JavaScript基础–作用域

什么是作用域

作用域定义了变量在哪查找和怎样查找的一系列规则。通常我们在JS中定义的变量具有一定调用范围，比如全局变量可以在任意位置调用；而这个范围通常就是我们所指的作用域，JS中的作用域不同于C/C++，那么有哪些不同呢，请先和我一起了解一下JS简单的编译原理

编译原理

JS虽然是一门脚本语言，但是事实上它也是需要编译的（ps.通常脚本语言只需要“解释”，而不是“编译”）。但与其他传统的编译语言（例如java）不同的是，JS并不会提前编译好代码等待执行，而是很快被编译，然后再迅速执行（通常在几微秒以内）。即使有这样的差异，实际上它们的大致的编辑过程差不多，主要分为三个阶段： 
1. 分词/词法分析 
分词就是将表达式进行拆分，比如var a = 5;，编译引擎会将其分解为var，a，=，5和;。词法分析与分词差不多，它的作用是分析表达式中各个组成部分的意思，类似于一个句子中什么是主语、谓语等。 
2. 解析代码 
第二步，解析代码。在这个过程中会生成一个抽象语法树（AST，Abstract Syntax Tree），这个树上嵌套了第一步分解的各个“小元件”。还是以上面的表达式为例子，var a = 5;，这时根节点为var，它有两个子节点，一个是a，一个是=，=下面还有一个子节点5。 
 
3. 代码生成 
这个过程生成可以执行的代码，是面向机器的。这个过程中机器开始给变量分配内存，构建作用域等等。

理解作用域

JS代码在编译和执行的整个过程中，有三个“人物”扮演了重要的角色，分别是引擎、编译器和作用域。怎么理解这三个“人物”呢？引擎相当于这三者中的老大，负责JS代码的编译和执行；编译器负责解析代码、代码生成等；作用域负责管理代码中各个变量应该活动的范围。三人各司其职，保障JS在平台上的顺利运行。

工作流程

引擎、编译器和作用器各自承担成自己的责任，那么三者是如何协调工作的呢？以var a = 5;为例。 
1. 首先编译阶段，编译器会询问作用域那边是否有变量a，如果有，则编译器忽略这句声明，如果没有，则在作用域中生成一个变量a; 
2. 在代码生成过程中，编译器就将5赋给变量a； 
3. 最后在引擎在执行代码过程中，也会先问作用域哪里有没有a，有就取它的值来用，如果没有，就去别的地方找（具体在哪里，继续往下看）。

查找方式

引擎在执行代码的过程中，比如var a = 5;，很多书和博客将会搬出两个概念：左查找（LHS）和右查找（RHS），然后又解释了很多，其实左查找就是查找变量，右查找就是查找变量的值，如果这样理解的话，你就很容易知道什么时候用的左查找，什么时候用的右查找。 
后来我自己研究了一下，发现左查找和右查找的唯一作用是标识引擎查找返回错误，如果找不到变量，就报ReferenceError，找不到变量的值（属性），就报TypeError。如果还有其他作用，欢迎补充。

嵌套作用域

嵌套作用域比较好理解，不过这里要注意两点：一个认识到JS是函数作用域，作用域以函数为单位来嵌套的；第二个是区分嵌套作用域与闭包的不同。

function foo(a) {
console.log( a + b );
}
var b = 2;
foo( 2 ); // 4

上面的代码中就是一个简单的嵌套作用域的例子，全局定义了b，在函数里定义了a，被嵌套在全局作用域里的函数foo可以调用b，但全局作用域里不能调用a。 
引擎在查找变量时，是先从所执行的代码的作用域里开始查找的，如果找不到，再一级一级往外层的作用域里查找。

进一步理解作用域

在编译的阶段，作用域就形成，在引擎执行代码时，作用域的规则就开始限定引擎要怎么取变量或者值了。我们举个例子。 
 
在上面的例子中，嵌套了三层作用域，第一层是全局作用域，第二层是函数foo的作用域，第三层是函数bar的作用域。引擎在执行某段代码时，查找的规则是这样的：

• 首先在当下的作用域里找，找的到就直接调用，找不到就想上一层作用域继续找，再找不到就再往上，直到全局作用域；
• 如果在当下的作用域下定义了一个与外层作用域相同的变量，以当下的作用域的为准。

在第一条规则中，定义变量时，需要在变量的前面加上var，如果不加，在非严格的模式下，会在全局作用域创建这个变量，在严格模式下会报错。 
在第二条规则中，如果在当下作用域中依然想调用全局那个重复的变量，可以这样定义window.a = 5;，调用的时候直接去window.a就可以了。

注：调用with和eval()改变执行环境作用域并不推荐使用，因为它们会带来性能问题，这里不详细解释，大家可以参考文章后面参考文献。

扩展：JS中的块级作用域

JS中的函数作用域带来了灵活性，但在一些地方有存在不方便，比如在for、if语句中，我们可能只需要在它们的{}里定义一些临时的变量，并不希望污染当前的作用域。基于这些问题，ES6中新增了let、const这两个关键字来实现了块级作用域定义变量。 
let的用法和var一样，只不过是作用域不同罢了例如：

    for (let i =0; i<3; i++){
        console.log(i);
    } // 0,1,2
    cosole.log(i); //i is undefined

const也是用来定义变量，不过它定义的是静态变量（常量），一旦定义了，重新赋值就会报错。

   var foo = true;
    if (foo) {
        var a = 2;
        const b = 3; // 定义常量

        a = 3;
        b = 4; // error!
    }

    console.log( a ); // 3
    console.log( b ); // ReferenceError!

参考文献

• You-Dont-Know-JS
• JavaScript权威指南
• JavaScript高级程序设计