深入理解JavaScript作用域和作用域鏈

• 前言
• 作用域(Scope)
  • 1.什么是作用域
  • 2.全域作用域和函式作用域
  • 3.塊級作用域
• 作用域鏈
  • 1.什么是自由變數
  • 2.什么是作用域鏈
  • 3.關于自由變數的取值
• 作用域與執行背景關系
  • 解釋階段：
  • 執行階段：
• 后記

前言

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

作用域(Scope)

1.什么是作用域

作用域是在運行時代碼中的某些特定部分中變數，函式和物件的可訪問性，換句話說，作用域決定了代碼區塊中變數和其他資源的可見性，可能這兩句話并不好理解，我們先來看個例子：

function outFun2() {
    var inVariable = "內層變數2";
}
outFun2();//要先執行這個函式，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到作用域的概念，變數inVariable在全域作用域沒有宣告，所以在全域作用域下取值會報錯，我們可以這樣理解：作用域就是一個獨立的地盤，讓變數不會外泄、暴露出去，也就是說作用域最大的用處就是隔離變數，不同作用域下同名變數不會有沖突，

ES6 之前 JavaScript 沒有塊級作用域,只有全域作用域和函式作用域，ES6的到來，為我們提供了‘塊級作用域’,可通過新增命令let和const來體現，

2.全域作用域和函式作用域

在代碼中任何地方都能訪問到的物件擁有全域作用域，一般來說以下幾種情形擁有全域作用域：

• 最外層函式 和在最外層函式外面定義的變數擁有全域作用域

var outVariable = "我是最外層變數"; //最外層變數
function outFun() { //最外層函式
    var inVariable = "內層變數";
    function innerFun() { //內層函式
        console.log(inVariable);
    }
    innerFun();
}
console.log(outVariable); //我是最外層變數
outFun(); //內層變數
console.log(inVariable); //inVariable is not defined
innerFun(); //innerFun is not defined

• 所有末定義直接賦值的變數自動宣告為擁有全域作用域

function outFun2() {
    variable = "未定義直接賦值的變數";
    var inVariable2 = "內層變數2";
}
outFun2();//要先執行這個函式，否則根本不知道里面是啥
console.log(variable); //未定義直接賦值的變數
console.log(inVariable2); //inVariable2 is not defined

• 所有window物件的屬性擁有全域作用域

一般情況下，window物件的內置屬性都擁有全域作用域，例如window.name、window.location、window.top等等，

全域作用域有個弊端：如果我們寫了很多行 JS 代碼，變數定義都沒有用函式包括，那么它們就全部都在全域作用域中，這樣就會 污染全域命名空間, 容易引起命名沖突，

// 張三寫的代碼中
var data = https://www.cnblogs.com/xzsj/archive/2021/01/30/{a: 100}

// 李四寫的代碼中
var data = {x: true}

這就是為何 jQuery、Zepto 等庫的原始碼，所有的代碼都會放在(function(){....})()中，因為放在里面的所有變數，都不會被外泄和暴露，不會污染到外面，不會對其他的庫或者 JS 腳本造成影響，這是函式作用域的一個體現，

函式作用域,是指宣告在函式內部的變數，和全域作用域相反，區域作用域一般只在固定的代碼片段內可訪問到，最常見的例如函式內部，

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

作用域是分層的，內層作用域可以訪問外層作用域的變數，反之則不行，我們看個例子，用泡泡來比喻作用域可能好理解一點：

最后輸出的結果為 2, 4, 12

• 泡泡1是全域作用域，有識別符號foo；
• 泡泡2是作用域foo，有識別符號a,bar,b；
• 泡泡3是作用域bar，僅有識別符號c，

值得注意的是：塊陳述句（大括號“｛｝”中間的陳述句），如 if 和 switch 條件陳述句或 for 和 while 回圈陳述句，不像函式，它們不會創建一個新的作用域，在塊陳述句中定義的變數將保留在它們已經存在的作用域中，

if (true) {
    // 'if' 條件陳述句塊不會創建一個新的作用域
    var name = 'Hammad'; // name 依然在全域作用域中
}
console.log(name); // logs 'Hammad'

JS 的初學者經常需要花點時間才能習慣變數提升，而如果不理解這種特有行為，就可能導致
bug ，正因為如此， ES6 引入了塊級作用域，讓變數的生命周期更加可控，

3.塊級作用域

塊級作用域可通過新增命令let和const宣告，所宣告的變數在指定塊的作用域外無法被訪問，塊級作用域在如下情況被創建：

1. 在一個函式內部
2. 在一個代碼塊（由一對花括號包裹）內部

let 宣告的語法與 var 的語法一致，你基本上可以用 let 來代替 var 進行變數宣告，但會將變數的作用域限制在當前代碼塊中，塊級作用域有以下幾個特點：

• 宣告變數不會提升到代碼塊頂部

let/const 宣告并不會被提升到當前代碼塊的頂部，因此你需要手動將 let/const 宣告放置到頂部，以便讓變數在整個代碼塊內部可用，

function getValue(condition) {
if (condition) {
let value = "https://www.cnblogs.com/xzsj/archive/2021/01/30/blue";
return value;
} else {
// value 在此處不可用
return null;
}
// value 在此處不可用
}

• 禁止重復宣告

如果一個識別符號已經在代碼塊內部被定義，那么在此代碼塊內使用同一個識別符號進行 let 宣告就會導致拋出錯誤，例如：

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

在本例中， count 變數被宣告了兩次：一次使用 var ，另一次使用 let ，因為 let 不能在同一作用域內重復宣告一個已有識別符號，此處的 let 宣告就會拋出錯誤，但如果在嵌套的作用域內使用 let 宣告一個同名的新變數，則不會拋出錯誤，

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

• 回圈中的系結塊作用域的妙用

開發者可能最希望實作for回圈的塊級作用域了，因為可以把宣告的計數器變數限制在回圈內，例如：

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

上面代碼中，計數器i只在for回圈體內有效，在回圈體外參考就會報錯，

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

上面代碼中，變數i是var命令宣告的，在全域范圍內都有效，所以全域只有一個變數i，每一次回圈，變數i的值都會發生改變，而回圈內被賦給陣列a的函式內部的console.log(i)，里面的i指向的就是全域的i，也就是說，所有陣列a的成員里面的i，指向的都是同一個i，導致運行時輸出的是最后一輪的i的值，也就是 10，

如果使用let，宣告的變數僅在塊級作用域內有效，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，變數i是let宣告的，當前的i只在本輪循環有效，所以每一次回圈的i其實都是一個新的變數，所以最后輸出的是6，你可能會問，如果每一輪回圈的變數i都是重新宣告的，那它怎么知道上一輪回圈的值，從而計算出本輪回圈的值？這是因為 JavaScript 引擎內部會記住上一輪回圈的值，初始化本輪的變數i時，就在上一輪回圈的基礎上進行計算，

另外，for回圈還有一個特別之處，就是設定回圈變數的那部分是一個父作用域，而回圈體內部是一個單獨的子作用域，

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

上面代碼正確運行，輸出了 3 次abc，這表明函式內部的變數i與回圈變數i不在同一個作用域，有各自單獨的作用域，

作用域鏈

1.什么是自由變數

首先認識一下什么叫做 自由變數 ，如下代碼中，console.log(a)要得到a變數，但是在當前的作用域中沒有定義a（可對比一下b），當前作用域沒有定義的變數，這成為 自由變數 ，自由變數的值如何得到 —— 向父級作用域尋找（注意：這種說法并不嚴謹，下文會重點解釋），

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

2.什么是作用域鏈

如果父級也沒呢？再一層一層向上尋找，直到找到全域作用域還是沒找到，就宣布放棄，這種一層一層的關系，就是 作用域鏈 ，

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

3.關于自由變數的取值

關于自由變數的值，上文提到要到父作用域中取，其實有時候這種解釋會產生歧義，

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函式中，取自由變數x的值時，要到哪個作用域中取？——要到創建fn函式的那個作用域中取，無論fn函式將在哪里呼叫，

所以，不要在用以上說法了，相比而言，用這句話描述會更加貼切:要到創建這個函式的那個域”，
作用域中取值,這里強調的是“創建”，而不是“呼叫”，切記切記——其實這就是所謂的"靜態作用域"

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()回傳的是bar函式，賦值給x，執行x()，即執行bar函式代碼，取b的值時，直接在fn作用域取出，取a的值時，試圖在fn作用域取，但是取不到，只能轉向創建fn的那個作用域中去查找，結果找到了,所以最后的結果是30

作用域與執行背景關系

許多開發人員經常混淆作用域和執行背景關系的概念，誤認為它們是相同的概念，但事實并非如此，

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

解釋階段：

• 詞法分析
• 語法分析
• 作用域規則確定

執行階段：

• 創建執行背景關系
• 執行函式代碼
• 垃圾回收

JavaScript解釋階段便會確定作用域規則，因此作用域在函式定義時就已經確定了，而不是在函式呼叫時確定，但是執行背景關系是函式執行之前創建的，執行背景關系最明顯的就是this的指向是執行時確定的，而作用域訪問的變數是撰寫代碼的結構確定的，

作用域和執行背景關系之間最大的區別是：
執行背景關系在運行時確定，隨時可能改變；作用域在定義時就確定，并且不會改變，

一個作用域下可能包含若干個背景關系環境，有可能從來沒有過背景關系環境（函式從來就沒有被呼叫過）；有可能有過，現在函式被呼叫完畢后，背景關系環境被銷毀了；有可能同時存在一個或多個（閉包），同一個作用域下，不同的呼叫會產生不同的執行背景關系環境，繼而產生不同的變數的值，

后記

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作者：浪里行舟
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