javascript篇-----执行环境和作用域

Posted 2020-10-09

　　执行环境是javascript中最为重要的一个概念。执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据，决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

　　全局执行性环境是最外围的一个执行环境，根据ECMAScript实现所在的宿主环境不同，表示执行环境的对象也不一样。在Web浏览器中，全局执行环境被认为是window对象，因为所有的全局变量和函数都是作为window对象的属性和方法创建的。某个执行环境中的所有代码执行完毕后，该环境被销毁，保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁。

　　每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。ECMAScript程序中的执行流正是由这个方便的机制控制的。

　　当代码在一个环境中执行时，会创建变量对象的一个作用域链。作用域链的用途，是在保证对执行环境有权访问的所有变量和函数都有序访问。作用域链的前端，始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数，则将其活动对象作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量，即arguments对象。作用域链中的下一个变量对象来自包含环境，而在下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样，一直延续到全局执行环境。全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。

　　标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程。搜索过程始终从作用域链的前端开始，然后逐级的向后回溯，直至找到标识符为止。

 1 {
 2   var color = ‘blue‘;
 3   function changeColor () {
 4     var anotherColor = ‘red‘;
 5     function swapColors () {
 6       var tempColor = anotherColor;
 7       anotherColor = color;
 8       color = tempColor;
 9       // swapColors()的局部环境，这里可以访问color，anotherColor和tempColor
10     }
11     // changeColor()的局部环境，这里可以访问color和anotherColor，但不能访问tempColor
12     swapColors();
13   }
14   // 全局环境window，这里只能访问color
15   changeColor();
16 }

　　上面的代码共涉及3个执行环境：全局环境、changeColor()局部环境和swapColors()的局部环境。全局环境中有一个变量color和一个函数changeColor()。changeColor()的局部环境中有一个名为anotherColor的变量和一个名为swapColors()的函数，但它也可以访问全局环境中的变量color。swapColors()的局部环境中有一个变量tempColor，该变量只能在这个环境中访问到。无论全局环境还是changeColor()的局部环境都无权访问tempColor。然而，在swapColors()内部则可以访问其他两个环境中的所有变量，因为那两个环境是它的父执行环境。下面的图展现了上面的代码的作用域链结构。

延长作用域链

　　下列语句可以在作用域链的前端临时增加一个变量对象，该变量对象的会在代码执行后被移除，

• • try-catch语句的catch块；
  • with语句；

　　这两个语句都会在作用域的前端添加一个变量对象。对于with语句来说，会将制定的对象添加到作用域链中。对catch语句来说，会创建一个新的变量对象，其中包含的是被抛出的错误对象的声明。

1 {
2   function buildUrl () {
3     var qs = ‘?debug=true‘;
4     with (location) {
5       var url = href + qs;
6     }
7     return url;
8   }
9 }

　　上面的代码中，with语句接受的是location对象，因此其变量对象中就包含了location对象的所有属性和方法，而这个变量对象被添加到了作用域链的前端。buildUrl()函数中定义了一个变量qs。当在with语句中引用变量href时（实际引用的是location.href），可以在当前执行环境的变量对象中找到。当引用变量qs时，引用的则是在buildUrl()中定义的那个变量，而该变量位于函数环境的变量对象中。至于with语句内部，则定义了一个名为url的变量，因而url就成了函数执行环境的一部分，所以可以作为函数的值被返回。

没有块级作用域

　　在其他类C的语言中，由花括号封闭的代码块都有自己的作用域，即块级作用域。对于有块级作用域的语言来说，块内的代码会在块执行完毕之后被销毁。但对于ECMAScript来说，并没有块级作用域，只有函数作用域，只有在函数块执行完毕之后才会销毁变量对象。

 声明变量

　　使用var声明的变量会自动被添加到最接近的环境中。在函数内部，最接近的环境就是函数的局部环境。在with语句中，最接近的环境是函数环境。如果初始化变量时没有使用var声明，该变量会自动的被添加到全局环境。

 1 {
 2   function add (num1, num2) {
 3     var sum = num1 + num2;
 4     return sum;
 5   }
 6   var result = add(10, 20);// 30
 7   //console.log(sum);// 会报错，sum定义在add()的局部作用域中，全局作用域中访问不到
 8   function add1 (num1, num2) {
 9     sum1 = num1 + num2;// 未使用var声明变量，会被添加到全局作用域中
10     return sum1;
11   }
12   var result1 = add1(10, 30);// 40
13   console.log(sum1);// 40,能够访问到被添加到全局作用域中的sum1
14 }

查询标识符

　　当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时，必须通过搜索来确定该标识符实际代表什么。搜索过程从作用域链的前端开始，向上逐级查询与给定名字匹配的标识符。如果在局部环境中找到了该标识符，搜索过程停止，变量就绪。如果在局部环境中没有找到该变量名，则继续沿作用域链向上搜索。搜索过程将一直追溯到全局环境的变量对象。如果在全局环境中也没有找到这个标识符，则意味着该变量尚未声明。

　　在这个搜索过程中，如果存在一个局部的变量的定义，则搜索自动停止，不再进入另一个变量对象。换句话说，如果局部环境中存在同名标识符，就不会使用位于父环境中的标识符。

1 {
2   var color = ‘blue‘;
3   function getColor () {
4     var color = ‘red‘;
5     return color;
6   }
7   console.log(getColor());// "red"
8 }

 　　在上面的代码中，getColor()函数中声明了一个名为color的局部变量。调用函数时，该变量就会被声明。而当函数中的第二行代码执行时，意味着必须找到并返回变量color的值。搜索过程首先从局部环境中开始，而且在这里发现了一个名为color的变量，其值为“red”。因为变量已经找到了，所以搜索即刻停止，return语句就使用这个局部变量，并为函数会返回“red”。也就是说，任何位于局部变量color的声明之后的代码，如果不使用window.color都无法访问全局color变量。下图展现整个的搜索步骤。