你不知道的JS之作用域和闭包（一）什么是作用域？

2022-01-27 10:21:30

原文：你不知道的js系列

什么是作用域（Scope）？

作用域 是这样一组规则——它定义了如何存放变量，以及程序如何找到之前定义的变量。

编译器原理

JavaScript 通常被归类为动态语言或者解释型语言，但实际上它是编译型语言。它不是像其它传统的编译型语言一样预先编译好，编译后也不能在各种系统上兼容。

但无论如何，JS 引擎采取和传统编译器相同的步骤，只不过以一种更不易被人意识到的负责的方式。

传统编译型语言的处理过程：

1. 分词/词法分析（Tokenizing/Lexing）

将一连串字符分割成有意义的片段，称为 token。比如 var a = 2；可能会被分成几个 token ：var，a，=，2，和；空格也有可能被保留为一个 token，取决于这个空格符是否有意义。

注：词法分析可以理解为基于有状态分析规则进行的分词，比如 a 是一个独立的 token 还是其它 token 的一部分。

2. 解析（Parsing）

将一个 token 序列转换成一个抽象语法树（Abstract Syntax Tree），代表整个程序的语法结构。

比如 var a = 2；可能就会有一个最上层的结点叫做变量声明，然后一个子结点标识符代表 a，另一个子结点为赋值表达式，表达式下面又有一个子结点叫做数字字面量，值为 2。

3. 代码生成（Code-Generation）

将一个抽象语法树转换成可执行代码。这部分的实现很大程度上依赖目标语言和平台。

所以抛开具体细节，我们只需要知道，通过某种方式，将上一步解析 var a = 2；得到的 AST转化成一系列机器指令，这些指令真正意义上创建了变量 a （在内存中）并赋给一个值。

而 JavaScript 引擎比这些步骤还要更加复杂。比如，在解析和代码生成的过程中，有对执行性能的优化以及去除冗余元素等。

首先，JavaScript 引擎没有足够的时间去做代码优化，因为 JavaScript 编译器没有预先构建的步骤。

对于 JavaScript 来说，很多情况下，在运行之前只有几微妙的时间去编译。

简单来说，任何 JavaScript 代码在执行之前都会先经过编译，然后立即执行。

理解作用域（Scope）

我们可以将编译的过程理解为一场对话，编译对象为 var a = a；

出场角色：

1.引擎——负责代码的编译和执行

2.编译器——引擎的一个朋友，负责分析语法和生成代码

3.作用域——引擎的另一个好朋友，收集和保存声明过的标识符（变量），以及严格规定了正在执行的代码如何对这些变量进行访问。

台前幕后：

当你看到代码 var a = 2；时，你很可能会把它看作一条语句，但引擎不是这么认为的。事实上，引擎看到的是两条语句，一个是编译器在编译的时候处理的，一个是在引擎执行代码期间才会处理的。

编译器做的第一件事情是分词，生成语法树。

接下来你可能假设编译器会生成类似于这样的代码：给变量分配一个内存区域，标记为 a，然后把值 2 放入这个变量里。

事实上编译器是这样做的：

1. 遇到 var a，编译器会问作用域，是否有变量 a 已经存在于当前的作用域集合，如果有，编译器就会忽略这个声明，否则，编译器会让作用域在当前的集合中新增一个变量a。

2. 编译器生成可执行代码，让引擎去执行，处理 a = 2 这个赋值语句。执行过程中，这段代码会首先问作用域，当前的集合范围内是否存在一个变量 a 可以访问，如果有，引擎会使用这个变量，如果没有，就会向上查找（嵌套作用域）

如果引擎最终可以找到这个变量，就给它赋值为 2，如果没有，引擎就会举手大喊“有个错误”

总结：一个变量赋值有两个动作，首选编译器声明变量（如果在当前范围内没有被声明过），其次，引擎查找这个变量，如果找到就赋值给这个变量。

编译器说

我们需要一些术语来进一步理解。

当引擎执行编译器在第 2 步生成的代码时，它必须去查找是否这个变量已经被声明，这个查找就是去问作用域，但是查询的方式会影响查询的结果。

在这个例子中，引擎将进行 “LHS” 查询变量 a ，另外一种查询为 “RHS”。

LHS 代表左边，RHS 是右边，这个左右是对于赋值操作符来说的。

当一个变量出现在赋值操作符的左边时，就会进行 LHS 查找，反之，则是 RHS 查找。

一个 RHS 是不太好区分的，因为它仅仅是查询变量的值，而 LHS 查询就是查找这个变量本身，然后可以进行赋值。

从这方面看，RHS 并不是真的在赋值操作右边的意思，它仅仅意味着不在左边。你也可以认为 RHS 是去取某个值。

比如：

console.log(a);

这里的 a 就是一个 RHS 引用，因为 a 没有被赋值，我们只是把 a 里的值取出来传给了console.log()

a = 2；

这个 a 就是一个 LHS 引用，因为这里我们不关心当前 a 的值是什么，我们只想把 2 赋值给它

注：LHS 和 RHS 这里的左右并不一定是字面代表的赋值操作符的左右，赋值也会以其它方式进行。所以 LHS 为赋值的目标，RHS 为赋值的源。

function foo(a) {

    console.log( a ); //

}

foo( 2 );

这里 foo(a) 中的 foo 就是一个 RHS 引用，而 foo(2) 在执行之后，把值 2 赋值给了参数 a，所有这里 a 是一个 LHS 引用。

在 console.log(a) 中，a 又是一个 RHS 引用，得到的值传给 console.log()，console 是一个 RHS 引用，然后检查这个对象是否有 log() 方法。

最后，概念化描述一下，当值 2 通过 a 传入 log() 时，a 发生了一个 LHS/RHS 交换，在 log 方法的内部实现中，我们可以假设它有参数，第一个参数是一个 LHS 引用，然后赋值为2 。

注：你可能会将函数声明理解为普通的变量声明和赋值，例如 var foo 以及 foo = function(a){... ，也就会认为这里包含一次 LHS 查询。

然而，这个细小但很重要的区别是，编译器在代码生成的时候处理声明和值的定义，也就是说在引擎执行代码的时候，没必要有把一个函数赋值给变量 foo 这个操作，因此，把一个函数声明看作是一个 LHS 查询赋值是不太合适的。

引擎/作用域对话

还是上面的代码，想象一组对话：

引擎：嘿！作用域，我有一个 foo 的 RHS 引用，你听过它吗？

作用域：呀我见过，编译器刚刚声明了它，它是一个函数，给你。

引擎：太棒了谢谢！我要执行 foo 了

引擎：嘿！作用域，我有一个对 a 的 LHS 引用，你听过吗？

作用域：呀我见过的，编译器刚刚声明了它作为 foo 的形参，给你啦

引擎：再次感谢啦！现在可以把 2 赋值给 a 了

引擎：嘿！作用域，我有一个对 console 的 RHS 引用，你听过吗？

作用域：没问题，它是个内置对象，给你

引擎：完美！查找 log()，找到！太好了，这是个函数

引擎：嘿！作用域，你帮我查一下对 a 的 RHS 引用，我记得它，但是想再次确认一下。

作用域：你是对的！还是那个 a ，给你

引擎：好了！现在把 a 的值，也就是 2 ，传给 log()

……

测试：

function foo(a) {

    var b = a;

    return a + b;

}

var c = foo( 2 );

找出其中的 LHS 查询（3个）

找出其中的 RHS 查询（4个）

注：在小结中查看答案

嵌套作用域

作用域是一组定义如何通过标识符名称查询变量的规则。通常程序中不只有一个作用域。

就像一个代码块或者函数可以被嵌套在另一个代码块或者函数中，作用域也可以嵌套别的作用域。

所以如果一个变量在当前的作用域没有被找到的话，引擎就会查找包含这个作用域的外部作用域，直到找到这个变量或者一直达到最外层（也就是全局作用域）。

function foo(a) {

    console.log( a + b );

}

var b = 2;

foo( 2 ); //

在这段代码中，对 b 的 RHS 引用在 foo 内部无法解决，但是在全局作用域中存在。

引擎在查找到最外层的全局作用域时就会停止，无论是否找到到变量。

建筑比喻

这栋建筑代表程序的嵌套作用域规则集合。第一层是代表你现在正则执行的作用域。建筑顶层是全局作用域。

你要查找当前的楼层来解析 LHS 和 RHS 引用。如果没找到，就坐电梯去上一层找，然后再上一层，……

错误

为什么区别 LHS 和 RHS 是重要的？

因为如果变量没有被声明时，这两种查找的行为是不一样的。

function foo(a) {

    console.log( a + b );

    b = a;

}

foo( 2 );

当对 b 进行 RHS 查找时，没有找到，这个时候就做 未声明 变量，引擎会抛出 ReferenceError 类型的错误。

相反，如果引擎进行 LHS 查找的时候，直到全局作用域都没有查询成功，如果程序不是在严格模式下，全局作用域会创建一个变量，然后返回给引擎。

但在严格模式下，引擎会和 RHS 的情况一样，抛出 ReferenceError 类型的错误。

如果一个 RHS 引用的变量被查找到，但是你想做一些不可能的操作，比如把一个非函数的值当作函数去调用，或者引用值为 null 或 undefined 的变量的属性，这时引擎就会抛出 TypeError 类型的错误。

ReferenceError 是作用域解析失败相关的错误，而 TypeError 表示作用域查找没有问题，但是对于值的操作非法/不可能的操作。

总结：

作用域的概念

LHS 查询和 RHS 查询

与作用域相关的赋值可以发生在赋值语句或者调用函数传参时

LHS 查询失败在严格模式和非严格模式下表现不同，在严格模式下抛出 ReferenceError 错误。

测试题答案

1.　c = ..

　　a = 2

　　b = ..

2.　foo(2..

　　 = a;

　　a + ..

　　.. + b

原文地址 https://github.com/getify/You-Dont-Know-JS/blob/master/scope%20%26%20closures/ch1.md

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