子：

function outFun2() {
    var inVariable = "內(nèi)層變量2";
}
outFun2();//要先執(zhí)行這個(gè)函數(shù)，否則根本不知道里面是啥
console.log(inVariable); // Uncaught ReferenceError: inVariable is not defined

從上面的例子可以體會(huì)到作用域的概念，變量inVariable在全局作用域沒有聲明，所以在全局作用域下取值會(huì)報(bào)錯(cuò)。我們可以這樣理解：作用域就是一個(gè)獨(dú)立的地盤，讓變量不會(huì)外泄、暴露出去。也就是說作用域最大的用處就是隔離變量，不同作用域下同名變量不會(huì)有沖突。

ES6 之前 JavaScript 沒有塊級(jí)作用域,只有全局作用域和函數(shù)作用域。ES6的到來，為我們提供了‘塊級(jí)作用域’,可通過新增命令let和const來體現(xiàn)。

2.全局作用域和函數(shù)作用域

在代碼中任何地方都能訪問到的對(duì)象擁有全局作用域，一般來說以下幾種情形擁有全局作用域：

• 最外層函數(shù) 和在最外層函數(shù)外面定義的變量擁有全局作用域

var outVariable = "我是最外層變量"; //最外層變量
function outFun() { //最外層函數(shù)
    var inVariable = "內(nèi)層變量";
    function innerFun() { //內(nèi)層函數(shù)
        console.log(inVariable);
    }
    innerFun();
}
console.log(outVariable); //我是最外層變量
outFun(); //內(nèi)層變量
console.log(inVariable); //inVariable is not defined
innerFun(); //innerFun is not defined

• 所有末定義直接賦值的變量自動(dòng)聲明為擁有全局作用域

function outFun2() {
    variable = "未定義直接賦值的變量";
    var inVariable2 = "內(nèi)層變量2";
}
outFun2();//要先執(zhí)行這個(gè)函數(shù)，否則根本不知道里面是啥
console.log(variable); //未定義直接賦值的變量
console.log(inVariable2); //inVariable2 is not defined

• 所有window對(duì)象的屬性擁有全局作用域

一般情況下，window對(duì)象的內(nèi)置屬性都擁有全局作用域，例如window.name、window.location、window.top等等。

全局作用域有個(gè)弊端：如果我們寫了很多行 JS 代碼，變量定義都沒有用函數(shù)包括，那么它們就全部都在全局作用域中。這樣就會(huì) 污染全局命名空間, 容易引起命名沖突。

// 張三寫的代碼中
var data = {a: 100}

// 李四寫的代碼中
var data = {x: true}

這就是為何 jQuery、Zepto 等庫的源碼，所有的代碼都會(huì)放在(function(){....})()中。因?yàn)榉旁诶锩娴乃凶兞浚疾粫?huì)被外泄和暴露，不會(huì)污染到外面，不會(huì)對(duì)其他的庫或者 JS 腳本造成影響。這是函數(shù)作用域的一個(gè)體現(xiàn)。

函數(shù)作用域,是指聲明在函數(shù)內(nèi)部的變量，和全局作用域相反，局部作用域一般只在固定的代碼片段內(nèi)可訪問到，最常見的例如函數(shù)內(nèi)部。

function doSomething(){
    var blogName="浪里行舟";
    function innerSay(){
        alert(blogName);
    }
    innerSay();
}
alert(blogName); //腳本錯(cuò)誤
innerSay(); //腳本錯(cuò)誤

作用域是分層的，內(nèi)層作用域可以訪問外層作用域的變量，反之則不行。我們看個(gè)例子，用泡泡來比喻作用域可能好理解一點(diǎn)：

最后輸出的結(jié)果為 2, 4, 12

• 泡泡1是全局作用域，有標(biāo)識(shí)符foo；
• 泡泡2是作用域foo，有標(biāo)識(shí)符a,bar,b；
• 泡泡3是作用域bar，僅有標(biāo)識(shí)符c。

值得注意的是：塊語句（大括號(hào)“｛｝”中間的語句），如 if 和 switch 條件語句或 for 和 while 循環(huán)語句，不像函數(shù)，它們不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的作用域。在塊語句中定義的變量將保留在它們已經(jīng)存在的作用域中。

if (true) {
    // 'if' 條件語句塊不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的作用域
    var name = 'Hammad'; // name 依然在全局作用域中
}
console.log(name); // logs 'Hammad'

JS 的初學(xué)者經(jīng)常需要花點(diǎn)時(shí)間才能習(xí)慣變量提升，而如果不理解這種特有行為，就可能導(dǎo)致
bug 。正因?yàn)槿绱耍?ES6 引入了塊級(jí)作用域，讓變量的生命周期更加可控。

3.塊級(jí)作用域

塊級(jí)作用域可通過新增命令let和const聲明，所聲明的變量在指定塊的作用域外無法被訪問。塊級(jí)作用域在如下情況被創(chuàng)建：

1. 在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部
2. 在一個(gè)代碼塊（由一對(duì)花括號(hào)包裹）內(nèi)部

let 聲明的語法與 var 的語法一致。你基本上可以用 let 來代替 var 進(jìn)行變量聲明，但會(huì)將變量的作用域限制在當(dāng)前代碼塊中。塊級(jí)作用域有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• 聲明變量不會(huì)提升到代碼塊頂部

let/const 聲明并不會(huì)被提升到當(dāng)前代碼塊的頂部，因此你需要手動(dòng)將 let/const 聲明放置到頂部，以便讓變量在整個(gè)代碼塊內(nèi)部可用。

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

• 禁止重復(fù)聲明

如果一個(gè)標(biāo)識(shí)符已經(jīng)在代碼塊內(nèi)部被定義，那么在此代碼塊內(nèi)使用同一個(gè)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行 let 聲明就會(huì)導(dǎo)致拋出錯(cuò)誤。例如：

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

在本例中， count 變量被聲明了兩次：一次使用 var ，另一次使用 let 。因?yàn)?let 不能在同一作用域內(nèi)重復(fù)聲明一個(gè)已有標(biāo)識(shí)符，此處的 let 聲明就會(huì)拋出錯(cuò)誤。但如果在嵌套的作用域內(nèi)使用 let 聲明一個(gè)同名的新變量，則不會(huì)拋出錯(cuò)誤。

var count = 30;
// 不會(huì)拋出錯(cuò)誤
if (condition) {
let count = 40;
// 其他代碼
}

• 循環(huán)中的綁定塊作用域的妙用

開發(fā)者可能最希望實(shí)現(xiàn)for循環(huán)的塊級(jí)作用域了，因?yàn)榭梢园崖暶鞯挠?jì)數(shù)器變量限制在循環(huán)內(nèi)，例如：

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

上面代碼中，計(jì)數(shù)器i只在for循環(huán)體內(nèi)有效，在循環(huán)體外引用就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

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

上面代碼中，變量i是var命令聲明的，在全局范圍內(nèi)都有效，所以全局只有一個(gè)變量i。每一次循環(huán)，變量i的值都會(huì)發(fā)生改變，而循環(huán)內(nèi)被賦給數(shù)組a的函數(shù)內(nèi)部的console.log(i)，里面的i指向的就是全局的i。也就是說，所有數(shù)組a的成員里面的i，指向的都是同一個(gè)i，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)輸出的是最后一輪的i的值，也就是 10。

如果使用let，聲明的變量僅在塊級(jí)作用域內(nèi)有效，最后輸出的是 6。

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

上面代碼中，變量i是let聲明的，當(dāng)前的i只在本輪循環(huán)有效，所以每一次循環(huán)的i其實(shí)都是一個(gè)新的變量，所以最后輸出的是6。你可能會(huì)問，如果每一輪循環(huán)的變量i都是重新聲明的，那它怎么知道上一輪循環(huán)的值，從而計(jì)算出本輪循環(huán)的值？這是因?yàn)?JavaScript 引擎內(nèi)部會(huì)記住上一輪循環(huán)的值，初始化本輪的變量i時(shí)，就在上一輪循環(huán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算。

另外，for循環(huán)還有一個(gè)特別之處，就是設(shè)置循環(huán)變量的那部分是一個(gè)父作用域，而循環(huán)體內(nèi)部是一個(gè)單獨(dú)的子作用域。

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

上面代碼正確運(yùn)行，輸出了 3 次abc。這表明函數(shù)內(nèi)部的變量i與循環(huán)變量i不在同一個(gè)作用域，有各自單獨(dú)的作用域。

作用域鏈

1.什么是自由變量

首先認(rèn)識(shí)一下什么叫做 自由變量 。如下代碼中，console.log(a)要得到a變量，但是在當(dāng)前的作用域中沒有定義a（可對(duì)比一下b）。當(dāng)前作用域沒有定義的變量，這成為 自由變量 。自由變量的值如何得到 —— 向父級(jí)作用域?qū)ふ遥ㄗ⒁猓哼@種說法并不嚴(yán)謹(jǐn)，下文會(huì)重點(diǎn)解釋）。

var a = 100
function fn() {
    var b = 200
    console.log(a) // 這里的a在這里就是一個(gè)自由變量
    console.log(b)
}
fn()

2.什么是作用域鏈

如果父級(jí)也沒呢？再一層一層向上尋找，直到找到全局作用域還是沒找到，就宣布放棄。這種一層一層的關(guān)系，就是 作用域鏈 。

var a = 100
function F1() {
    var b = 200
    function F2() {
        var c = 300
        console.log(a) // 自由變量，順作用域鏈向父作用域找
        console.log(b) // 自由變量，順作用域鏈向父作用域找
        console.log(c) // 本作用域的變量
    }
    F2()
}
F1()

3.關(guān)于自由變量的取值

關(guān)于自由變量的值，上文提到要到父作用域中取，其實(shí)有時(shí)候這種解釋會(huì)產(chǎn)生歧義。

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函數(shù)中，取自由變量x的值時(shí)，要到哪個(gè)作用域中??？——要到創(chuàng)建fn函數(shù)的那個(gè)作用域中取，無論fn函數(shù)將在哪里調(diào)用。

所以，不要在用以上說法了。相比而言，用這句話描述會(huì)更加貼切:要到創(chuàng)建這個(gè)函數(shù)的那個(gè)域”。
作用域中取值,這里強(qiáng)調(diào)的是“創(chuàng)建”，而不是“調(diào)用”，切記切記——其實(shí)這就是所謂的"靜態(tài)作用域"

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函數(shù)，賦值給x。執(zhí)行x()，即執(zhí)行bar函數(shù)代碼。取b的值時(shí)，直接在fn作用域取出。取a的值時(shí)，試圖在fn作用域取，但是取不到，只能轉(zhuǎn)向創(chuàng)建fn的那個(gè)作用域中去查找，結(jié)果找到了,所以最后的結(jié)果是30

作用域與執(zhí)行上下文

許多開發(fā)人員經(jīng)常混淆作用域和執(zhí)行上下文的概念，誤認(rèn)為它們是相同的概念，但事實(shí)并非如此。

我們知道JavaScript屬于解釋型語言，JavaScript的執(zhí)行分為：解釋和執(zhí)行兩個(gè)階段,這兩個(gè)階段所做的事并不一樣：

解釋階段：

• 詞法分析
• 語法分析
• 作用域規(guī)則確定

執(zhí)行階段：

• 創(chuàng)建執(zhí)行上下文
• 執(zhí)行函數(shù)代碼
• 垃圾回收

JavaScript解釋階段便會(huì)確定作用域規(guī)則，因此作用域在函數(shù)定義時(shí)就已經(jīng)確定了，而不是在函數(shù)調(diào)用時(shí)確定，但是執(zhí)行上下文是函數(shù)執(zhí)行之前創(chuàng)建的。執(zhí)行上下文最明顯的就是this的指向是執(zhí)行時(shí)確定的。而作用域訪問的變量是編寫代碼的結(jié)構(gòu)確定的。

作用域和執(zhí)行上下文之間最大的區(qū)別是：
執(zhí)行上下文在運(yùn)行時(shí)確定，隨時(shí)可能改變；作用域在定義時(shí)就確定，并且不會(huì)改變。

一個(gè)作用域下可能包含若干個(gè)上下文環(huán)境。有可能從來沒有過上下文環(huán)境（函數(shù)從來就沒有被調(diào)用過）；有可能有過，現(xiàn)在函數(shù)被調(diào)用完畢后，上下文環(huán)境被銷毀了；有可能同時(shí)存在一個(gè)或多個(gè)（閉包）。同一個(gè)作用域下，不同的調(diào)用會(huì)產(chǎn)生不同的執(zhí)行上下文環(huán)境，繼而產(chǎn)生不同的變量的值。

后記

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作者：浪里行舟
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