作用域

作用域，也就是我們常說的詞法作用域，說簡單點就是你的程序存放變量、變量值和函數(shù)的地方。根據(jù)作用范圍不同可以分為全局作用域和局部作用域，簡單說來就是，花括號 {}括起來的代碼共享一塊作用域，里面的變量都對內(nèi)或者內(nèi)部級聯(lián)的塊級作用域可見，這部分空間就是局部作用域，在 {}之外則是全局作用域。

全局作用域

在JavaScript中，作用域是基于函數(shù)來界定的。也就是說屬于一個函數(shù)內(nèi)部的代碼，函數(shù)內(nèi)部以及內(nèi)部嵌套的代碼都可以訪問函數(shù)的變量。

function test(a){
    var b = a * 2
    function test2(c){
        console.log(a ,b, c)
    }
    test2(b * 3)
}
test(4) // 4 8 24

我們不妨嘗試著來為這套代碼劃分一下作用域，上面定義了一個函數(shù)test，里面嵌套了函數(shù) test2。圖中三個不同的顏色，對應三個不同的作用域:

• ①對應著全局 scope，這里只有 test2
• ②是 test2界定的作用域，包含a、b、bar
• ③是bar界定的作用域，這里只有c這個變量。

在查詢變量并作操作的時候，變量是從當前向外查詢的。就上圖來說，就是③用到了a會依次查詢③、②、①。由于在②里查到了a，因此不會繼續(xù)查①了。這個其實就是作用域鏈的查找方式，詳細內(nèi)容我們后續(xù)介紹。

作用域中的錯誤

這里順便講講常見的兩種error, ReferenceError和 TypeError。如上圖，如果在test2里使用了d，那么經(jīng)過查詢③、②、①都沒查到，那么就會報一個ReferenceError；

如果bar里使用了b，但是沒有正確引用，如b.abc(),這會導致TypeError

局部作用域

在局部作用域里面的變量通常是用到 with, let, const

with

對于with第一印象可能就是 with關鍵字的作用在于改變作用域，但并不代表這個關鍵字不好用，至少面試的時候大概率會可以被卷起來，如果你不常用的話。

with語句的原本用意是為逐級的對象訪問提供命名空間式的速寫方式，也就是說在指定的代碼區(qū)域，直接通過節(jié)點名稱調(diào)用對象。 with通常被當做重復引用同一個對象中的多個屬性的快捷方式，可以不需要重復引用對象本身。如下面代碼

var obj = {a: 2, b: 2, c: 2};
with (obj) { 
      a = 5;
      b = 5;
      c = 5;  
}
console.log(obj) // {a: 5, b: 5, c: 5}

我們快速的創(chuàng)建了一個 obj對象，為了能快速改變obj的值我們可以通過 with的方式來進行修改，當然了，我們也可以通過逐行賦值的方式來進行，代碼不夠簡潔就是了。話說回來，在這段代碼中，我們使用了 with語句關聯(lián)了 obj對象，這就意味著在 with代碼塊內(nèi)部，每個變量首先被認為是一個局部變量，如果局部變量與 obj對象的某個屬性同名，則這個局部變量會指向 obj對象屬性。

弊端

在上面的例子中，我們可以看到， with可以很好地幫助我們簡化代碼。但生產(chǎn)環(huán)境中卻很少見到，事實上并不是少見多怪，主要是不推薦使用，為啥嘞？原因如下：

• 數(shù)據(jù)泄露
• 性能下降

數(shù)據(jù)泄露

function test3(obj) {
	with (obj) {
		a = 2;
	}
}

var o1 = {
	a: 3
};

var o2 = {
	b: 3
}

foo(o1);
console.log(o1.a)

foo(o2);
console.log(o2.a);	
console.log(a);		

在運行的過程中，我們可以看到，對于 o1.a, o2.a的回顯結果都不奇怪，畢竟對于 o1.a來說a是在作用域中定義的，而 o2.a壓根在o2中未定義，對于這個結果顯而易見，但為何 a的值會從未定義到已賦值之間的轉變呢？這個很危險的，畢竟這個時候已然出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露

首先，我們來分析上面的代碼。例子中創(chuàng)建了 o1和 o2兩個對象。其中一個有 a屬性，另外一個沒有。 test3(obj)函數(shù)接受一個 obj的形參，該參數(shù)是一個對象引用，并對該對象引用執(zhí)行了 with(obj){...}。在 with 塊內(nèi)部，對 a有一個詞法引用，實際上是一個 LHS引用，將 2 賦值給了它。

當我們將 o1傳遞進去， a = 2賦值操作找到了 o1.a并將 2 賦值給它。而當 o2 傳遞進去，o2 并沒有 a 的屬性，因此不會創(chuàng)建這個屬性， o2.a保持 undefined。

但為什么對 o2的操作會導致數(shù)據(jù)的泄漏呢？

要回答這個問題則是需要了解 LHS查詢的機制，后面有機會我們再展開來分享，基于LHS查詢的原理分析，當我們傳遞 o2給 with時， with所聲明的作用域是 o2, 從這個作用域開始對 a 進行 LHS查詢，在 o2 的作用域、foo(…) 的作用域和全局作用域中都沒有找到標識符 a，因此在非嚴格模式下，會自動在全局作用域創(chuàng)建一個全局變量，在嚴格模式下，會拋出 ReferenceError異常。

性能下降

with 會在運行時修改或創(chuàng)建新的作用域，以此來欺騙其他在開發(fā)時定義的詞法作用域。with的使用可以令代碼更具有擴展性，雖然有數(shù)據(jù)泄漏的可能，但只要稍加注意就可以避免，除此之后，靈活運用難道不可以創(chuàng)造出很好地功能嗎？事實上真的不能，不妨我們考察一下性能特點

function test4() {
	console.time("test4");
	var obj = {
		a: [1, 2, 3]
	};
	for(var i = 0; i < 100000; i++)
	{
		var v = obj.a[0];
	}
	console.timeEnd("test4");
}
test4();

function testWith() {
	console.time("testWith");
	var obj = {
		a: [1, 2, 3]
	};
	with(obj) {
		for(var i = 0; i < 100000; i++) {
			var v = a[0];
		}
	}
	console.timeEnd("testWith");
}

testWith();

在處理相同邏輯的代碼中，沒用 with的運行時間僅為 1.94 ms。而用 with的運用時間長達 44.13ms。

這是為什么呢？

原因是 JavaScript引擎會在編譯階段進行數(shù)項的性能優(yōu)化。其中有些優(yōu)化依賴于能夠根據(jù)代碼的詞法進行靜態(tài)分析，并預先確定所有變量和函數(shù)的定義位置，才能在執(zhí)行過程中快速找到標識符。

但如果引擎在代碼中發(fā)現(xiàn)了 with，它只能簡單地假設關于標識符位置的判斷都是無效的，因為無法知道傳遞給 with用來創(chuàng)建新詞法作用域的對象的內(nèi)容到底是什么。此時引擎的所有的優(yōu)化努力大概率都是無意義的。因此引擎會采取最簡單的做法就是完全不做任何優(yōu)化。這種情況下，設想我們代碼大量使用 with或者 eval()，那么運行起來一定會變得非常慢。無論引擎多聰明，努力將這些悲觀情況的副作用限制在最小范圍內(nèi)，也無法避免代碼會運行得更慢的事實。┑(￣Д ￣)┍

let

在局部作用域中，關鍵字let、const倒是很常見了，先說說說let，其是ES6新增的定義變量的方法，其定義的變量僅存在于最近的{}之內(nèi)。

var test5 = true;
if (test5) {
    let bar = test5 * 2;
    console.log( bar );
}
console.log( bar ); // ReferenceError

const

與let一樣，唯一不同的是const定義的變量值不能修改

var test6 = true;
if (test6) {
    var a = 2;
    const b = 3; 
    a = 3;
    b = 4; 
}
console.log( a ); 
console.log( b ); 

對于a來說是全局變量，而對于b的作用范圍僅僅是存在與 if的塊內(nèi)，此外從嘗試對b進行修改的時候也會出錯，提示不能對其進行修改

作用域鏈

在局部作用中，引用一個變量后，系統(tǒng)會自動在當前作用域中尋找var的聲明語句，如果找到則直接使用，否則繼續(xù)向上一級作用域中去尋找var的聲明語句，如未找到，則繼續(xù)向上級作用域中尋找…直到全局作用域中如還未找到var的聲明語句則自動在全局作用域中聲明該變量。我們把這種鏈式的查詢關系就稱之為"作用域鏈"。這個尋找的過程也是可以在局部作用域中可以引用全局變量的答案

代碼中的 testInner2函數(shù)中沒有對變量a進行賦值操作，因此由內(nèi)到外一層層尋找，發(fā)現(xiàn)在 testInner中有 var a的賦值操作，由此返回a的賦值，有興趣的讀者不妨把 testInner里面的賦值操作去掉，可以發(fā)現(xiàn)函數(shù)運行返回 a的賦值是 yerik。

其實作用域鏈本質是一個對象列表，其保證了變量對象可以有序的訪問。其開始的地方是當前代碼執(zhí)行環(huán)境的變量對象，常被稱之為“活躍對象”（AO），變量的查找會從第一個鏈的對象開始，如果對象中包含變量屬性，那么就停止查找，如果沒有就會繼續(xù)向上級作用域查找，直到找到全局對象中，如果找不到就會報 ReferenceError。

閉包

簡單的說就是一個函數(shù)內(nèi)嵌套另一個函數(shù)，這就會形成一個閉包。請牢記這句話：“無論函數(shù)是在哪里調(diào)用，也無論函數(shù)是如何調(diào)用的，其確定的詞法作用域永遠都是在函數(shù)被聲明的時候確定下來的”

function test7() {
    var a = 2;
    function test8() {
        console.log( a ); // 2
    }
    test8();
}
test7();

我們看到上面的函數(shù) test7里嵌套了 test8，這樣 test8就形成了一個閉包。在 test8內(nèi)可以訪問到任何屬于 test7的作用域內(nèi)的變量。

function test7() {
    var a = 2;
    function test8() {
        console.log( a ); // 2
    }
    return test8;
}
var test9 = test7();
test9(); // 2

在第8行，我們執(zhí)行完 test7()后按理說垃圾回收器會釋放test7的詞法作用域里的變量，然而沒有，當我們運行 test9()的時候依然訪問到了 test7中a的值。這是因為，雖然 test7()執(zhí)行完了，但是其返回了 test8并賦給了 test9， test8依然保持著對 test7形成的作用域的引用。這就是依然可以訪問到 test7中a的值的原因。再想想，“無論函數(shù)是在哪里調(diào)用，也無論函數(shù)是如何調(diào)用的，其確定的詞法作用域永遠都是在函數(shù)被聲明的時候確定下來的”。

我們再來看另一個例子

function createClosure(){
    var name = "yerik";
    return {
        setStr:function(){
            name = "naug";
        },
        getStr:function(){
            return name + ":hello";
        }
    }
}
var builder = new createClosure();
builder.setStr();
console.log(builder.getStr());

上面在函數(shù)中返回了兩個閉包，這兩個閉包都維持著對外部作用域的引用，因此不管在哪調(diào)用都是能夠訪問外部函數(shù)中的變量。在一個函數(shù)內(nèi)部定義的函數(shù)，閉包中會將外部函數(shù)的自由對象添加到自己的作用域中，所以可以通過內(nèi)部函數(shù)訪問外部函數(shù)的屬性，這就是js模擬私有變量的一種方式。

注意：由于閉包會拓展附帶函數(shù)的作用域（內(nèi)部匿名函數(shù)攜帶外部函數(shù)的作用域），因此，閉包會比其他函數(shù)多占用些內(nèi)存空間，過度使用會導致內(nèi)存占用增加，這個時候如果要對性能進行優(yōu)化可能會增加一些難度。

閉包對作用域鏈的影響

由于作用域鏈機制的影響，閉包只能取得內(nèi)部函數(shù)的最后一個值，這引起了一個副作用，如果內(nèi)部函數(shù)在一個循環(huán)中，那么變量的值始終為最后一個值。

var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
console.log(data[0])
console.log(data[1])
console.log(data[2])

如果我們想要獲取循環(huán)過程的中的結果，應該要怎么做呢？

• 返回匿名函數(shù)的賦值或者立即執(zhí)行函數(shù)
• 使用es6的let

匿名函數(shù)的賦值

var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = (function (num) {
      return function(){
          console.log(num);
      }
  })(i);
}
console.log(data[0])
console.log(data[1])
console.log(data[2])

無論上是立即執(zhí)行函數(shù)還是返回一個匿名函數(shù)賦值，原理上都是因為變量的按值傳遞，所以會將變量i的值賦值給實參num，在匿名函數(shù)的內(nèi)部又創(chuàng)建了一個用于訪問num的匿名函數(shù)，這樣每一個函數(shù)都有一個num的副本，互不影響。

使用let

var data = [];

for (let i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = (function (num) {
      return function(){
          console.log(num);
      }
  })(i);
}
console.log(data[0])
console.log(data[1])
console.log(data[2])

前面我們介紹到let主要是作用域局部變量，由于其的存在，使for中的i存在于局部作用域中，而不是再全局作用域。

這個函數(shù)表執(zhí)行完畢，其中的變量會被銷毀，但是因為這個代碼塊中存在一個閉包，閉包的作用域鏈中引用著局部作用域，所以在閉包被調(diào)用之前，這個塊級作用域內(nèi)部的變量不會被銷毀。

這個循環(huán)本質上就是這樣

var data = [];// 創(chuàng)建一個數(shù)組data;

{ 
	// 進入第一次循環(huán)
	let i = 0; // 注意：因為使用let使得for循環(huán)為局部作用域
	           // 此次 let i = 0 在這個局部作用域中，而不是在全局環(huán)境中
    data[0] = function() {
    	console.log(i);
	};
}
{ 
    // 進入第二次循環(huán)
	let i = 1; // 因為 let i = 1 和上面的 let i = 0     
	           // 在不同的作用域中，所以不會相互影響
	data[1] = function(){
         console.log(i);
	}; 
}
...

當我們執(zhí)行 data[1]()的時候，相當于是進入了以下的執(zhí)行環(huán)境

{ 
     let i = 1; 
     data[1] = function(){
          console.log(i);
     }; 
}

在上面這個執(zhí)行環(huán)境中，它會首先尋找該執(zhí)行環(huán)境中是否存在i，沒有找到，就沿著作用域鏈繼續(xù)向上找，在其所在的塊級作用域執(zhí)行環(huán)境中，找到i=1，于是輸出1。

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