作用域链–JS基础核心之一
Posted 方小川
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了作用域链–JS基础核心之一相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
JS中的作用域，大家都知道的，分为全局作用域和局部作用域，没有块级作用域，听起来其实很简单的，可是作用域是否能够有深入的了解，对于JS代码逻辑的编写成功率，BUG的解决能力，以及是否能写出更优秀的代码，都有很重要的影响的，如果想要写出更优雅更高效的逻辑代码，那么就要深入的了解一下作用域的问题了，确切的说，是要更深入的了解一下，怎么更有效更巧妙的利用作用域。
全局和局部作用域
这个我觉得吧，只要学习过编程语言的，就会对这些有简单的了解的。比如在JS语言中，属于window对象的属性和方法，是可以被我们自定义的函数或者方法的局部作用域访问的，而我们自定义的函数和对象内部的属性和方法，却只能在内部使用。这里，window对象就是在全局作用域中，而我们自定义的函数或者对象内部，就是局部作用域。
- var num = 1;
- function changeNum(){
- var str = "zhang";
- num = 2;
- }
- console.log(num); //1
- console.log(typeof str);//undefined
- changeNum();
- console.log(num); //2
- console.log(typeof str);//undefined
上述代码中，之所以要使用typeof str，是因为对于没有定义的变量，浏览器会抛出错误，并且阻塞浏览器继续执行后续代码的。
局部作用域的位置一般是在函数或者对象内部，为了叙述方便，接下来就只以函数的局部作用域来进行分析说明。
在函数中使用var操作符定义一个变量，那么当这个函数执行完毕之后，这个变量也会被销毁（也有的情况下不会，比如闭包，后面会说明），而全局变量会一直存在。所以在我们写代码时，尽量少的使用全局变量，滥用全局变量，简直就是一个会令人恶心的习惯，因为它会带来很多不必要的麻烦。
- 1：变量过多，命名麻烦
- 2：局部变量，忘记使用var定义，修改了全局变量，这样的错误对于代码的维护简直是噩梦
- 3：全局变量会在页面卸载前一直存在，损耗不必要的内存。
暂时就想到这些，反正就是尽量少用就对了。。。。
作用域链
引自javascript高级程序设计（第三版）（P73）：当代码在一个环境中执行时，会创建变量对象的的一个作用域链（scope chain）。作用域链的用途，是保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。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。如果这个环境是一个函数，则将其活动对象作为变量对象。
每一个函数都有自己的执行环境，当执行流进一个函数时，函数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，这个栈也就是作用域链。
上面写了那么多，在我看起来可以用下面的简单代码来表达：
- var a = 1;
- //全局作用域，只能访问全局变量，也就是a变量
- function A(){
- var b = 2;
- //A函数的局部作用域，可以访问到a，b变量，但是访问不到c变量
- function B(){
- //B函数局部作用域，可以访问到a，b，c变量
- var c = 3;
- }
- }
很明显的，貌似作用域方面，也没有什么好说的。可是，有时候，我们却不得不去访问一些局部作用域内部的东西，比如两个模块函数，使用了相同的数据，这里我们也只能把这些相同的数据放入全局变量，使得两个函数模块，都可以调用这些数据。
但是想想，如果这样的需求很多，那么不久需要很多很多的全局变量，而滥用全局变量的不好之处，前面也说了，所以这并不是一种好的写法。
减少全局变量
减少全局变量的方法，其实也很多，比如把一些相同类型的全局变量存入一个对象，那么就可以把这些类型的N多个全局变量，变成一个全局的对象，之后按照对象访问即可。
当然，我觉得吧，最简单，又好用的，还是在一个函数内部，继续定义函数，就像之前在函数A内部，定义了函数B，这样我们只需要一个函数A的执行，就可以完成一整个逻辑。内部的调用，都只能算是局部变量的调用，在全局只添加了一个函数A。
比如:
- function A(){
- var arr = [];
- function a(){};
- function b(){};
- return;
- }
这样，我们本来需要三个全局变量的问题，就变成了只需要一个。当然，如何减少全局变量的方法是有很多种的，这里不做讨论。
这里，我们就讨论一种我们最常见的方法，也算是很常用的一种代码书写方法吧，它叫：闭包。
减少全局变量方法–闭包
说到闭包，我们首先来看一个最最简单的例子，也是最最基础的例子：为多个相同的元素，绑定事件，在点击每一个元素时，提示被点击元素的排列位置。
- <div id = "test">
- <p>栏目1</p>
- <p>栏目2</p>
- <p>栏目3</p>
- <p>栏目4</p>
- </div>
这样的结构
- function bindClick(){
- var allP = document.getElementById("test").getElementsByTagName("p"),
- i=0,
- len = allP.length;
- for( ;i<len;i++){
- allP[i].onclick = function(){
- alert("you click the "+i+" P tag!");
- //you click the 4 P tag!
- }
- }
- }
- bindClick();
- //运行函数，绑定点击事件
这样的JS处理，看起来没有问题，可是在测试的时候，不管我们点击哪一个p标签，我们获取到的结果都是相同的，tell me why?说白了，这就是作用域到导致的一个问题。
下面来分析一下原因。首先呢，我们先把上述的JS代码给分解一下，让我们看起来更容易理解。
- function bindClick(){
- var allP = document.getElementById("test").getElementsByTagName("p"),
- i=0,
- len = allP.length;
- for( ;i<len;i++){
- allP[i].onclick = AlertP;
- }
- function AlertP(){
- alert("you click the "+i+" P tag!");
- }
- }
- bindClick();
- //运行函数，绑定点击事件
这里应该没有什么问题吧，前面使用一个匿名函数作为click事件的回调函数，这里使用的一个非匿名函数，作为回调，完全相同的效果。也可以做下测试哦。
理解上面的说法了，那么就可以很简单的理解，为什么我们之前的代码，会得到一个相同的结果了。首先看一下for循环中，这里我们只是对每一个匹配的元素添加了一个click的回调函数，并且回调函数都是AlertP函数。这里当为每一个元素添加成功click之后，i的值，就变成了匹配元素的个数，也就是i=len，而当我们触发这个事件时，也就是当我们点击相应的元素时，我们期待的是，提示出我们点击的元素是排列在第几个，这个时候，click事件触发，执行回调函数AlertP，但是当执行到这里的时候，发现alert方法中，有一个变量是未知的，并且在AlertP的局部作用域中，也没有查找到相应的变量，那么按照作用域链的查找方式，就会向父级作用域去查找，这里的父级作用域中，确实是有变量i的，而i的值，却是经过for循环之后的值，i=len。所以也就出现了我们最初看到的效果。
了解了这里的原因，那么解决方法也就很简单了，控制这个作用域的问题呗，说白了，也就一个方法，那就是在回调函数中，用一个局部变量，来记录这个i的值，这样当再局部作用域中使用到i变量时，就会使用优先使用局部变量中的i变量的值。不会再去查找全局变量了。
所以呢，理解了这两段文字，那么如果我把代码写成下面的样式：
- function bindClick(){
- var allP = document.getElementById("test").getElementsByTagName("p"),
- i=0,
- len = allP.length;
- for( ;i<len;i++){
- allP[i].onclick = AlertP;
- }
- }
- function AlertP(){
- alert("you click the "+i+" P tag!");
- }
- bindClick();
- //运行函数，绑定点击事件
分析一下，如果这段代码这样写，那么结果会是如何呢？
说到了这里，大概也能理解一下闭包的概念了，按照之前我们说的作用域链的说法，当一个函数运行时，该函数就会被推入作用域链的前端，当函数执行结束，这个函数就会被推出作用域链，并且销毁函数内部的局部变化和方法。
但是这里呢，当bindClick运行结束后，依然可以通过click事件访问到bindClick函数内部的i变量，说明bindClick函数内部的i变量，在bindClick结束后，并没有被销毁，这也就是闭包了。
OK，回到正题，这里既然知道了需要一个局部变量的i值，可以解决这个问题，那么方法也就很简单了，按我们之前说的，变量按照可访问性的话，只分为全局变量和局部变量，那么这里的就很简单了，使用一个函数，构造一个局部变量即可。
方法1：使得绑定click事件的目标对象和变量i都变成局部变量。这里可以直接把这两者作为形参，传递给另外的一个函数即可。
- function bindClick(){
- var allP = document.getElementById("test").getElementsByTagName("p"),
- i=0,
- len = allP.length;
- for( ;i<len;i++){
- AlertP(allP[i],i);
- }
- function AlertP(obj,i){
- obj.onclick = function(){
- alert("you click the "+i+" P tag!");
- }
- }
- }
- bindClick();
这里，obj和i在AlertP函数内部，就是局部变量了。click事件的回调函数，虽然依旧没有变量i的值，但是其父作用域AlertP的内部，却是有的，所以能正常的显示了，这里AlertP我放在了bindClick的内部，只是因为这样可以减少必要的全局函数，放到全局也不影响的。
这里是添加了一个函数进行绑定，如果我不想添加函数呢，当然也可以实现了，这里就要说到自执行函数了。说到自执行函数，不知道大家有什么理解，曾经有段事件，我实在是理解不到那种写法，为何叫做自执行函数，这里也顺便带一笔了。
有没有人，在刚开始接触到JS时，会这样绑定事件：obj.onclick = callback();
然后出错了却一直找不到错误在哪里，后来才之后，当一个函数名添加了括号之后，就是函数执行了，那么也就明白了，上面的写法，其实就是把callback函数执行后的返回结果作为了obj的click事件的回调函数了。
而函数名的话，也就是一个function函数的引用吧，根据函数名查找到对应的function处理模块，所以这里很容易的也就想到了，自执行函数也就是直接在一个匿名函数的后面添加一对小括号，那么这个匿名函数就会自己执行了。所以也就是自执行函数了。
比如我们在页面加载之后，想要立即提示用户，页面加载完毕，我们习惯于这么写：
- function loadSuccess(){
- alert("page onload success!");
- }
- loadSuccess();
这是我们常用的方法，这里首先定义个函数，并把函数名命名为loadSuccess，之后调用这个函数。很常用很简单。
这里我们通常也可以使用自执行函数来完成这个提示，你就可以这样写：
- (function(){
- alert("page onload success!");
- })();
完成相同的功能，这里必须把这个匿名函数放在小括号内部，不然浏览器会报错的。
原因呢，也是JS中的常识之一，那就是function A(){}这样的定义函数的方法，会在浏览器进行预编译的时候进行解析，而var A = function(){}这样的定义函数的方法，则是当JS解析到该行代码时，才会被解析。
这里呢，如果在上面的自执行函数中，不添加第一个小括号，浏览器就会在预编译时，对该部分进行解析，但是这个时候，因为没有对这部分function进行命名，浏览器在预编译时就会报错，而导致无法进行下去了。
使用下面这段函数，就可以证明，是在预编译的时候，报错的而导致无法执行的
- alert("123");
- function(){
- alert("page onload success!");
- }();
当然啦，加括号本就不是必须的，比如我们使用表达式定义函数时，var A = function(){}这种写法，就不是在预编译的时候进行的，所以，如果我们的自执行函数会把返回值定义到另外一个变量，是可以省略掉小括号的。
比如：
- alert("123");
- var a = function(){
- alert("page onload success!");
- }();
这样写也会连续有两个alert执行，完成我们之前说的功能，也不会报错，只是这时，自执行函数是没有返回值的，所以最后的a变量，是undefined。不过呢，为了统一起见，也为了看着方便，所以还是对各种写法的自执行函数的写法，都添加上小括号吧。
至于为什么，添加了小括号()()，这样写，就可以，那就是因为，这样的写法就变成一个表达式了。。。。
可以这么证明一下：
- (function A(){
- alert("page onload success!");
- });
- A();
只是这样的写法，和表达式定义函数就类似了，而且还会有一个问题就是，A函数，只有在这个括号内部使用。在外部使用，需要先把这个表达式进行赋值才行，如果赋值，那不就是成了使用赋值表达式定义函数了。
说的远了点，回来继续：到这里也大概了解了自执行函数的执行方法了吧。那使用自执行函数的方法，进行事件的绑定，大概也能猜到它的原理了吧。obj.onclick = callback();。如果我把callback函数的返回值，定义成一个函数，那当click事件触发时，不就是触发了这个返回的函数了。
所以呢，我们可以这样写：
- function bindClick(){
- var allP = document.getElementById("test").getElementsByTagName("p"),
- i=0,
- len = allP.length;
- for( ;i<len;i++){
- allP[i].onclick = AlertP(i);
- }
- }
- function AlertP(i){
- return function(){
- alert("you click the "+i+" P tag!");
- }
- }
- bindClick();
没有什么问题吧？应该很容易理解到吧。
可是这样的写法呢，添加了一个函数变量，如果不添加呢。。。OK的，把后面的函数直接替换过去就行了。。。。
- function bindClick(){
- var allP = document.getElementById("test").getElementsByTagName("p"),
- i=0,
- len = allP.length;
- for( ;i<len;i++){
- allP[i].onclick = function (i){
- return function(){
- alert("you click the "+i+" P tag!");
- }
- }(i);
- }
- }
- bindClick();
这样看起来，对比之前的写法，应该就能很明显的了解到，为什么这么写，能得到我们想要的结果了吧。
OK，这也是闭包的最简单的应用了，其他的闭包写法也有，只是就原理方面来说，和上面这种是相同的原理，所以这里就不一一列举了，用到闭包的地方其实很多（比如惰性载入函数，单例模式中的对象定义等），如果您能理解到这最简单闭包的原理，那么其他用到闭包的地方，见到了，也就能理解了。或者说，想要使用的时候，也就能想到应该怎么用了吧。
之前的文章中，也有一篇文章中的代码，主要就是使用的闭包的思想，可以参考：jQuery源码学习（二）–proxy
备注
计时器在一些动态页面，做一些动画效果时，是不可或缺的一个元素，它和alert方法相同，都是属于window对象的方法。使用计时器时，是有少许差别的，这里就以setTimeout为例简单说明：
看例子：代码中中的两个setTimeout执行后的结果分别是什么？
- var a = 1;
- function B(){
- var a = 2;
- setTimeout("C()",1000);
- setTimeout(C,2000);
- function C(){
- alert("a="+a);
- }
- }
- function C(){
- alert("a="+a);
- }
- B();
测试一下也就知道了，分别为1和2，因为setTimeout是把后面执行的方法，第一种写法，只会查找全局变量中，是否有A函数，而第二种写法，会优先查找当前作用域中是否有A函数，如果局部没有的话，则顺序查找到全局作用域中。
有一种情况，是说，计时器内部调用的函数的this指向，是指向window的，这里可以说有错，也可以说没错，看一个例子：假设给id=test的一个元素绑定一个click事件。查看其中的this的值。
- document.getElementById("test").onclick = function(){
- alert(this); //指向触发该事件的元素对象
- setTimeout("A()",1000); //这里调用指向window
- }
- function A(){
- alert(this);
- }
这里就不考虑在IE8-的浏览器了。
按照最初写的两个计时器的例子，在写出如下的代码：
- document.getElementById("test").onclick = function() {
- alert(this); //指向触发该事件的元素对象
- setTimeout(A,1000); ////这里依然指向window
- function A(){
- alert(this);
- }
- };
- function A(){
- alert(this);
- }
为什么？不是按理说，这里应该是调用的内部的A方法吗？为什么this却是指向的window？
有一个不确定的想法是：当调用了计时器时，会把当前作用域中的方法，内部的this指向window对象了。而且仅仅是修改了方法内部的this指向，如果有私有变量的取值，依然按照原函数所在的位置，根据作用域，进行取值。
可以这么证明一下：
- var a = 1;
- document.getElementById("test").onclick = function() {
- alert(this);
- var a = 123;
- setTimeout(A,1000);
- function A(){
- alert("a="+a);
- alert(this);
- }
- }
- function A(){
- alert("a="+a);
- alert(this);
- }
this的指向是和上面一个实例相同的，而alert中的a变量的取值，却是优先获取局部作用域中的值。
当然啦，这里如果把计时器中的调用方法，更换一下，那结果就不相同了哦。
- var a = 1;
- document.getElementById("test").onclick = function() {
- alert(this);
- var a = 123;
- setTimeout("A()",1000);
- function A(){
- alert("a="+a);
- alert(this);
- }
- }
- function A(){
- alert("a="+a);
- alert(this);
- }
这里，有兴趣的可以试试吧，说到这里，也发现，虽然使用计时器会强制把调用函数的内部的this指向改变成指向window的，但是对于作用域链的影响却只有写法不同带来的影响。即：setTimeout("A()",1000);和setTimeout(A,1000);的不同。当然对于第二种写法，我们可以使用call和apply强行改变A内部this的指向，不过这些跟本文的内容，貌似没有什么关系，就不多说了。
其实，按照我本来的想法，这里该写一下计时器（setTimeout，setInterval）和call,apply这几个和作用域链的关系，但是写到这里，又感觉他们的并没有什么关系，所以关于作用域链，就到这里。
OK了，如果您有什么新的想法，或者认识，或者发现文中的错误，请指教，非常感谢！
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以上是关于作用域链–JS基础核心之一的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章